热电厂的经济性及供热系统(PPT 68页)
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热力发电厂动力循环及其热经济性分析.ppt
cp
net
HP
DD2 22 2h2h2
IP LP
c DDDDZZZZZZZZhhZZ
hc
有再热的凝汽式发电厂循环系统图
Dbhb
Qb
ηp
Q0
D1 qrh
D0h0 ηi
HP
ηm
ηg
IP
LP wi G
ηb B
Qcp Bqnet
Drh (rh )
D1 (1 )h1
D j ( j )h j
D2 (2 )h2
的空气预热器加热，被加热后的热空气送至磨煤机
及其制粉系统。炉膛内产生的高温烟气先在炉膛内 向四周的水冷壁辐射放热后，沿水平烟道内过热器， 对流传热将蒸汽加热为过热蒸汽，再沿尾部烟道的 省煤器、空气预热器，先后对流放热加热省煤器内 的给水、空气预热器内的空气，并被吸风机将烟气 引至除尘器，被除尘后的烟气经吸风机再引至烟囱， 最后排入大气。燃烧后的煤渣落入炉膛下的灰斗， 连同与尾部烟道下细灰斗落下的细灰和除尘器落下 的细灰一并引至除渣灰系统。从锅炉过热器引出的 蒸汽沿主蒸汽管道将蒸汽引入汽轮机，蒸汽在汽轮 机内膨胀做功，使汽轮机以每分钟3000转的高速旋 转，将蒸汽热能转变为
烧损失、排污损失等。
b
Qb Qcp
Qb Bqnet
Db(hb h fw) Bqnet
0.90~0.94
b
Qb Qcp
Qcp Qb Qcp
1 Qb Qcp
1 b
（2）管道 管道能量平衡关系： 锅炉热负荷Qb = 汽轮机热耗量Q0 +管道热损失 △Qp
Q0
Q p
p 1
Dz (z )hz
Dc (c )hc
D fwh fw D1(1) D j ( j )
热力发电厂 第三章
热力发电厂
1.20
中国计量学院
（二）供热式机组的热化发电率w
1、热化发电率的定义及计算 热化发电率是质量不等价的热电联产部分 的热化发电量和热化供热量的比值：
Wh w kW .h / GJ Qh ,t
表明热电联产汽轮机的热功转换的技术完善 程度。
热力发电厂
1.21
中国计量学院
供热机组给水回热系统简图
配
第三节 热电厂的主要经济指标
热力发电厂
1.3
中国计量学院
第一节 热负荷及其载热质
热负荷：发电厂通过热网向热用户供应的不同用途的热
量，称为热负荷。 因其用途的不同，所需载热质及其数量、质量，以及它们 随时间变化的规律也各不相同。 热电厂的热负荷主要有： 采暖热负荷，通风热负荷，热水供应热负荷，工业生 产工艺过热热负荷。
一般内部热化发电量所占份额不大，可以忽略：
Dh ,t (h0 hh )m g w 3600 Dh ,t (hh hh ) 106
1.24
=278
(h0 hh ) m g (hh hh )
中国计量学院
kW .h / GJ
热力发电厂
Qtp ( h ) Qtp ( e )
热力发电厂
1.17
中国计量学院
热电厂分配给供热方面的热耗量，以热用户为依据：
Qtp ( h )
b p
Qh
Q
b ps
Q0 Qh
分配给发电方面的热耗量：
Qtp ( e ) Qtp Qtp ( h )
b p
kJ / h
热力发电厂
1.15
中国计量学院
热电厂总能耗量的分配
火电厂热经济指标及分析PPT课件
• 速度级压力。是汽轮机进汽量的反映，也是汽轮机运行经济性 的反映。是分析汽轮机运行经济性的一个重要依据。
第36页/共109页
• 再热蒸汽压力降：指高压缸排汽压力至中压缸进 汽压力间的压力降低值
• 再热蒸汽温度：指进入汽轮机中压缸前的蒸汽温 度 ，再热蒸汽温度降低1 ℃ ，影响汽轮机效率降 低0.011％左右，影响发电煤耗升高0.19g/kW•h 左右。
排烟温度升高1T，影响锅炉效率降低0.041％(百分点)左 右，影响煤耗升高0.14g/kW•h。
第33页/共109页
排烟损失计算公式如下：
排烟损失＝系数×(排烟温度—送风机入口温度)
系数＝
3.45
1
1 4.7 排烟温度测点处氧量
0.37
100
第34页/共109页
汽轮机效率及其指标
汽轮机效率：全称是汽轮发电机绝对电效率。专业上一般 简称汽轮机效率。日常也常用汽轮机热耗率表示
• 热力学第二定律分析方法（定性分析） 从能量的质量（品位）来评价热功转换的效果 熵方法，佣方法（作功能力损失，佣损，佣效率）
第2页/共109页
热力学第一定律分析方法 热效率：设备或系统有效利用的热量与供给的热量之比的百分数 • 锅炉效率————锅炉热损失 • 管道效率————管道热损失 • 汽轮机热效率————冷源损失 • 机械效率————机械损失 • 发电机效率————发电机损失 • 全厂效率————全厂热损失
第23页/共109页
磨煤机耗电率。是指磨煤机磨煤粉所耗用的电量占计算期发电量的比例。单位：％。表示电厂燃用煤粉 的经济性。除与影响磨煤机单耗的因素有关外，还与燃料质量，主、辅机设备、系统的经济性能有关。
磨煤机耗电率＝
×100(％)
第36页/共109页
• 再热蒸汽压力降：指高压缸排汽压力至中压缸进 汽压力间的压力降低值
• 再热蒸汽温度：指进入汽轮机中压缸前的蒸汽温 度 ，再热蒸汽温度降低1 ℃ ，影响汽轮机效率降 低0.011％左右，影响发电煤耗升高0.19g/kW•h 左右。
排烟温度升高1T，影响锅炉效率降低0.041％(百分点)左 右，影响煤耗升高0.14g/kW•h。
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排烟损失计算公式如下：
排烟损失＝系数×(排烟温度—送风机入口温度)
系数＝
3.45
1
1 4.7 排烟温度测点处氧量
0.37
100
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汽轮机效率及其指标
汽轮机效率：全称是汽轮发电机绝对电效率。专业上一般 简称汽轮机效率。日常也常用汽轮机热耗率表示
• 热力学第二定律分析方法（定性分析） 从能量的质量（品位）来评价热功转换的效果 熵方法，佣方法（作功能力损失，佣损，佣效率）
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热力学第一定律分析方法 热效率：设备或系统有效利用的热量与供给的热量之比的百分数 • 锅炉效率————锅炉热损失 • 管道效率————管道热损失 • 汽轮机热效率————冷源损失 • 机械效率————机械损失 • 发电机效率————发电机损失 • 全厂效率————全厂热损失
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磨煤机耗电率。是指磨煤机磨煤粉所耗用的电量占计算期发电量的比例。单位：％。表示电厂燃用煤粉 的经济性。除与影响磨煤机单耗的因素有关外，还与燃料质量，主、辅机设备、系统的经济性能有关。
磨煤机耗电率＝
×100(％)
热电联产经济性指标幻灯片PPT
2 实际焓降法
按联产供热汽流在汽轮机中的实际焓降不足，与新汽实际焓 降之比来分配总热耗量的，即分配到供热的热耗量占热电厂总 热耗量的比例。
t(p 2)Q Q ttt(p h p )D D h 0 ,t(h h 0 h h h cc)面 面 aa积 A b 1 积 ba
Q ttp (h)＝ tp (2)Q tp k/Jh
热电厂的对外供热系统
一、汽网的供汽系统及其设备 1．供汽方案
（1）由锅炉引来 p1
（2）由背压机组的排汽或 抽汽凝汽式供热机 组的高压调节抽汽对外供汽p3
（3）蒸汽喷射泵，增压后供汽p2
（4）调节抽汽作为蒸汽发生器的 加热（一次）蒸汽p4 间接供汽
2．减压减温器 用以降低蒸汽压力和温度的设备
D r i t p D w D w D to rp k/h g
结果与实际焓降法接近，热电联产的节能好处多数归供热。
三、热电厂的分项热经济指标 1．发电方面热经济性指标
四、热电厂的燃料节省计算
燃料利用系数ηtp、热化发电率ω、热电比Rtp、热化系数αtp均不 能作为评价热电厂热经济性的单一的热经济性指标。
热电联产较热电分产的全年节煤量，能真实地反映热电厂的热经 济性。 热电厂的热经济性是进行技术经济性比较的前提，否则不能建热 电厂
热电厂总热耗Qtp与锅炉热负荷Qb，机组热耗Q0有如下关系
总热耗量分配的实质即，将电厂总煤耗在热、电两种产品 之间分配 要求：既反映电、热品位的不同，又反映热电联产过程的技术 完善程度，计算简便，为国家节约能源
图6－6 非再热单抽式机组热力系统及h－D图 (a）热力系统；（b）h-D图
Q 1 D 0 (h 0 h fw )k/J h Q 2 D c (h c h c )k/h J D 0 D c D h D r k/h g
热电厂的热经济性及其供热系统2012
第2节
热电联合生产及总热耗量的分配
弊端
发电机
1．热电分产
供热小锅炉 – 能耗高、污染严重 发电机组 – 大量废热排空，损 失严重
小锅 炉
热 用 户
锅 炉
~
凝 汽 器
加热器
加热器
机
汽 轮
2．热电联产
发电机
汽 轮 机
~
特点：
– 无冷源损失 – 以热定电 – 适用稳定工业 热负荷
B
锅 炉 热 用 户
回热加热器
Qtp ( e ) = Qtp − Qtp ( h ) = 495.65 GJ / h
第3节
全厂热效率 全厂热耗率 标准煤耗率
热电厂的热经济指标
3600 Pe 3600 η cp = = η cp ql Bql
qcp = Qcp Pe = 3600
凝汽式电厂的热经济指标
ηcp
b cp
3600 = = ＝ Pe ql η cp q l B cp q cp
对运行中的供热机组, 随着热负荷的变换, ηtp 随着变化. 不能反映机组的热经济性.
燃料利用系数 ηtp的应用：
数量指标 估算热电厂的燃料消耗量 3600 W + Q h B tp = η tp q l
各型机组ηtp分析
凝汽式机组：约0.4 背压式机组：约0.8 抽汽凝汽式供热机组：约0.4～0.8
背压汽轮机热电联产系统
抽汽供热汽轮机热电联产系统
N=Nc+Nh
汽轮机
~ 发电机
锅 Boiler 炉 热 用 户 回热加热器
优点：可在一定范围内调整热负荷与电负荷 缺点：热效率低于背压式汽轮机
汽 轮
机
“热电联产”概念
3热电厂的经济性及供热系统解析
kJ/h
b
b p
kJ/h
Qtp Qtp( h ) Qtp( e )
Btp Q tp ql Q tp ( h ) Q tp ( e ) ql
kg/h
Btp ( h ) Btp ( e )
思路：先求供热所分配的热耗Qtp(h)和煤耗Btp(h)
（3）热电厂总热耗量的分配方法 1）热电联产效益归电法：热量法 2）热电联产效益归热法：实际焓降法 3）热电联产效益折中分配法：做功能力法 净效益法
热 用 户
适用：稳定工业热负荷
背压汽轮机热电联产系统
抽汽供热汽轮机热电联产系统
~
Boiler
热 用 户
优点：可在一定范围内调整热负荷与电负荷 缺点：有冷源损失
热电联产特点： – 同时对用户供应电能和热能； – 热能来自汽轮机中做过功的蒸汽； – 能量的梯级利用； – 节约能源，环保有利
热电联产应用实例
24939
32240
43690
64170
91554
占火电装机 份额％
12.7
13.37
15.7
19.75
23.8
热电联产存在问题
• 热电发展速度过快，供热负荷不落实，名为 热电，实为火电 • 配套热网建设滞后，集中供热无法同步实施
• 现有热电厂凝结水回收少，水资源浪费严重 （<10%） • 冬季环境效益明显，夏季环境影响增大
T
B
G
B
G
热用户
凝汽式发电厂
热电厂
T B
T
G
热用户
背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）
T B
T
G
C
热用户
调节抽汽式热电联产循环
b
b p
kJ/h
Qtp Qtp( h ) Qtp( e )
Btp Q tp ql Q tp ( h ) Q tp ( e ) ql
kg/h
Btp ( h ) Btp ( e )
思路：先求供热所分配的热耗Qtp(h)和煤耗Btp(h)
（3）热电厂总热耗量的分配方法 1）热电联产效益归电法：热量法 2）热电联产效益归热法：实际焓降法 3）热电联产效益折中分配法：做功能力法 净效益法
热 用 户
适用：稳定工业热负荷
背压汽轮机热电联产系统
抽汽供热汽轮机热电联产系统
~
Boiler
热 用 户
优点：可在一定范围内调整热负荷与电负荷 缺点：有冷源损失
热电联产特点： – 同时对用户供应电能和热能； – 热能来自汽轮机中做过功的蒸汽； – 能量的梯级利用； – 节约能源，环保有利
热电联产应用实例
24939
32240
43690
64170
91554
占火电装机 份额％
12.7
13.37
15.7
19.75
23.8
热电联产存在问题
• 热电发展速度过快，供热负荷不落实，名为 热电，实为火电 • 配套热网建设滞后，集中供热无法同步实施
• 现有热电厂凝结水回收少，水资源浪费严重 （<10%） • 冬季环境效益明显，夏季环境影响增大
T
B
G
B
G
热用户
凝汽式发电厂
热电厂
T B
T
G
热用户
背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）
T B
T
G
C
热用户
调节抽汽式热电联产循环
供热系统介绍 PPT
•
4—发电机 5—热用户
•
6—给水泵
• 以区域大锅炉房内的热水锅炉或蒸汽锅 炉提供高温水或蒸汽，经二次换热后， 进行较大范围供热的系统。
• 由小区内的锅炉房直接生产低温热水， 供小区内几栋建筑物用热；锅炉设在单 个建筑物内，供应该栋建筑物用热；
• 热泵供热包括设置热泵站，以站内大型 地源或水源热泵机组作为冷热源，通过
热。
热水辐射供暖
2）与其它供暖方式相比，节能、可使用 低品位热媒
• 相同舒适度时，与对流供暖方式相比, 可降低2～3℃。节能幅度约为10～20％ 。对于住宅，节能幅度约为10％。
• 地面辐射供暖可以使用低于40℃的低品 位热媒，适于采用地源热泵、空气源热 泵或地热水梯级利用。
热水辐射供暖
• 3）由于没有散热器、供暖立支管等构 件，有利于建筑装饰。
预制沟槽保温） 板 加 热（ 热 水薄 电型 缆
预置轻薄供暖） 板（热水
辐射供暖地板
• （2）预制沟槽保温板地面供暖：将外径12～20mm 的加热管或加热电缆敷设在带预制沟槽的泡沫塑料 保温板的沟槽中，加热管或发热电缆与保温板沟槽 尺寸吻合且上皮持平，不需要填充混凝土即可直接 铺设面层的地面供暖形式。保温板厚度一般不超过 35mm。
第九节 住宅分户热计量采暖
集中供暖系统热计量
• 用户热分摊方法
• 散热器热分配计法；流量温度分摊法；通断时间 面积分摊法；户用热量表法。
• 散热器热分配计法：建筑物热力入口装热量表， 每个散热器装热分配表。适用于垂直采暖散热器 系统的既有建筑热计量改造。
• 流量温度法：热力入口的热量表，流量热能分配 器、温度采集器处理器等组成。测量各用户的流 量比例系数和温度系数，测算用热比例进行分摊， 需要进行用户的位置修正。适用于共用立管的独 立分户系统。
电厂全面性热力系统介绍PPT课件
24
2. 调速给水泵
热力发电厂
以改变水泵的转速n来调节流量的，与定速 给水泵相比，减少了节流损失调节阀工作 条件好，寿命长，并可低速启动。
设备较复杂，投资费高，维修量大。适用 于大容量给水泵。
节约厂用电
简化锅炉给水操作台
主要优点
易实现给水全程调节
能适应机组滑压运行和调峰需要
提高机组的安全可靠性
25
• 要求：全面性热力系统要符合安全可靠、简单明显、便 于运行操作、维护方便、留有扩建余地、投资运行费用低、 技术经济上合理的原则。
2
二、全面性热力系统的用途
热力发电厂
1、全面性热力系统标明一切必需的连接管路和管路上的 一切附件，因而反映了全厂热力设备的配置情况和各种运行 工况的切换方式，是发电厂运行操作的依据。
除氧器排汽启动时排大气，启动带负荷后排至凝汽器，此外主 凝结水、门杆和轴封漏汽、高压加热器疏水和连排扩容蒸汽接至 除氧器，另外启动时除氧器的水来自化学除盐水，机组停运时除 氧器的放水至定期排污扩容器。如遇机组甩负荷除氧器暂态过程， 为防止给水泵汽蚀，在三台给水泵进口处设置注入“冷水”(即 主凝结水)的管路，以加速给水泵入口水温的下降。
一、范围：给水管道系统是从除氧器给水箱下降管入口，
经给水泵、高压加热器到锅炉省煤器前之间的全部管道、阀 门和附件的总称。
二、特点及要求：给水管道输送的工质流量大，压力高，
对全厂的安全、经济运行影响很大。给水管道系统事故会使 锅炉给水中断，造成紧急停炉或降负荷运行，甚至使锅炉发 生严重事故以致长期不能运行。因此，要求给水管道系统在 发电厂任何运行方式和发生任何故障的情况下，都能保证不 间断的向锅炉供水。
16
二、单元机组滑压运行除氧器的全面性热力系统热力发电厂
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凝汽式发电厂： 只发电
热电厂：
同时发电和供热
分散供热： 小锅炉供应
集中供热： 热电厂或区域性大锅炉房
（一）热负荷及其载热质
热负荷：供暖、通风、空调、热水、生产工艺用热
1、热负荷分类
——季节性热负荷：用热量主要与气候条件有关 采暖、通风、空调 特点：取决于室外温度，年变化大，日变化小
——非季节性热负荷：用热量与室外气温无关 热水供应、生产工艺用热 特点：年变化小，日变化大
负荷特性
非季节性，昼夜变化大，全 年变化小
非季节性，昼夜变化 季节性，昼夜变化小，
大，全年变化小
全年变化大
介质及参数
一般为0.15~0.6MPa饱和蒸汽， 也有高于1.4~3.0MPa的蒸汽
60℃~70℃热水
70℃~150℃或更高温度 的热水或0.07~0.28MPa 蒸汽
工质损失率
直接供汽：20%~100% 间接供汽：0.5%~2%
季节性热负荷持续时间图 ——不同室外温度持续时间确定的热负荷
变化规律
Q
Qh=f(t0) a2 采暖热负荷 a1
室外温度
t0ห้องสมุดไป่ตู้
-5 -10
采暖热负荷 持续时间
τ,h
t0=g(τ)
室外气温 持续时间
τ,h
季节性热负荷持续时间图绘制
Q 总热负荷持续时间图
Qs-季节性
Qns-非季节性
τ,h
全年8760h
（二）载热质及其选择
wah
q2ah
(5-13) (5-14)
（二）热电厂总热耗能的分配
热电联产总热耗能的分配方法： • 热量法（热电联产效益归电） • 实际焓降法（热电联产效益归热） • 做功能力法（热电联产效益折中）
1、热量法
——将热电厂的总热耗量按产品数量比例进行分配
热电厂总热耗量：
Qtp
Btp qnet
Qb
N=NC+Nh
T
G
B
B
NC
Nh
G
G
C型汽轮机
B型、N型汽轮机
供热循环在理想工况 和实际工况下的供热 循环的热效率:
th
wah q2ha q1'
(h0 hha ) (hha h0 hh'
hh' )
1
ih
wih q2h q1'
(h0 hh ) (hh hh' ) h0 hh'
1
• 热电联产
• 节约能源的需要 • 保护环境的需要
• 基本概念
• 热电厂：供热、供电 • 凝汽式电厂：供电 • 分散式供热：小锅炉 • 集中式供热：热电厂或者区域性大锅炉房
•热电联产存在的问题
• 热电发展速度过快，名为热电，实为发电； • 配套热网发展滞后，集中供热无法同步实
施； • 现有热电厂凝结水回收少，水资源浪费严
了一部分
开放开放式式系系统统 载热质本身及其热量全部
为热用户所利用
• 按载热质分：水网和汽网
供热距离
水网 20~30km
汽网 10km
供热汽轮机的经济性 热化发电比高 热化发电比低
补充水处理费用
低
高
管网投资及运行费用 高
低
汽网的优点
• 要求蒸汽作工质的热用户； • 通用性好，可满足各种用热形式的需要； • 耗电少； • 因高度差形成的静压力很小，运行稳定； • 蒸汽的传热系数高，可减少传热面积，降低换
各类热负荷特点
类别 特点
生产热负荷
热水供应负荷
采暖及通风热负荷
用途
用于加热、干燥、蒸馏等工 印染、漂洗等生产用 生产、城市公用事业及 艺热负荷；用作驱动汽锤、 热水；城市公用设施 民用的采暖及通风 压气机、水泵等动力热负荷。 及民用热水
主要用户
石油、化工、轻纺、橡胶、 冶金等
生产及人民生活
生产及人民生活
低温供热：130 —150℃ 中温供热：150 —250℃ 高温供热：250 —300℃
3 热负荷图
——反映热负荷随室外温度或时间的变化 （1）全日热负荷图
Qh(GJ/h)
Qt,max(GJ/h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 h 住宅区典型热水供应全日热负荷图
百分数法：
QV KtQh
2 全年性热负荷 （1）生活用热设计热负荷
热水供应用热 其它生活用热
供暖期的热水供应平均小时热负荷：
Qhw,av
cmv(th
T
t1)
热水送水温度一般为60—65℃
（2）生产工艺用热设计热负荷
——满足生产过程中的各种用热 其大小和变化规律完全取决于工艺性质、生产设备 的形式及生产的工作制度
重； • 冬季环境效益明显，夏季环境影响增大；
第三章 热电厂的经济性及其供热系统
• 1、热负荷及其载热质 • 2、热电联合生产及热电厂总热耗量的分配 • 3、热电厂的主要热经济性指标与热电联产
节约燃料的条件 • 4、热电厂的热化系数与供热式机组的选型 • 5、热电厂的供热系统
第一节 热负荷及其载热质
供热系统: ——热源、热网、用户引入口及局部用热系统
热网: ——将热能由热源通过管网输送给热用户的系统
热网分类 • 按载热质的回收情况分类：
供供热热系系统统
封闭封室闭式式系统系统 热用户只利用载热质的 部分热量，载热质本身
没有损耗
半封半闭封闭式系系统 统
热用户不仅利用了载热质的部分 热量，而且载热质本身也耗损
100%
水网循环水量的 0.5%~2%
2、季节性热负荷
（1）供暖设计热负荷
——保持建筑物损失热量与获得热量的平衡
体积指标法： Qh qVV0 (ti tod ) 103 面积指标法： Qh qA A103
（2）通风设计热负荷
——加热从室外进入的新鲜空气所消耗的热量
体积热指标法： QV qtV0 (ti todv ) 103
b
Q0
b p
分配给供热的热耗量： 能量平衡式：
Qtp ( h )
Qh
b p
Q
b p hs
汽轮机内效率：
Q0 Wi Qh Q(e) Qh
热设备造价
第二节 热电联合生产及热电厂总热耗量的分配 （一）热电联合生产 热电分产 —— 只生产电能或热能一种能量
分散供热、分产电
集中供热、分产电
热电联产 —— 同时生产电能和热能
热电联产优点： • 先发电，再供热； • 发电和供热两种形式同时存在 • 按质用能 • 节约能源，环保有利
热电联产典型系统图
热 负 荷
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年生产热负荷曲线
月份
（2）热负荷随室外温度变化图
4
Qh,GJ/h
12
3
to,℃ +5 0 -5 -10 -15 -20 1－供暖热负荷；2－冬季通风热负荷； 3－热水供应热负荷；4－总热负荷
4 热负荷持续时间图
——表示不同小时用热量的持续性曲线