2015第四章-4--燃煤熱電廠及其熱經(jīng)濟(jì)性

1、1,哈爾濱工業(yè)大學(xué)燃燒工程研究所,現(xiàn)代熱力系統(tǒng),第四章 熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性,2,§4.4 汽輪機(jī)電廠熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的效益,一、熱電廠聯(lián)合能量生成的概念及條件動力裝置只用來供給一種能量——電能或者熱能時，此種生產(chǎn)方式為單一能量生產(chǎn)。如：凝汽式電廠只供應(yīng)電能；供熱鍋爐供給蒸汽或熱水；它們都屬于單一的能量生產(chǎn)方式。對于凝汽式電廠的鍋爐，如直接向用戶供應(yīng)蒸汽，此時電廠又供熱又發(fā)電，此時的生產(chǎn)也屬于兩種能量的分別生產(chǎn)。熱電廠聯(lián)合能

2、量生產(chǎn)：當(dāng)采用的動力裝置同時輸出電能和熱能兩種能量且供熱的熱量是全部或部分做了功的乏汽，此種能量生產(chǎn)稱為聯(lián)合能量生產(chǎn)，此種形式的電廠稱熱電廠。,3,分散供熱、分產(chǎn)電,集中供熱、分產(chǎn)電,4,熱電廠能量生產(chǎn)方式主要有兩種：1. 背壓式汽輪機(jī)：利用全部做了功的乏汽，此乏汽具有一定的蒸汽參數(shù)，作為加熱的熱源。2. 抽汽式汽輪機(jī)：利用汽輪機(jī)的抽汽——部分做了功的乏汽作為加熱的熱源。 上述兩種方式所生產(chǎn)的能量品質(zhì)不同，但其有共同點：向

3、外供出的熱量都是做過功的乏汽，或者說是部分回收的冷源損失。聯(lián)合能量生成必須具備以下兩種條件：1) 有熱用戶，所供出的熱能要滿足熱用戶的用熱量和參數(shù)；2) 供熱的同時，要得到必須數(shù)量的電能。,5,1. 背壓式汽輪機(jī)電廠,,,背壓式汽輪機(jī)是指排汽壓力（背壓）高于大氣壓力的汽輪機(jī)。背壓式汽輪機(jī)排汽壓力高，通流部分的級數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，同時不需要龐大的凝汽器和冷卻水系統(tǒng)，機(jī)組輕小，造價低。當(dāng)它的排汽用于供熱時，熱能可得到充分利用，但這

4、時汽輪機(jī)的功率與供熱所需蒸汽量直接相關(guān)，因此不可能同時滿足熱負(fù)荷和電（或動力）負(fù)荷變動的需要，這是背壓式汽輪機(jī)用于供熱時的局限性。 利用背壓式汽輪機(jī)具有較高的背壓，將全部做過功的蒸汽來供熱，避免了發(fā)電的冷源損失。 背壓式汽輪機(jī)熱電廠以供熱為主，因此電能的生產(chǎn)是隨熱負(fù)荷變化而變化，發(fā)出的電功率由熱負(fù)荷決定。熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性必須是在熱負(fù)荷穩(wěn)定條件下才能充分反映出來。,,,6,2. 具有調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機(jī)熱電廠,,,由于背壓式汽輪機(jī)的電負(fù)

5、荷是隨熱負(fù)荷變化而變化，當(dāng)外界（或電負(fù)荷）變化時，必須與其它形式汽輪機(jī)并列運行，以適應(yīng)外界電負(fù)荷的需要。為了解決這一矛盾，常利用具有調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機(jī)。從中間級抽出蒸汽供給熱用戶的汽輪機(jī)。 抽汽式汽輪機(jī)運行時既要供電(或動力)，又要供熱。當(dāng)抽汽量為零時便與凝汽式汽輪機(jī)相同，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽除一部分流入給水加熱器加熱鍋爐給水外，其余蒸汽都流經(jīng)各級后進(jìn)入凝汽器。當(dāng)抽汽量不為零時，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽先流過高壓段各級作功，然后一部分蒸汽經(jīng)由

6、抽汽口抽出供熱；另一部分蒸汽通過調(diào)節(jié)閥或旋轉(zhuǎn)隔板流經(jīng)其余各級，繼續(xù)作功，最后進(jìn)入凝汽器。,,7,由汽輪機(jī)中間級抽出一部分蒸汽供給用戶，即在發(fā)電的同時還供熱的汽輪機(jī)。根據(jù)用戶需要可以設(shè)計成一次調(diào)節(jié)抽汽式或二次調(diào)節(jié)抽汽式。,一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī) （單抽汽式汽輪機(jī)）。由高壓部和低壓部組成，相當(dāng)于背壓式汽輪機(jī)與凝汽式汽輪機(jī)的組合。新汽進(jìn)入高壓部分作功，膨脹至一定壓力后分為兩部分，一部分抽出供給熱用戶，另一部分進(jìn)入低壓部分繼續(xù)膨脹作功，

7、最后排入凝汽器。,二次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī) （雙抽汽式汽輪機(jī)）?？梢酝瑫r滿足不同參數(shù)熱負(fù)荷。整個汽輪機(jī)分為高、中、低壓 3部分。新汽進(jìn)入高壓部分作功，膨脹到一定壓力，抽出一部分蒸汽供給熱用戶；另一部分進(jìn)入中壓部分繼續(xù)作功，再抽出一部分供暖；其余蒸汽經(jīng)過低壓部分作功，然后排入凝汽器。,8,排汽壓力小于大氣壓力的抽汽式汽輪機(jī)稱為抽汽凝汽式汽輪機(jī)；排氣壓力大于大氣壓力的抽汽式汽輪機(jī)稱為抽汽背壓式汽輪機(jī)。抽汽背壓式汽輪機(jī)的輸出功率取決

8、于供熱的蒸汽量大小，而不能任意改變。因此它必須與其他汽輪機(jī)并列運行或并入電網(wǎng)，以保證供電要求。,,9,熱電聯(lián)產(chǎn)典型系統(tǒng)圖,C型汽輪機(jī),B型、N型汽輪機(jī),N=NC+Nh,10,4.4.1 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的效益,二、熱電聯(lián)產(chǎn)的熱量法（效率法）定性分析,11,4.4.1 熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)的效益,1. 理想朗肯循環(huán)的熱效率和實際朗肯循環(huán)的熱效率,2. 理想純供熱循環(huán)的熱效率和實際循環(huán)的熱效率,12,分析圖和上述四式可知： ①朗肯循環(huán)的ηt、ηi值均

9、較低，其排汽雖有較大熱量，但品位太低，無法利用，故其熱能利用率很低。 ②純供熱循環(huán)的ηth，ηih均為1，完全沒有像朗肯循環(huán)那樣的冷源熱損失，故可大幅度的提高熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。,,,,,,13,若取ηbηp=0.88，ηmηg=0.95，ηi=0.40朗肯循環(huán)的凝汽式電廠的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為：,純供熱循環(huán)的背壓機(jī)的熱電廠的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為：,14,③對于抽汽凝汽式機(jī)組，可視為背壓式機(jī)組與凝汽式機(jī)組復(fù)合而成，其中供熱汽流是完全沒有冷源熱損失，

10、它的ηih仍為1。但是它的凝汽汽流仍有被冷卻水帶走的冷源熱損失，該凝汽流的絕對內(nèi)效率ηic不僅不等于1，而且還比相同循環(huán)參數(shù)、同容量的凝汽式汽輪機(jī)(即替代電廠的汽輪機(jī))的絕對內(nèi)效率ηi要低，這是在熱電聯(lián)產(chǎn)熱經(jīng)濟(jì)定性分析中，影響熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料節(jié)省的不利因素。,,,15,三、熱電聯(lián)產(chǎn)的綜合效益1. 熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性,聯(lián)合能量生產(chǎn)是一種在集中供熱的基礎(chǔ)上獲得電能和熱能的方法，其主要特點是節(jié)省燃料。在確定聯(lián)合能量生產(chǎn)，節(jié)省燃料時，是按照能量

11、供應(yīng)相等的原則：即熱電廠生產(chǎn)相同數(shù)量的電能和熱能所消耗的燃料與兩種能量分別生產(chǎn)相同數(shù)量的電能和熱能所消耗的燃料進(jìn)行比較，計算出絕對節(jié)省量。 熱電廠之所以節(jié)省燃料，主要是聯(lián)合能量生產(chǎn)避免了冷源損失，同時熱電廠鍋爐容量較大，比小型鍋爐效率高。,16,,,,,1. 熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性,17,,,發(fā)電節(jié)煤量,供熱節(jié)煤量,熱電廠總的標(biāo)準(zhǔn)煤耗Btp，為用于發(fā)電、供熱的標(biāo)準(zhǔn)煤耗之和,熱電分產(chǎn)總標(biāo)準(zhǔn)煤耗Bdp為分產(chǎn)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗Bcp與分產(chǎn)供熱煤耗Bh

12、之和,則熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)煤量為,dp,18,1. 熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性1) 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱比熱電分產(chǎn)供熱節(jié)煤 熱電分產(chǎn)供熱煤耗：,19,1. 熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性1) 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱比熱電分產(chǎn)供熱節(jié)煤 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱煤耗：,,20,1. 熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性1) 熱電聯(lián)產(chǎn)供熱比熱電分產(chǎn)供熱節(jié)煤 節(jié)約標(biāo)煤量：,節(jié)煤條件,21,2) 熱電聯(lián)產(chǎn)供電比熱電分產(chǎn)供電節(jié)煤,熱電分產(chǎn)供電煤耗：,熱電聯(lián)產(chǎn)的供電煤耗：,22,分產(chǎn)發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)

13、煤耗量 ：,供熱汽流的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 ：,由于ηic bcp> be,h,,,,凝汽流發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 ：,,,,2) 熱電聯(lián)產(chǎn)供電比熱電分產(chǎn)供電節(jié)煤,23,供熱機(jī)組的容量及蒸汽參數(shù)一般低于代替電網(wǎng)凝汽式機(jī)組；,抽汽式供熱機(jī)組的凝汽流要通過調(diào)節(jié)抽汽用的回轉(zhuǎn)隔板，增大了凝汽流的節(jié)流損失；,抽汽式供熱機(jī)組非設(shè)計工況運行效率低，如采暖用單抽汽式機(jī)組在非采暖期運行時就是這種情況；,熱電廠必須建在熱負(fù)荷附近，若供水條件比凝汽式機(jī)組差，則排汽

14、壓力高，熱經(jīng)濟(jì)性有所降低。,24,熱電廠發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量：,熱電廠發(fā)電的節(jié)煤量：,上式第一項為熱電廠節(jié)煤的有利因素，是熱電廠發(fā)電理論上節(jié)約燃料的最大值，因為冷源損失用于了供熱，稱“聯(lián)產(chǎn)節(jié)能”；,第二項為節(jié)煤的不利因素，是供熱機(jī)組凝汽流發(fā)電多消耗的燃料。,,,熱電廠發(fā)電是否節(jié)煤存在一定的條件，要 。。,25,,節(jié)煤條件：,,將Wc＝W－Wh代入上式，整理得：,定義熱化發(fā)電比 ，含義是供熱機(jī)組熱化發(fā)電量

15、占供熱機(jī)組總發(fā)電量的比例。將X、bse、 bse,h、 bse,c、代入△Be可得：,全年熱化發(fā)電量： ，全年內(nèi)熱電廠發(fā)電節(jié)煤量為：,26,時，即供熱機(jī)組凝汽流發(fā)電所多耗的燃料等于其供熱汽流所節(jié)省的燃料時，是熱電廠發(fā)電節(jié)煤的臨界值，此時的熱化發(fā)電比稱為臨界熱化發(fā)電比[X]。,,,顯然[X]是由供熱機(jī)組的特性與替代機(jī)組的特性決定的特性參數(shù)。,,或：,從以上的分析和推導(dǎo)可知：熱電廠的發(fā)電節(jié)煤條件是供熱機(jī)

16、組的熱化發(fā)電比一定要大于臨界熱化發(fā)電比。,27,熱電廠總節(jié)煤量的計算,全年內(nèi)熱電廠總節(jié)煤量為：,28,2. 熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)點,節(jié)約能源減輕大氣污染，改善環(huán)境提高供熱質(zhì)量，改善勞動條件其它經(jīng)濟(jì)效益,29,3. 熱電聯(lián)產(chǎn)的不利因素,熱電廠的投資比同容量凝汽式電廠的投資大。熱電廠的工質(zhì)損失比凝汽式電廠大的多，補水率大，熱力設(shè)備運行可靠性降低。調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)存在凝汽流發(fā)電，比凝汽式機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性差。,30,4.4.2熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

17、及總耗熱量分配,一、熱電廠總的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 凝汽式電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)既是數(shù)量指標(biāo)又是質(zhì)量指標(biāo)； 熱電廠相對復(fù)雜 電、熱兩種能量品味不同，不同供熱參數(shù)的熱能品味也不相同； 熱電廠通常既有供熱汽流的熱電聯(lián)產(chǎn)，又有凝汽流的熱電分產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)性并不相同； 很難采用單一的熱電廠用熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，只能采用綜合指標(biāo)進(jìn)行評價。,,,,,,31,4.4.2熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及總耗熱量分配,一、熱電廠總的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1. 熱電廠燃料利用系數(shù),,,,,,

18、W ：熱電廠的發(fā)電量，kWh；Qh ：熱電廠的供熱量，kJ/h；Btp ：熱電廠的煤耗量，kg/h；,1）燃料利用系數(shù)是數(shù)量指標(biāo)，只能表明燃料能量在數(shù)量上的有效利用程度。2）電廠運行時，燃料利用系數(shù)可能在相當(dāng)大的范圍變動，有些可能不合理。3）燃料利用系數(shù)不能作為評價熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性的單一指標(biāo),在設(shè)計熱電廠時，可估算熱電廠燃料的消耗量。,32,2. 熱化發(fā)電率——質(zhì)方面的指標(biāo) 。,,,,,,,,,,,4.4.2熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及

19、總耗熱量分配,33,2. 熱化發(fā)電率——質(zhì)方面的指標(biāo) 。,,,,,,,,,,,4.4.2熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及總耗熱量分配,抽汽式供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)圖,總的發(fā)電量：W=Woh+∑Wih＋Wc,供熱汽流發(fā)電量等于對外供熱汽流發(fā)電量（外部熱化發(fā)電量）和回?zé)峒訜峤o水汽流發(fā)電量（內(nèi)部熱化發(fā)電量）之和 。,34,2. 熱化發(fā)電率——質(zhì)方面的指標(biāo) 。供熱機(jī)組的熱化發(fā)電量Wh與熱化供熱量Qh, t之間的比值，又稱供熱電能生產(chǎn)率。,,,,,,,,,,kw

20、h/GJ,,Qh,t：聯(lián)產(chǎn)部分的對外供熱量，GJ；ωo和ωi外部和內(nèi)部熱化發(fā)電率，kwh/GJ。,4.4.2熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及總耗熱量分配,,35,①外部熱化發(fā)電率：,對外供熱量：,GJ/h,kW h,kWh/GJ,36,②內(nèi)部熱化發(fā)電率 ：,,,,,,37,③供熱汽輪機(jī)的熱化發(fā)電率 ：,,,相對熱化發(fā)電份額 e,38,熱化發(fā)電率指標(biāo)的特點：1）熱化發(fā)電率是質(zhì)量指標(biāo)。 2）影響ω的因素有供熱機(jī)組的初參數(shù)，抽汽參數(shù)，回?zé)釁?shù)，回

21、水溫度，回水率，補充水溫度，設(shè)備的技術(shù)完善程度以及回水所流經(jīng)的加熱器的級數(shù)等。3）ω的應(yīng)用：只能用來比較供熱參數(shù)相同的供熱式機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，供熱參數(shù)不同的熱電廠不能比較它們的熱經(jīng)濟(jì)性，也不能用以比較熱電廠和凝汽式電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。,39,3. 熱電廠的熱電比,,,,,,,,,,,1）對于凝汽火電廠，無供熱成分，雖整個動力裝置的發(fā)電量 很大，但熱電比為零。,2）對于背壓式供熱機(jī)組，排汽熱量全部被利用，熱電比較高。,3）對于抽汽式供熱機(jī)組，

22、因抽汽量是可調(diào)節(jié)的，熱電比可隨外界熱負(fù)荷的變化而變化。當(dāng)抽汽量最大時，熱電比接近于背壓機(jī)；當(dāng)外界無熱負(fù)荷時，相當(dāng)于一臺凝汽式汽輪機(jī)。,40,影響熱電比的主要因素：1）熱電機(jī)組的新汽參數(shù)（P0，t0）。2）熱電機(jī)組的供熱（抽、排汽）參數(shù)（ Ph，th ）。3）汽輪機(jī)相對內(nèi)效率。,特點：1）熱電比只是個“量”的指標(biāo)，不能作為“質(zhì)”的指標(biāo)。2）雖然對熱電比有底線要求，但不應(yīng)片面提高熱電比， 否則將對鼓勵節(jié)能，提高能源利用率不利。3

23、）熱電比只能衡量熱電機(jī)組本身的利用率或節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果，其值不宜作為熱電機(jī)組之間的橫向比較。,41,不同的熱電聯(lián)產(chǎn)方式性能參數(shù) ：,42,二、熱電廠 總耗熱量的分配,,,43,二、熱電廠 總耗熱量的分配熱電廠總耗熱量：,Qtp(h), Qtp(e) ：熱電廠供熱、發(fā)電的熱耗，kJ/h ;Btp(h), Btp(e) ：熱電廠供熱、發(fā)電的煤耗，kJ/h ;,,,當(dāng)Dh,b=0時,44,1. 熱量法,熱量分配法是以分配前熱用戶的熱耗量占

24、汽輪機(jī)熱耗量的比例來分配。,,ηhs：熱網(wǎng)效率。,,,,,,發(fā)電方面分配的熱量,,45,1. 熱量法,熱量法的特點：1）根據(jù)熱力學(xué)第一定律按熱量平衡觀點分配的，將生產(chǎn)電能和生產(chǎn)熱能所消耗的熱量看成是等價的，沒有反映出兩種能量質(zhì)的差別；2）不論供熱蒸汽參數(shù)的高低，均作為熱電分產(chǎn)供熱方式進(jìn)行處理，好處歸電。,,,,,,,,46,1. 熱量法,聯(lián)合能量生產(chǎn)時，冷源損失和實際熱功轉(zhuǎn)變的不可逆性引起的附加冷源損失均被有效利用了，作為熱用戶的供

25、熱。 所以按熱量法觀點來看，對背壓式汽輪機(jī)和可調(diào)節(jié)抽汽汽輪機(jī)供熱氣流的循環(huán)效率和相對內(nèi)效率為1。熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臒崃考袄湓磽p失已全部利用，相對發(fā)電而言，其冷源損失已不存在，熱量利用系數(shù)很高。 但應(yīng)當(dāng)指出，此時熱量雖無損失，但工質(zhì)的做功能力下降，使一部分高質(zhì)量的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榈唾|(zhì)量的產(chǎn)品。其結(jié)果反映在電能生產(chǎn)比例減少，而熱能比例加大，反映出熱量法的不完善性。,,,,,,,,47,分析：從熱能數(shù)量利用的觀點來分配熱耗；沒有考慮

26、熱能質(zhì)量上的差別；供熱熱耗量Qtp(h)是幾種方法中最大的； 好處歸電（發(fā)電部分沒有冷源熱損失），發(fā)電效率總為1；不能調(diào)動改進(jìn)熱功轉(zhuǎn)化過程的積極性；不利于鼓勵熱用戶降低用熱參數(shù)。,按熱量法供熱節(jié)約燃料的條件：,,小鍋爐供熱效率,48,2. 實際焓降法（具有調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機(jī)）,按汽輪機(jī)抽汽的剩余焓降與主蒸汽的實際焓降比例來分配汽輪機(jī)的耗熱量。,,,,,,,,,,,供熱抽汽的耗熱量,,,,發(fā)電方面分配的熱量,供熱總熱耗量,49,2.

27、 實際焓降法（具有調(diào)節(jié)抽汽的汽輪機(jī)）,實際焓降法的特點：是以蒸汽在汽輪機(jī)中的實際焓降（實際轉(zhuǎn)換為功的熱量）為基準(zhǔn)，按供熱抽汽可能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臒崃縼矸謹(jǐn)偲啓C(jī)中的熱耗量。,,,,,,,,,,,,,,,這種方法考慮了蒸汽質(zhì)方面的差別，供熱部分沒有分擔(dān)熱功轉(zhuǎn)換過程中的冷源損失和不可逆損失,把冷源損失歸為發(fā)電，又成為“好處歸熱法”?？晒膭顭嵊脩艚档陀脽釁?shù)。,實際焓降法和熱量法均有片面性。,分析：,50,3. 做功能力法,按汽輪機(jī)供熱抽汽剩余做功

28、能力與進(jìn)汽做功能力比例分配汽輪機(jī)的熱耗量。,,,,,,,,,,,,E0、Eh和 Een：主蒸汽、供熱蒸汽、膨脹至環(huán)境溫度的比火用，kJ/kg；s0、sh和sen：主蒸汽、供熱蒸汽、膨脹至環(huán)境溫度的比火用，kJ/kg；hh和Sh ：蒸汽膨脹到環(huán)境狀態(tài)下的焓、熵。,分析：同時考慮熱能的質(zhì)量和數(shù)量；熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)效益分配到熱電兩種產(chǎn)品上；供熱抽汽（排汽）溫度與環(huán)境溫度接近，分析結(jié)果與實際焓降法近似,51,1. 發(fā)電方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

29、 熱電廠發(fā)電熱效率：輸出機(jī)械功與所耗熱量之比 。,,,,,,熱電廠發(fā)電熱耗率：每輸出單位機(jī)械功所消耗的熱量。,,kJ/kwh,熱電廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：,,kg/kwh,三. 熱電廠的分項熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo),52,三. 熱電廠的分項熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo),2. 供熱方面熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)熱電廠供熱熱效率、供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率如下：,,,,,,,,,,,,kg/GJ,53,某熱電廠裝有C50-8.83/0.118型單抽汽供熱機(jī)組，p0=8.83MPa，t0=535攝氏度

30、，h0=3475.04kJ/kg，s0=6.7801kJ/（kg×K）。采暖調(diào)節(jié)抽汽壓力ph=0.118MPa，實際抽汽比焓hh=2620.52kJ/kg，回水比焓h`h=334.94kJ/kg（80℃）， sh=7.1410kJ/（kg×K），回水率100%，ηhs=0.97。最小凝汽量Dc=17000kg/h，實際排汽比焓hc=2391.5kJ/kg，凝結(jié)水比焓h`c=97.3kJ/kg。ηb× ηp=

31、0.88， ηm×ηg=0.98，采暖熱負(fù)荷年利用小時4000h，環(huán)境溫度273.15k。按熱量法計算的發(fā)電熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,,54,例4-1 求解過程,解：1）求機(jī)組供熱抽汽量Dh由汽輪機(jī)功率方程式求汽耗量D0 2）求熱電廠的總熱耗量,3）計算?tp和ω 對外供熱量Qh=Dh( hh-h’h) =442 GJ/h 熱用戶得到的熱量Q=Qh?hs =428.74 GJ/h熱電廠燃料利用系數(shù)?tp

32、 熱化發(fā)電率,供熱抽汽量Dh Dh =D0 -Dc =…= 193.387 t/h,55,4）熱電廠的分項熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)按熱量法分配Qtp(e) = Qtp-Qtp(h)發(fā)電方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。。。。供熱方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。。。。,56,實際焓降法 Qtp(e) = Qtp-Qtp(h)=發(fā)電方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。。。。供熱方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。。。。,57,做功能力法

33、 Qtp(e) = Qtp-Qtp(h)發(fā)電方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。。。。供熱方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。。。。,58,,,,,59,四、熱電廠的熱化系數(shù)與供熱式機(jī)組的選型,（一）熱化系數(shù)αtp供熱機(jī)組供熱循環(huán)以小時計的額定供熱量和以小時計的最大熱負(fù)荷之比。小時熱化系數(shù)αtp：年熱化系數(shù)αtpa：,60,,,,,,,,,61,1、熱化系數(shù)的定性分析 （1）αtp=1,滿足最大熱負(fù)荷的需要，不需設(shè)置分產(chǎn)供熱設(shè)備；

34、,大部分時間熱負(fù)荷都小于最大熱負(fù)荷，因而供熱機(jī)組的熱化發(fā)電量Wh↓，熱化發(fā)電比X↓ ；,凝汽流發(fā)電量Wc↑，這部分發(fā)電耗煤↑（其熱經(jīng)濟(jì)性小于代替電站）；,非采暖期只剩下很少的熱水熱負(fù)荷,結(jié)論： αtp=1不可取,62,（2）αtp<< 1,絕大多數(shù)熱負(fù)荷不是靠供熱機(jī)組的熱化供熱，而是由分產(chǎn)供熱設(shè)備來提供，此時多耗標(biāo)煤；,結(jié)論：沒有節(jié)煤反而多耗煤，不合理 。,63,（3）αtp<1（不是太?。?供熱機(jī)組的最大供熱量比最大

35、熱負(fù)荷小，需設(shè)置分產(chǎn)供熱設(shè)備、代替電站的凝汽式機(jī)組；,不足的熱負(fù)荷ΔQh：,分產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)同樣熱負(fù)荷比供熱機(jī)組要多耗燃料；,不足的發(fā)電量（供熱汽流ΔWh+凝汽汽流ΔWc）：,代替電站發(fā)ΔWh電比供熱機(jī)組供熱汽流發(fā)電多耗煤，代替電站發(fā)ΔWc電比供熱機(jī)組凝汽汽流發(fā)電少耗煤；,對整個地區(qū)能量供應(yīng)系統(tǒng)而言是節(jié)省燃料的。,結(jié)論： αtp < 1可取。,64,上述分析可以看出，影響最佳熱化系數(shù)的主要因素如下：,供熱機(jī)組的熱力特性，即供熱機(jī)組的型

36、式、容量、參數(shù)和熱力系統(tǒng)的完善性。具體反映在供熱機(jī)組的供熱汽流和凝汽流的發(fā)電煤耗率上；,代替凝汽式汽輪機(jī)組的容量、參數(shù)和熱力系統(tǒng)的完善程度，即代替凝汽式汽輪機(jī)組的發(fā)電煤耗率；,分產(chǎn)供熱設(shè)備的容量、參數(shù)及其熱力性能等。,熱負(fù)荷持續(xù)時間曲線的形狀及持續(xù)時間的長短。,65,已建成投運的熱電廠： 提高αtp，供熱機(jī)組熱化發(fā)電量Wh愈大，熱化發(fā)電比X愈大，節(jié)省燃料量愈多，經(jīng)濟(jì)性愈好；,熱化系數(shù)αtp應(yīng)用背景:,理想,工程上一股0.5~0

37、.7,,新建的熱電廠： αtp的選擇與供熱機(jī)組、供熱系統(tǒng)、代替凝汽式機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性及其投資有關(guān),熱化系數(shù)αtp選擇:工業(yè)熱負(fù)荷=0.70～0.80采暖熱負(fù)荷=0.50～0.60,66,1、供熱機(jī)組機(jī)型的選擇機(jī)型及其特點 背壓式 抽汽式 凝汽-采暖式,（二）供熱機(jī)組的選擇,,純背壓式（B）抽汽背壓式（CB）,,穩(wěn)定全年性負(fù)荷,,,較穩(wěn)定全年性負(fù)荷,季節(jié)性負(fù)荷,67,背壓式機(jī)組,68,凝汽-采暖式機(jī)組,抽汽

38、式機(jī)組,69,凝汽——采暖式機(jī)組相比抽汽式機(jī)組：,非采暖季節(jié)具有較高的熱效率；,機(jī)組設(shè)計工作量?。ㄅc凝汽式機(jī)組基本相當(dāng)）；,與凝汽式機(jī)組在電網(wǎng)中形成冬夏互補。,設(shè)備利用率高,70,2、供熱機(jī)組參數(shù)的選擇,給水回?zé)峒訜釋嵸|(zhì)上是內(nèi)部熱化，ηir=1；,對高參數(shù)大容量供熱機(jī)組通常也采用蒸汽中間再過熱以進(jìn)一步提高其熱經(jīng)濟(jì)性 ；,提高供熱機(jī)組的蒸汽初參數(shù)，可提高機(jī)組熱化發(fā)電比X；,降低供熱抽汽參數(shù)，也可達(dá)到同樣的效果。,71,供熱機(jī)組的選擇：總結(jié)

39、,1） 根據(jù)電網(wǎng)容量、火電機(jī)組單機(jī)容量、全廠容量及參數(shù)的情況，供熱機(jī)組的選擇要“以熱定電”，盡可能采用較高的初參數(shù)和再熱循環(huán)，完善回?zé)嵯到y(tǒng)；,2）根據(jù)熱負(fù)荷的特性選擇供熱式機(jī)組，使機(jī)組盡可能在經(jīng)濟(jì)的設(shè)計工況附近運行。機(jī)組最大供熱量應(yīng)小于最大熱負(fù)荷，即 αtp < 1；,3）擴(kuò)大城市熱化供熱規(guī)模，改造淘汰小型鍋爐。,72,五、熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展趨勢,1、應(yīng)用范圍普遍化2、機(jī)組容量大型化3、潔凈煤技術(shù)高新化4、節(jié)能技術(shù)系統(tǒng)化5、熱能

40、消耗計量化6、使用燃料潔凈化7、能源系統(tǒng)新型化8、投資經(jīng)營市場化,,,,,73,例題：,4-1 已知某熱電廠裝有C50-8.82／1.27型供熱機(jī)組，已知某工況運行數(shù)據(jù)為： h0=3475 kJ/kg，s0=6.78 kJ/(kg?K)； hh=3024.1 kJ/kg，sh=6.9645 kJ/(kg?K)，h’h=418.68 kJ/kg； hc=2336

41、.2 kJ/kg，h’c=99.65 kJ/kg；回水率100%， 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組機(jī)電效率?m ? g＝0.96，鍋爐管道效率?b?p＝0.88，熱網(wǎng)效率?hs＝0.98；汽輪機(jī)進(jìn)汽量D0=370t/h，最小凝汽量Dc=18t/h，不考慮回?zé)?、不計散熱損失，環(huán)境溫度Ten=273.15K。 求該熱電廠的燃料利用系數(shù)?tp、熱化發(fā)電率ω和發(fā)電、供熱的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（三種熱量分配方法）,74,例4-1 求解過程,解：

42、1）求機(jī)組電功率Pe供熱抽汽量Dh Dh =D0 -Dc =…= 352 t/h 由汽輪機(jī)功率方程式求電功率Pe2）求熱電廠的總熱耗量,3）計算?tp和ω 對外供熱量Qh=Dh( hh-h’h) =917.108 GJ/h 熱用戶得到的熱量Q=Qh?hs =熱電廠燃料利用系數(shù)?tp 熱化發(fā)電率,75,4）熱電廠的分項熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)按熱量法分配Qtp(e) = Qtp-Qtp(h)發(fā)