第一章熱力發(fā)電廠

1、第一章第一章 火電廠的評價(jià)及可持續(xù)發(fā)展火電廠的評價(jià)及可持續(xù)發(fā)展 本章先討論發(fā)電廠的安全、可靠管理和壽命管理，再討論火力發(fā)電廠的環(huán)保評價(jià)，然后重點(diǎn)討論熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)評價(jià)的兩種基本分析方法，以及我國現(xiàn)行的用熱量法分析凝汽式發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性及其指標(biāo)的定量計(jì)算。2第一章第一章 火電廠的評價(jià)及可持續(xù)發(fā)展火電廠的評價(jià)及可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)第一節(jié) 火電廠的安全可靠性與環(huán)保評價(jià)火電廠的安全可靠性與環(huán)保評價(jià)第二節(jié)第二節(jié) 熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)評價(jià)熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)評價(jià) 第三節(jié)第三節(jié) 凝汽式發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)凝汽式發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 第四節(jié)第四節(jié) 我國火力發(fā)電工業(yè)的資源節(jié)約、環(huán)境友好和可我國火力發(fā)電工業(yè)的資源節(jié)約、環(huán)境

2、友好和可 持續(xù)發(fā)展持續(xù)發(fā)展 本 章 提 要第一節(jié)第一節(jié) 火電廠的安全可靠性與環(huán)保評價(jià)火電廠的安全可靠性與環(huán)保評價(jià)電力是國民經(jīng)濟(jì)的能源物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)系到整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活的提高。電力行業(yè)的突出特點(diǎn)：電力的產(chǎn)、供、銷是連續(xù)瞬時(shí)完成，不能 儲存效益社會效益 體現(xiàn)在安全可靠供電（一）火電廠可靠性管理的任務(wù)與作用 火電廠的生產(chǎn)安全第一任一設(shè)備、元件或誤操作都可能導(dǎo)致主網(wǎng)瓦解，嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)、人們生活或設(shè)備人身安全火電廠可靠性是指在預(yù)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定的技術(shù)條件下，保持系統(tǒng)、設(shè)備、部件、元件發(fā)出額定電力的能力，并以量化的一系列可靠性指標(biāo)來體現(xiàn)。一、發(fā)電廠的安全可靠性一、發(fā)電廠的安全可靠性 (

3、 (二二) ) 火電廠的可靠性指標(biāo)火電廠的可靠性指標(biāo) 火電廠主要設(shè)備的可靠性是火電廠可靠性指標(biāo)的基礎(chǔ)。設(shè)備的可靠性是以統(tǒng)計(jì)時(shí)間為基準(zhǔn)的以機(jī)組所處狀態(tài)的各種性能指標(biāo)來表征。圖中：縱坐標(biāo)為機(jī)組圖中：縱坐標(biāo)為機(jī)組最大出力最大出力GMCGMC， MWMW一一般為機(jī)組額定容量；般為機(jī)組額定容量；橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)PHPH為統(tǒng)計(jì)期間為統(tǒng)計(jì)期間（按季或年計(jì)）小時(shí)（按季或年計(jì)）小時(shí)數(shù)。圖中面積即為發(fā)數(shù)。圖中面積即為發(fā)電量電量 W W，MWhMWh。圖1-1 火電機(jī)組狀態(tài)圖我國火電廠可靠性指標(biāo)有23個(gè)。其中有：可用系數(shù) ：非計(jì)劃停用系數(shù) ：等效可用系數(shù)：強(qiáng)迫停用率：100100PHRHSHPHAHAF100PHUOH

4、UOF100)(PHESDHEUNDHAHEUF100SHFOHFOHFOR 目前，強(qiáng)迫停用率和非計(jì)劃停用次數(shù)是我國考核電廠可靠性的指標(biāo)。 我國現(xiàn)狀：我國大火電機(jī)組的可用率，較國外同容量的火電機(jī)組低5%-12%，如果能將可用率提高5%，相當(dāng)于國家不投資卻多建設(shè)3000-3250MW的機(jī)組。 1 1、 壽命分配壽命分配火電設(shè)備及其管道，特別是鍋爐汽包、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)火電設(shè)備及其管道，特別是鍋爐汽包、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片、汽缸和主蒸汽管道，都是有壽命的，子、葉片、汽缸和主蒸汽管道，都是有壽命的，由于冷熱變效應(yīng)力、低周疲勞，導(dǎo)致壽命殆盡。由于冷熱變效應(yīng)力、低周疲勞，導(dǎo)致壽命殆盡。 特別是起停工況影響其壽命。特

5、別是起停工況影響其壽命。合理選擇壽命損耗系數(shù)，合理壽命分配。合理選擇壽命損耗系數(shù)，合理壽命分配。 （三）（三） 壽命管理壽命管理運(yùn)行方式溫度變化溫度變化時(shí)間min極限循環(huán)次數(shù)次每次壽命損耗率%30年使用次數(shù)次30年內(nèi)壽命損耗率%控制應(yīng)力極限MPa冷態(tài)啟動(dòng)500300100000.011001.0460溫態(tài)啟動(dòng)300200100000.01100010460熱態(tài)啟動(dòng)200100110000.0091300027.3440極熱態(tài)啟動(dòng)1803035000.029100.3690正常停機(jī)1006050000.00240008290強(qiáng)迫冷卻停00251000.3310正常負(fù)荷變

6、化803040000.00251200030310帶廠用電運(yùn)行1802030000.033100.3720總 計(jì)77.2表1-3 日本三菱350MW機(jī)組壽命分配 由表可知：冷態(tài)啟動(dòng) 每次壽命損耗 0.01%，30年停用100次 極熱啟動(dòng) 每次壽命損耗 0.029%，30年停用10次鍋爐、汽輪機(jī)等火電設(shè)備設(shè)計(jì)壽命一般為30年。高溫構(gòu)件、高溫蒸汽管道的設(shè)計(jì)壽命，一般為 105 h。設(shè)備、高溫管道，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理?xiàng)l件下可采取一些延壽措施。2 2、設(shè)備延壽、設(shè)備延壽（一）（一） 環(huán)境保護(hù)的重要性環(huán)境保護(hù)的重要性 少占地、節(jié)能、降耗、減排少占地、節(jié)能、降耗、減排 少占良田、可耕地、少拆遷少占良田、可耕地

7、、少拆遷初步可行性研究初步可行性研究- -編寫簡要分析編寫簡要分析可行性研究可行性研究- -編寫環(huán)境影響報(bào)告書編寫環(huán)境影響報(bào)告書初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)- -編寫環(huán)境防治方案設(shè)計(jì)編寫環(huán)境防治方案設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)- -編寫環(huán)境保護(hù)防治設(shè)編寫環(huán)境保護(hù)防治設(shè)施設(shè)計(jì)施設(shè)計(jì)二、發(fā)電廠的環(huán)保評價(jià)二、發(fā)電廠的環(huán)保評價(jià)（二）大氣污染防治（二）大氣污染防治 1 1、高煙囪排放、高煙囪排放 2 2、高效除塵器、高效除塵器 3 3、控制、控制SOSO2 2排放技術(shù)排放技術(shù) 目前火電廠減排目前火電廠減排SOSO2 2的主要途徑有：的主要途徑有：煤炭洗選煤炭洗選、潔潔凈煤燃燒技術(shù)凈煤燃燒技術(shù)、燃用低硫煤燃用低硫煤和和煙

8、氣脫硫煙氣脫硫。 4 4、控制、控制NOxNOx技術(shù)技術(shù)(1) (1) 采用低采用低NOxNOx燃燒技術(shù)燃燒技術(shù)(2) (2) 爐膛噴射脫硝技術(shù)爐膛噴射脫硝技術(shù) 有兩類有兩類: : 選擇性催化還原選擇性催化還原( SCR) ( SCR) 脫硝脫硝 非選擇性催化還原非選擇性催化還原(SNCR) (SNCR) 脫硝。脫硝。(3) (3) 在煙道尾部加裝脫硝裝置在煙道尾部加裝脫硝裝置（三）節(jié)約水資源及廢水資源化（三）節(jié)約水資源及廢水資源化我國是人均水資源占有量很少的國家我國是人均水資源占有量很少的國家 電力行業(yè)面臨的緊迫任務(wù)：電力行業(yè)面臨的緊迫任務(wù)： 1 1節(jié)約水資源節(jié)約水資源 2 2廢污水處理廢污

9、水處理 3 3控制熱排水的污染控制熱排水的污染 大型火電廠節(jié)水關(guān)鍵在于采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，大型火電廠節(jié)水關(guān)鍵在于采用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，以獲得水耗少、多發(fā)電的效益。以獲得水耗少、多發(fā)電的效益。 一座一座200MW200MW的火電廠，由于采用不同的技術(shù)方案，全廠耗水的火電廠，由于采用不同的技術(shù)方案，全廠耗水量可從量可從0.05m0.05m3 3/s/s到到0.37m0.37m3 3/s/s，相差約，相差約7 7倍。倍。我國老電廠的節(jié)水改造措施我國老電廠的節(jié)水改造措施 提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率 將以地下水為水源的直流冷卻供水系統(tǒng)改為循環(huán)將以地下水為水源的直流冷卻

10、供水系統(tǒng)改為循環(huán)冷卻供水系統(tǒng)冷卻供水系統(tǒng) 用直接空冷供曖燃煤大機(jī)組裝備老廠用直接空冷供曖燃煤大機(jī)組裝備老廠 以高參數(shù)大容量供暖大機(jī)組替代退役小機(jī)組以高參數(shù)大容量供暖大機(jī)組替代退役小機(jī)組 利用天然氣發(fā)電的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組替代利用天然氣發(fā)電的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組替代 燃煤小機(jī)組。燃煤小機(jī)組。 應(yīng)用增壓流化床應(yīng)用增壓流化床( PFBC) ( PFBC) 技術(shù)技術(shù) 用燃煤整體煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)用燃煤整體煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)( IGCC) ( IGCC) 發(fā)發(fā)電電新建電廠的節(jié)水措施新建電廠的節(jié)水措施 發(fā)展超臨界和超超臨界的大型發(fā)展超臨界和超超臨界的大型1000MW1000MW燃煤發(fā)電機(jī)組燃煤發(fā)

11、電機(jī)組 北方缺水煤礦坑口地區(qū)，建設(shè)北方缺水煤礦坑口地區(qū)，建設(shè)600MW600MW級空冷電站群級空冷電站群 在有條件利用天然氣地區(qū)，建設(shè)一批燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站在有條件利用天然氣地區(qū)，建設(shè)一批燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站 在煙臺在煙臺IGCC IGCC 示范電站基礎(chǔ)上，續(xù)建若干個(gè)示范電站基礎(chǔ)上，續(xù)建若干個(gè)IGCC IGCC 電站；電站； 推廣分段濃縮串聯(lián)使用的循環(huán)冷卻水處理技術(shù)推廣分段濃縮串聯(lián)使用的循環(huán)冷卻水處理技術(shù) 鼓勵(lì)就近利用城市污水的再生水作火電廠補(bǔ)充水水源鼓勵(lì)就近利用城市污水的再生水作火電廠補(bǔ)充水水源 開發(fā)增壓流化床聯(lián)合循環(huán)開發(fā)增壓流化床聯(lián)合循環(huán)( PFBC) ( PFBC) 發(fā)電技術(shù)發(fā)電技術(shù)

12、對缺水又限制外排廢水的燃煤電廠，可考慮實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排對缺水又限制外排廢水的燃煤電廠，可考慮實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放放 方案，但經(jīng)濟(jì)性較差方案，但經(jīng)濟(jì)性較差 廣泛采用氣力除灰與干貯灰場廣泛采用氣力除灰與干貯灰場 特殊情況，可考慮風(fēng)冷型干排渣技術(shù)特殊情況，可考慮風(fēng)冷型干排渣技術(shù)火電廠采用直流或混流供水時(shí)的冷卻水，使用后火電廠采用直流或混流供水時(shí)的冷卻水，使用后一般溫度升高一般溫度升高8-108-10，直接排入水體，使水體，直接排入水體，使水體含蓄了大量熱量，影響水質(zhì)或水生物。含蓄了大量熱量，影響水質(zhì)或水生物。遼寧發(fā)電廠熱排水排入大伙房水庫，因寒流突然遼寧發(fā)電廠熱排水排入大伙房水庫，因寒流突然襲擊，水溫

13、突降，使已適應(yīng)熱水區(qū)域內(nèi)生活的魚襲擊，水溫突降，使已適應(yīng)熱水區(qū)域內(nèi)生活的魚受到受到“冷沖擊冷沖擊”而大批死亡。而大批死亡。為此，在火電廠設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮為此，在火電廠設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮4040以上熱排水并以上熱排水并采取相應(yīng)技術(shù)措施后方可排放。采取相應(yīng)技術(shù)措施后方可排放。（四）灰渣熱排水治理及綜合利用（四）灰渣熱排水治理及綜合利用 火電廠灰渣嚴(yán)禁排入江、河、湖、海等水域?；痣姀S灰渣嚴(yán)禁排入江、河、湖、海等水域。 灰渣綜合利用技術(shù)如：灰渣綜合利用技術(shù)如： 1 1、粉煤灰生產(chǎn)建筑材料、粉煤灰生產(chǎn)建筑材料 2 2、粉煤灰用于建筑工程、粉煤灰用于建筑工程熱排水的綜合利用熱排水的綜合利用利用熱排水養(yǎng)殖各種貝類、對

14、蝦及藻類。利用熱排水養(yǎng)殖各種貝類、對蝦及藻類。我國有的電廠把熱排水養(yǎng)殖魚類，具有生長快、我國有的電廠把熱排水養(yǎng)殖魚類，具有生長快、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)，并能降低魚種越冬死亡率。產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)，并能降低魚種越冬死亡率。1.1. 用以農(nóng)業(yè)灌溉，也收效良好。用以農(nóng)業(yè)灌溉，也收效良好。1 1、 噪聲標(biāo)準(zhǔn)噪聲標(biāo)準(zhǔn)城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB3096-82，如表1-3所示 適用區(qū)域等效聲級 eq. dBA白天夜間特殊住宅區(qū)4535居民、文教區(qū)5040一類混合區(qū)5545二類混合區(qū)6050工業(yè)集中區(qū)6555交通干線道路兩側(cè)7055表1-7 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值（五）（五） 噪聲防止噪聲防止2 2、火電廠的噪聲、火電廠的噪

15、聲火電廠是噪聲源相對集中、火電廠是噪聲源相對集中、噪聲幅量大、噪聲種類繁噪聲幅量大、噪聲種類繁多的場所，汽機(jī)房和鍋爐多的場所，汽機(jī)房和鍋爐房是強(qiáng)噪聲集中區(qū)，其中房是強(qiáng)噪聲集中區(qū)，其中以汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)層、鍋爐排以汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)層、鍋爐排汽、送風(fēng)機(jī)和球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)汽、送風(fēng)機(jī)和球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲最為強(qiáng)烈。噪聲最為強(qiáng)烈。 火電廠強(qiáng)噪聲如表火電廠強(qiáng)噪聲如表1-81-8所所示示強(qiáng) 噪 聲 源 頻 率 聲強(qiáng) dB(A)125MW汽機(jī)房 低中頻90-95300MW汽機(jī)房 低中頻93-96球 磨 機(jī) 低中頻97-117送 風(fēng) 機(jī) 低中頻113-121碎 煤 機(jī) 中 頻100100kW凝結(jié)水泵 中 頻95-98高壓加熱器 高 頻

16、104鍋爐排汽 高 頻114-170 表1-8 火電廠強(qiáng)噪聲舉例 3 3、火電廠的噪聲防治、火電廠的噪聲防治 對超標(biāo)噪聲，通?？赏ㄟ^下列途徑治理：對超標(biāo)噪聲，通?？赏ㄟ^下列途徑治理：（1 1）噪聲源控制）噪聲源控制 由國家規(guī)定的產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)控制，沒有的可參考以下數(shù)由國家規(guī)定的產(chǎn)品噪聲標(biāo)準(zhǔn)控制，沒有的可參考以下數(shù)據(jù)據(jù)引風(fēng)機(jī)（進(jìn)風(fēng)口前引風(fēng)機(jī)（進(jìn)風(fēng)口前3m3m處）處）85 dB(A)85 dB(A)送風(fēng)機(jī)（進(jìn)風(fēng)口前送風(fēng)機(jī)（進(jìn)風(fēng)口前3m3m處）處）90 dB(A)90 dB(A)鋼球磨煤機(jī)鋼球磨煤機(jī)95-105 dB(A)95-105 dB(A)其它中、高速磨煤機(jī)其它中、高速磨煤機(jī)86-95 dB(A

17、)86-95 dB(A)汽輪機(jī)（包括注油器、距聲源汽輪機(jī)（包括注油器、距聲源1m1m處）處）90 dB(A)90 dB(A)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)（距聲源發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)（距聲源1m1m處）處）90 dB(A)90 dB(A)排料機(jī)（距機(jī)殼排料機(jī)（距機(jī)殼1.5m1.5m處）處）85 dB(A)85 dB(A)汽動(dòng)給水泵汽動(dòng)給水泵101 dB(A)101 dB(A) （2 2）噪聲傳播途徑控制）噪聲傳播途徑控制對易于封閉的噪聲源，如水泵、風(fēng)機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)組，對易于封閉的噪聲源，如水泵、風(fēng)機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)組，采用隔板、阻尼和隔聲措施，降噪量可達(dá)采用隔板、阻尼和隔聲措施，降噪量可達(dá)101030dB(A)30dB

18、(A)。對不易封閉的設(shè)備及系統(tǒng)，如鍋爐，加熱器和水、煤、對不易封閉的設(shè)備及系統(tǒng)，如鍋爐，加熱器和水、煤、汽汽( (氣氣) )管道等，采用包覆隔振阻尼材料或設(shè)置隔聲結(jié)構(gòu)，管道等，采用包覆隔振阻尼材料或設(shè)置隔聲結(jié)構(gòu)，降噪量可達(dá)降噪量可達(dá)202050dB(A)50dB(A)。1.1.不能進(jìn)行噪聲源控制和傳播途徑控制的場所，采取個(gè)人不能進(jìn)行噪聲源控制和傳播途徑控制的場所，采取個(gè)人防護(hù)如戴護(hù)耳器（耳塞、防聲頭盔等），或在噪聲環(huán)境防護(hù)如戴護(hù)耳器（耳塞、防聲頭盔等），或在噪聲環(huán)境中設(shè)置隔聲間等辦法，降噪量可在中設(shè)置隔聲間等辦法，降噪量可在151540dB(A)40dB(A)之間。之間。 第二節(jié)第二節(jié) 熱力發(fā)

19、電廠熱經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)方法熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)方法發(fā)電廠中能量的轉(zhuǎn)換過程中恒有各種損失發(fā)電廠中能量的轉(zhuǎn)換過程中恒有各種損失化學(xué)能化學(xué)能 熱能熱能 機(jī)械能機(jī)械能 電能電能發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)通過能量轉(zhuǎn)換過程中能量的通過能量轉(zhuǎn)換過程中能量的利用程度（正平利用程度（正平衡）衡）或或損失大?。ǚ雌胶猓p失大?。ǚ雌胶猓﹣砗饬縼砗饬磕康模耗康模貉芯繐p失產(chǎn)生的部位、大小、原因及其相研究損失產(chǎn)生的部位、大小、原因及其相互關(guān)系，找出減少這些熱損失的方法和相應(yīng)措施互關(guān)系，找出減少這些熱損失的方法和相應(yīng)措施一、評價(jià)發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的兩種方法一、評價(jià)發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的兩種方法（一）（一） 熱量法、熱

20、效率法熱量法、熱效率法 基于熱力學(xué)第一定律基于熱力學(xué)第一定律 以燃料化學(xué)能從數(shù)量上被利用的程度來評價(jià)電廠的以燃料化學(xué)能從數(shù)量上被利用的程度來評價(jià)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，常用于定量分析熱經(jīng)濟(jì)性，常用于定量分析 式中，式中，Q Q1 1外部熱源供給的熱量，外部熱源供給的熱量， 該動(dòng)力裝置的理想該動(dòng)力裝置的理想比內(nèi)功（以熱量計(jì)），比內(nèi)功（以熱量計(jì)）， 循環(huán)中各項(xiàng)能量損失之和（以循環(huán)中各項(xiàng)能量損失之和（以熱量計(jì)），熱量計(jì)）， 各項(xiàng)能量損失系數(shù)之和。各項(xiàng)能量損失系數(shù)之和。aWjjQjjjjjjjjt1QQ1QQQQW1111a（二）（二） 熵方法、方法、做功能力法熵方法、方法、做功能力法 基于熱力學(xué)第二定律基于

21、熱力學(xué)第二定律 以燃料化學(xué)能的做功能力被利用的程度來評價(jià)以燃料化學(xué)能的做功能力被利用的程度來評價(jià)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，常用于定性分析電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，常用于定性分析式中 : Esup供入系統(tǒng)的可用能， 循環(huán)中各項(xiàng)不可逆因素導(dǎo)致的各項(xiàng)可用能損失之和， 循環(huán)中各項(xiàng)可用能損失系數(shù)之和。jjjejjejaetEAEAEEW11supsupsupsupjejAjj若循環(huán)供入可用能是溫度為T1的熱源提供的熱量 Q1 , 于是可得兩種基本分析方法效率之間的關(guān)系式為： 式中 循環(huán)效率， 卡諾循環(huán)效率， T1熱源溫度，K，Ten冷源（環(huán)境）溫度， K。et11TTenct 二、方法二、方法1 1效率與損效率與損能量平衡

22、關(guān)系：能量平衡關(guān)系：供給的可用能供給的可用能= =有效利用的可用能有效利用的可用能+ +損損效率效率exex%100供給的可用能有效利用的可用能ex 平衡方程的圖解平衡方程的圖解損：損：熱力設(shè)備eqeinwieoutesTeweeeenoutaqin)()(設(shè) 備特 點(diǎn)比損e， kJ/kg效率 xe， %鍋爐、換熱器wa=0汽 輪 機(jī)eq=0管 道eq=0wa=0表1-9 火電廠典型熱力設(shè)備的損及效率outqinbeeeeqinoutebeeeoutainteweeoutinaeteewoutinpeeeinoutepee流圖流圖 圖1-2 熱量法熱量法熱量法是以熱效率或者熱損失來衡量能量轉(zhuǎn)換

23、過程熱量法是以熱效率或者熱損失來衡量能量轉(zhuǎn)換過程的熱經(jīng)濟(jì)型。的熱經(jīng)濟(jì)型。全廠能量平衡關(guān)系：全廠能量平衡關(guān)系：發(fā)電機(jī)輸出功率發(fā)電機(jī)輸出功率Pe=全廠熱耗量全廠熱耗量Qcp-全廠能量損失全廠能量損失Qj以全廠總效率為例：以全廠總效率為例：全廠總能量損失全廠總能量損失Qj j= = Qb b + + Qp p + + Qc c + + Qm m + + Qg g cpcpjcpecpQQQP13600jcpeQQP3600火力發(fā)電廠的各項(xiàng)熱損失（火力發(fā)電廠的各項(xiàng)熱損失（% %）項(xiàng)目項(xiàng)目高參數(shù)高參數(shù)超高參數(shù)超高參數(shù)超臨界參數(shù)超臨界參數(shù)Q Qb b ( (鍋爐熱損失）鍋爐熱損失）10109 98 8Q

24、Qp p ( (管道熱損失）管道熱損失）1 10.50.50.50.5Q Qc c ( (凝汽器熱損失）凝汽器熱損失）57.557.552.552.550.550.5Q Qm m ( (機(jī)械熱損失）機(jī)械熱損失）0.50.50.50.50.50.5Q Qg g ( (發(fā)電機(jī)熱損失）發(fā)電機(jī)熱損失）0.50.50.50.50.50.5總能量損失總能量損失69.569.563636060全廠總效率全廠總效率30.530.537374040表1-7 凝氣式發(fā)電廠的各項(xiàng)損失四、兩種熱經(jīng)濟(jì)性評價(jià)方法的比較及其應(yīng)用四、兩種熱經(jīng)濟(jì)性評價(jià)方法的比較及其應(yīng)用以按朗肯循環(huán)工作的同一凝汽式發(fā)電廠為實(shí)例，用兩種熱經(jīng)濟(jì)性評

25、價(jià)方法的具體計(jì)算結(jié)果，予以對比說明。 pb=17MPa，tb=555，p0=16.5MPa，t0=550，pc=0.005MPa，爐膛內(nèi)煙氣平均溫度，環(huán)境壓力Pen=0.098MPa，環(huán)境溫度ten=20，各項(xiàng)效率為b=0.91，ri=0.884，m=0.98，g=0.987，蒸汽在汽輪機(jī)中為含摩阻膨脹，但不計(jì)給水泵功。產(chǎn)生1kg蒸汽的燃料加熱量以3636.24 kJ/kg計(jì)。 計(jì)算結(jié)果如表1-13所示：熱量法的熱損失方法的損項(xiàng) 目數(shù)量kJ/kg所占份額%項(xiàng) 目數(shù)量kJ/kg所占份額%鍋 爐327.269鍋 爐2049.02*56.35*蒸汽管道7.270.22蒸汽管道7.640.21汽 輪

26、機(jī)汽 輪 機(jī)190.175.23凝 汽 器2003.255.09凝 汽 器90.912.50機(jī)械損失25.540.71機(jī)械損失26.540.73發(fā) 電 機(jī)16.730.46發(fā) 電 機(jī)16.730.46總 損 失2380.00總 損 失2381.01全廠效率34.52全廠效率34.52表1-13 按朗肯循環(huán)工作的凝汽式發(fā)電廠熱損失和損 由表由表1-131-13的計(jì)算結(jié)果可知：的計(jì)算結(jié)果可知：本例中供入的熱量和可用能相等，因此兩種方法算得的總損失量和全廠效率是相同的。 熱量法不區(qū)分能量品位的高低，故汽輪機(jī)的熱損失為最大做功能力法，區(qū)分能量品質(zhì)的高低以鍋爐燃燒傳熱過程的不可逆最嚴(yán)重，故其可用能損失為

27、最大本課定量計(jì)算用熱量法，定性分析用熵方法第三節(jié) 凝汽式發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、汽輪發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一、汽輪發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（一）凝汽式汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率（一）凝汽式汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率i i 1. 1. 正、反熱平衡法的正、反熱平衡法的 i i 表達(dá)式表達(dá)式 反熱平衡時(shí)：反熱平衡時(shí)：正熱平衡時(shí)：正熱平衡時(shí)：ciQWQ0riaiaiWWQW1001qqci2 2、相對量（以、相對量（以1kg1kg新汽為基準(zhǔn)計(jì)）新汽為基準(zhǔn)計(jì)）正熱平衡時(shí)：反熱平衡時(shí)：0qwii01qqciciqwDQq000示例：計(jì)算圖示系統(tǒng)中汽輪機(jī)的內(nèi)效率（忽略汽水損失）示例：計(jì)算圖示系統(tǒng)中汽輪機(jī)的內(nèi)效率（忽略汽水損失） 3.

28、 3. 給水泵功使給水焓升給水泵功使給水焓升 fpfp的處理的處理 蒸汽初參數(shù)不高時(shí)，一般不考慮給水泵泵功蒸汽初參數(shù)不高時(shí)，一般不考慮給水泵泵功 蒸汽初參數(shù)較高時(shí)，一般要考慮給水泵泵功蒸汽初參數(shù)較高時(shí)，一般要考慮給水泵泵功計(jì)算熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)時(shí)，考慮給水泵功使給水焓升計(jì)算熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)時(shí)，考慮給水泵功使給水焓升: : 一種是作為外部熱源處理。一種是作為外部熱源處理。 一種是作為內(nèi)部熱源處理。一種是作為內(nèi)部熱源處理。 4. 4. i 另一種表達(dá)式另一種表達(dá)式若不計(jì)給水泵功，式中分子的第二項(xiàng)為零；若無再熱蒸汽qrh=0若又無回?zé)岢槠?，則 即演變?yōu)閷?shí)際朗肯循環(huán)的絕對內(nèi)效率。故該表達(dá)式有其通用性 rhrhfwo

29、pugfwzrijciciiqhhhhqw,1)(01zj（二） 汽耗D0和汽耗率d0D0、d0 純凝氣（無回?zé)岢闅猓┻\(yùn)行時(shí)汽耗、汽耗率00()()jcrhjcrhjcjcrhhhqYhhqhhYhhq-+=-+-=-+ 再熱前 高壓缸 的回?zé)岢槠龉Σ蛔阆禂?shù)再熱后 中低壓缸 的回?zé)岢槠龉Σ蛔阆禂?shù)0100)1 (1)(3600czjjgmrhceDYqhhPD000)(3600cgmrhcdqhhd二、鍋爐效率b鍋爐效率：鍋爐熱負(fù)荷Qb：將 代入式得Qb的另一種表達(dá)式 fwbblDDD=+fwfwblblbrhrhbbbhDhDqDhDQ)()()(fwblblbrhrhfwbbbhhDqD

30、hhDQ1qbcpbbBQQQ三、管道熱效率p管道反平衡熱效率的表達(dá)式為：管道熱損失：bPPQQ /165432PPPPPPlPQQQQQQQmaD.w mah.cw mah.cw blhfhblD,ffDh,blblDhfwD( )fw th,apapapDh ,rh trh tDh fw bh,bbDh rh bD 0rh bh00,D h,rhrhDh33,Dh22,Dh4p1p2p2p3p6p計(jì)算管道熱效率的局部系統(tǒng),apapDh()inrh bh新蒸汽管道散熱損失冷、熱再熱蒸汽管道散熱損失式中 包括再熱器或溫水流量的熱再熱蒸汽流量，kg/h )(brhD)(00hhDQblP%/bl

31、PlPQQqhkJhhDhhDQrhbrhbrhbinrhtrhtrhP/)()(0)()()()()(2%/22bPPQQq主給水管道散熱損失廠用輔助系統(tǒng)熱損失式中Dap廠用蒸汽流量，kg/h；ap廠用蒸汽返回水率，%；hcp廠用蒸汽焓，kJ/kg 廠用蒸汽返回水比焓， aphkgkJ /hkJhhDQbfwtfwfwP/)()()(3%/33bPPQQq%/)()(434,4bPPmawapapapmawapapPQQqhkJhhDhhDQ 帶熱量工質(zhì)泄漏熱損失 式中 D1帶熱量工質(zhì)泄漏流量，kg/h hl帶熱量工質(zhì)比焓，kJ/kg鍋爐連續(xù)排污熱損失，當(dāng)排污熱量未利用時(shí) 當(dāng)具有單級鍋爐連續(xù)

32、排污利用系統(tǒng)（圖1-6所示）時(shí)，鍋爐連續(xù)排污熱損失f、r排污擴(kuò)容器、排污冷卻的效率，%。 )(,115mawPhhDQ%/55bPPQQq)(,6mawblblPhhDQ%/)()()1)()1(66,6bPPmawcmawmacmawcblwblrcblwfblfblblPQQqhkJhhDhhDhhDhDQ表1-17 國產(chǎn)300MW機(jī)組各項(xiàng)汽水道的散熱損失 以國產(chǎn)N300-16.18/550/550型機(jī)組配DG1000/16.77-1型鍋爐為例，它的各項(xiàng)汽水管道熱損失如表所示 項(xiàng) 目Qj， %相對份額對全廠bs影響g標(biāo)煤/(kWh)1新汽管道0.269112再熱管道0.4541.71.55

33、3給水管道未計(jì)04廠用蒸汽3.4511.55工質(zhì)泄漏0.8823.2736鍋爐連排本例中0.01460.10.1四、全廠熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（一）全廠發(fā)電熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)qcp、cp、bs全廠熱耗全廠熱耗率全廠煤耗率全廠熱效率cp ， 三者知其一，即可根據(jù)這三個(gè)關(guān)系式求得其余兩項(xiàng)指標(biāo) qcp scpbcp hkJPQQBqQepbepbbbbcp/36001)/(3600hkWkJqqPQqepbpbbbbecpcp)/(360011011hkWkgqqqqqqqPBbepbpbbbcqecp)/(123. 0hkWkgcebepbscpgmritpbepbebbecpQPQQBqQBqP001136003600（二）全廠供電熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 全廠凈效率 : 全廠供電熱耗率 : 全廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率: 顯然 : ncpqncpncpbapcpapcpecpapencpQPQPP1136003600)/(136003600hkWkJqapncpncpncp)/(1123.0123.0hkWkg