发电厂热力系统.ppt

发电厂热力系统发电厂热力系统火力发电厂热经济性评价火力发电厂热经济性评价热经济性评价的热量法热经济性评价的热量法本质：热力学第一定率指标：热效率（有效输出与输入热量间的关系）模型：正、反平衡的热效率计算热经济性评价的可用能法热经济性评价的可用能法本质：热力学第二定率指标：佣效率（有效输出与输入可用能间的的关系）模型：正、反平衡的佣效率计算火力发电厂热经济性评价火力发电厂热经济性评价-热量法热量法定义定义以热效率或热损失率来衡量能量转换过程的热经济性以热效率或热损失率来衡量能量转换过程的热经济性数值表现数值表现通常为绝对数量：如热耗量通常为绝对数量：如热耗量kJ/hkJ/h和汽机内功量和汽机内功量kJ/hkJ/h凝汽式发电厂的热效率和热损失率凝汽式电厂（机组）依能凝汽式发电厂的热效率和热损失率凝汽式电厂（机组）依能量转换作用分解为五个环节量转换作用分解为五个环节热效率是有效输出与输入能量之比热效率是有效输出与输入能量之比机组热效率是五个串联环节热效率的连乘积机组热效率是五个串联环节热效率的连乘积热损失率是损失能量与总输入量之比热损失率是损失能量与总输入量之比机组热损失率是五个串联环节热损失率之和机组热损失率是五个串联环节热损失率之和火力发电厂热经济性评价火力发电厂热经济性评价-五个环节五个环节凝凝汽式电厂的组成汽式电厂的组成（郎肯循环）（郎肯循环）锅炉：锅炉：炉内：燃料通过燃烧使其化学能转化为烟气热能炉内：燃料通过燃烧使其化学能转化为烟气热能锅内：通过换热器将烟气的热能转换为蒸汽热能锅内：通过换热器将烟气的热能转换为蒸汽热能管道：将来自锅炉的蒸汽热能传递至汽轮机侧管道：将来自锅炉的蒸汽热能传递至汽轮机侧汽机：汽机：级内作功：蒸汽在汽机级内降压膨胀转为轴功级内作功：蒸汽在汽机级内降压膨胀转为轴功冷源放热：排汽经凝汽器以及热力系统回热升压完成动力循环冷源放热：排汽经凝汽器以及热力系统回热升压完成动力循环轴系：支撑并连接汽机与发电机转子传递轴功轴系：支撑并连接汽机与发电机转子传递轴功电机：转子转动切割磁力线将轴功转化为电功电机：转子转动切割磁力线将轴功转化为电功能量传递环节能量传递环节设备：锅炉管道汽机轴系电机设备：锅炉管道汽机轴系电机能量：化学能烟气热汽热能机械能电能能量：化学能烟气热汽热能机械能电能凝汽式发电厂热经济性指标凝汽式发电厂热经济性指标1各能量转换环节的热效率各能量转换环节的热效率锅炉效率：锅炉效率：bQb/(BQar)Qb是炉侧蒸汽吸热量是炉侧蒸汽吸热量管道效率：管道效率：pQ0/Qb Q0是机侧蒸汽获热量是机侧蒸汽获热量汽机效率：汽机效率：iWi/Q0 Wi蒸汽机内作功量蒸汽机内作功量机械效率：机械效率：mWm/Wi Wm 汽机轴端功量汽机轴端功量电机效率：电机效率：g3600Pe/Wm Pe发电机电功率发电机电功率凝汽式电厂发供电热效率凝汽式电厂发供电热效率全厂发电热效率：全厂发电热效率：cp3600Pe/(BQar)=k 全厂供电热效率：全厂供电热效率：cpcp(1)式中：厂用电率式中：厂用电率:P厂用厂用/Pe凝汽式发电厂热经济性指标凝汽式发电厂热经济性指标2各能量转换环节的热效率各能量转换环节的热效率锅炉效率：锅炉效率：bQb/(BQar)管道效率：管道效率：pQ0/Qb汽机效率：汽机效率：iWi/Q0 机械效率：机械效率：mWm/Wi el i mg电机效率：电机效率：g3600Pe/Wmcp b p el能耗率与能耗量指标能耗率与能耗量指标全厂发电热耗率全厂发电热耗率单位电功耗热量：单位电功耗热量：HRHRcpcp(BQ(BQarar)/P)/Pe e转换：转换：HRHRcpcp3600/3600/cpcp全厂发电标准煤耗率全厂发电标准煤耗率单位电功耗标煤量：单位电功耗标煤量：b bs sB Bs s/P/Pe e转换：转换：cpcp=3600P=3600Pe e/(B/(Bs s*29270)*29270)b bs s0.123/0.123/cpcp全厂供电热耗率全厂供电热耗率 HRHRcpcp=HR=HRcpcp/(1-)/(1-)供电热耗率高于发电热耗率供电热耗率高于发电热耗率全厂供电标煤耗率全厂供电标煤耗率 b bs s=b=bs s/(1-)/(1-)供电标煤耗率高于发电标煤耗率供电标煤耗率高于发电标煤耗率提高火力发电厂热经济性的途径提高火力发电厂热经济性的途径提高初温（535600）提高平均吸热温度，改善循环效率提高汽轮机进口蒸汽容积流量，改善通流效率提高排汽干度，有利于低压缸的安全和经济性提高初压力（17.5 24.5MPa）提高平均吸热温度，改善循环效率减小汽轮机进口蒸汽容积流量，降低通流效率降低排汽干度，有害于低压缸的安全和经济性降低终参数（排气压力、实质是降低排气温度）？回热（实质是提高初温）再热（实质是提高初温，同时提高汽轮机排气干度）热电联产（能量综合利用）火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统热力系统的概念热力系统：火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统热力系统图：使用规定符号表示的热力设备连接关系原则性热力系统图实质：反映热功转换本质联系的原理性系统图作用：反映某一工况下热力系统的安全经济性特征：只有主要单一的主辅机设备和正常工况下汽水联系应用：热力系统设计和运行系统技术改造的依据火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统-回热加热器回热加热器回热（机组）原则性热力系统定义：实现给水回热加热的热力系统作用：实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉不可逆损失减少循环吸热量，相对增加了循环作功量提高循环效率回热可以在单位作功条件下增加进汽流量，提高相对内效率其他优缺点(锅炉、汽轮机、凝汽器；汽耗量增加、加热器温差、系统复杂投资增加等)组成：彼此连接的回热加热器组加热器的种类混合式加热器表面式加热器火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统-回热加热器回热加热器回热（机组）原则性热力系统定义：实现给水回热加热的热力系统作用：实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉不可逆损失减少循环吸热量，相对增加了循环作功量提高循环效率回热可以在单位作功条件下增加进汽流量，提高相对内效率其他优缺点(锅炉、汽轮机、凝汽器；汽耗量增加、加热器温差、系统复杂投资增加等)组成：彼此连接的回热加热器组加热器的种类混合式加热器表面式加热器火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统-回热加热器回热加热器混合式加热器的结构特点混合式加热器(C型)：冷热工质混合传热，无受热面混合式加热器本身结构简单，造价低冷热工质以相同的参数离开，无端差混合式加热器本身传热效果好，热量利用充分混合式加热器的应用混合式加热器在实际应用中只有除氧器部分表面式(F型)加热器的热平衡效果等价于混合式加热器(进口水流量不等于出口水流量)如带疏水泵的F 型或末级疏水排向热井的F 型火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统-回热加热器回热加热器表面式加热器的结构特点表面式加热器(F型)：冷热工质经受热面传递热量管内流动着冷工质，管外是抽汽其凝水(称为疏水)依管内工质承受压力的高低分为高压、低压加热器高压加热器(给泵至省煤器之间)管内工质称为给水低压加热器(凝泵至除氧器之间)管内工质称为凝水表面式加热器结构复杂、造价高、系统复杂、不稳定表面式加热器存在端差和疏水排放，热量利用不充分表面式加热器的应用热力系统中大量使用表面式加热器(原因：混合式加热器构成的系统不安全、耗电量大等)火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统-给水给水除氧除氧器器 水中容氧的来源 补水带来的空气 系统中处于真空中的设备、管道附件的不严密处漏入空气给水容氧的危害性 水中溶氧是造成热力设备腐蚀的主要原因 高参数蒸汽溶解氧化产物的能力强并在汽机通流部分沉积 换热设备中的不凝结气体使传热恶化，影响机组经济性给水除氧的作用控制给水含氧量在允许范围内（有的要求彻底除氧）给水除氧的方法化学除氧热除氧火力发电厂热力系统火力发电厂热力系统-除除氧氧器原理器原理分压定律（道尔顿定律）混合气体的全压力等于其组成气体分压力之和 pdpN2pO2pCO2pH2O除氧器定压加热至沸腾并使水蒸汽分压趋近于全压力则水面上所有其他气体的分压即趋于零亨利定律气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压成正比 bKd*pb/pdKd为溶解度系数。其取值与气体种类、水的温度有关若水面上某种气体的分压力趋于零，则该气体会从水中逸出N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统 N600-16.67/537/537N600-16.67/537/537型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统N600-16.67/537/537N600-16.67/537/537型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统单轴单轴1200MW1200MW凝汽式机组发电厂原则性热力系统凝汽式机组发电厂原则性热力系统小小 结结蒸汽动力循环（郎肯循环）纯凝气式电厂的热经济性指标提高火电厂热经济性的途径回热加热器（作用、表面式、混合式）除氧器（作用、特点、原理）