热电厂的经济性及供热系统

bds
Bds Q
34.1
b(d ) p(d )
联产供热时的标准煤耗率
btsp(h)
Btsp(h) Q
34.1
b phs
34.1
tp(h)
39
2、发电方面的燃料节省
分产发电时的标准煤耗量
Bcsp
bcspW
0.123W
cp
0.123W
b pimg
联产发电时的标准煤耗量(供热汽流、凝汽流)
Bs tp (e)
（3）联产供热的锅炉效率远高于分产供热的小锅 炉效率
35
热电联产与分产的对比系统模型
Bstp = Bstp(h)+Bstp(e)
Bsdp = Bscp+Bsd
热电联产
热电分产
36
（二） 联产较分产的节煤量
在能量供应水平相等的前提下：
热电分产标煤量： 热电联产标煤量：
Bsdp = Bstp =
Bscp+Bsd Bstp(h)+Bstp(e)
B
Q Q Q tp(h)
t
tp( h)
b
tp( h)
Dh，b
发电热耗量：
T
Dh,t hh
Q Q Q tp(e)
tp
tp( h)
G Dchc
h’h
26
特点：
• 考虑向外供热抽汽在汽轮机中做功的影响； • 考虑热能质上的差别； • 供热部分没有分担热功转换过程中的冷源损失
和不可逆损失； • 供热热耗量Qtp(h) 最小，好处归热； • 可鼓励热用户降低用热参数
热水送水温度一般为60—65℃
7
（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 低温供热：130 —150℃ 中温供热：150 —250℃ 高温供热：250 —300℃
集中供热系统Q的w最,ma大v 生产ks工i 艺热Q负id荷,max
32
二、热电厂的分项热经济性指标
1、发电方面的热经济性指标
热电厂发电热效率 热电厂发电热耗率 热电厂发电标准煤耗率
tp(e)
3600Pe Qtp(e)
qtp(e)
Qtp(e) Pe
3600
tp(e)
btsp(e)
Btsp(e) Pe
0.123
tp(e)
33
2、供热方面的热经济性指标
热电厂供热热效率
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）
23
1、热量法（好处归电法）
——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
b
Q0
b p
分配给供热Q的tp(热h) 耗量Qbh：p
bes.hWh
bes.cWc
0.123Wh
b pihmg
0.123Wc
b picmg
ih i ic
联产供热较分产供热发电时节省的燃料量ΔBes
Bes
Bcsp
Btsp(e)
0.123
b pmg
[W
i
(Wh
Wc )]
ic
40
热化发电比——热化发电量占整个机组发电量的比值
X Wh
联产较分产节省的燃料量ΔBs
1、联产供热节省燃料的条件
Bhs
Bds
Btsp(h)
34.1Qh
( hs b(d ) p(d
)
1
b pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
)
hs 1 b(d ) p(d ) b p
bhs b(d )
42
2、联产供电节省燃料的条件
Bes
0.123103Wha
b pmg
1 [(
ic
1)
1 X
1 (
ic
1
i
)]
联产与分产同时发Wh电量 时，联产较分产的节煤量
• 供热抽汽（排汽）温度与环境温度接近，分析结果与实际
焓降法近似
28
§3－3热电厂的主要热经济性指标与热电联 产节约燃料的条件
热经济性指标——表示设备或系统能量利用及能量转 换过程中的技术完善程度
一、热电厂总的热经济性指标
1、热电厂的燃料利用系数ηtp
——热电厂对外供电、热之和与输入能量之比
tp
3600W Qh Qtp
34.1Qh
b(d ) p(d )
联产供热时的标准煤耗量
Btsp(h)
Q 106
29270b phs
Qhhs 106 29270b phs
34.1Qh
b p
联产供热较分产供热时节省的燃料量ΔBhs
Bhs
Bds
Btsp(h)
34.1Qh
( hs b(d) p(d
)
1
b p
)
38
分产供热时的标准煤耗率
热网: ——将热能由热源通过管网输送给热用户的系统
载热质：蒸汽和热水
16
热网分类 • 按载热质的回收情况分类：
供热系供热统系统
封闭室封闭式式系系统统 热用户只利用载热质的 部分热量，载热质本身
没有损耗
半封闭半式封闭系系统统
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
了一部分
开放开式放系式系统统 载热质本身及其热量全部
25
2、实际焓降法（好处归热法）
——按联产供热汽流在汽轮机中少做的功（实际焓 降不足）与新蒸汽实际的焓降来分配供热的热耗量。
分配给供热的热耗量： Qt Q Dh,t (hh hc )
减温减压器的热耗量：
tp
tp D0 (h0 hc )
Qb Dh,b (hh hh )
tp
供热总热耗量：
b p
供热机组凝汽发电与代替凝汽 式机组同样发Wc电量时，供热 机组多耗的煤量
•联产发电的实际节煤量是两者的代数和
•并不是在任何条件下联产较分产都节煤，而是存 在着节煤量为零的临界条件，超过此条件则不节煤
12
Q
Qh=f(t0)
a2
采暖热负荷 室外温度
a1
t0
-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
13
14
Q 总热负荷持续时间图
Qs-季节性
全年8760h
Qns-非季节性
τ,h
15
（二）载热质及其选择
供热系统: ——热源、热网、用户引入口及局部用热系统
• 数量利用指标 • 估算燃料消耗量
29
2、热化发电率ω
——质量不等价的热电联产部分的热化发电量与热
化供热量的比值
Wh
热化供热量：
Qh,t
Qh,t
Dh,t (hh hh ) 106
热化发电量：
Wh Wh0 Whi
外部热化发电量（供 热蒸汽）
内部热化发电量 （加热抽汽）
30
Wh0
Dh,t (h0 hh )mg
同时使用系数， 0.7-0.9
各个工厂最
大生产工艺 热负荷之和
8
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
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
9
热 负 荷
1 2 3 45 6 7 8 9 10 11 12 年生产热负荷曲线
集中供热、分产电
19
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
20
热电联产典型系统图
N=NC+Nh
T
G
B
B
Nh NC
G
G
调节抽汽式
背压式
21
供热循环在理想工况 和实际工况下的供热 循环的热效率:
wah
tp( h )
Qh Q tp( h )
b phs
( 按热量法分配 )
热电厂供热标准煤耗率
btsp( h)
Btsp( h) Qh /106
34.1
tp( h)
34
三、热电联产较分产的燃料节约量
（一）比较基础 （1）遵循能量供应相等原则，假定联产与分产的
热负荷Q 、电负荷Ｗ分别相等；
（2）热电分产的凝汽式机组（代替凝汽式机组） 的ηb、ηp、ηm和ηg与联产发电相同；
通风体积指标W／（m3·℃）
百分数法：
QV KtQh
建筑物通风、空调新风加热负荷系
数，0.3~0.5
6
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)
m—用热水单位数
v－每个用热水单位每天的热水用量
T-每天供水小时数
27
3、做功能力法
——把联产汽流的热耗量按蒸汽的最大做功能力在电、热 两种产品之间分配
分配给供热的热耗量：
Qt Q ( Dh,t ) eh
tp ( h )
D e tp 00
比火用：
e0 h0 Tens0
分析：
eh hh Tensh
• 同时考虑热能的质量和数量；
• 热电联产的热经济效益分配到热电两种产品上；
Q
b p hs
能量平衡式Q0： Wi Qh Q(e) Qh
B Q tp
Q0 G
Qh Q
汽轮机内效率i ：QW(ei)
Q(e) Q(e)
1
24
分析：
• 从热能数量利用的观点来分配热耗； • 没有考虑热能质量上的差别； • 供热热耗量Qtp(h)是几种方法中最大的； • 好处归电（发电部分没有冷源热损失）； • 不能调动改进热功转化过程的积极性； • 不利于鼓励热用户降低用热参数
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
供暖体积指标W／（m3·℃）
面积指标法： Qh qA A103
供暖面积指标W／（m2·℃）
5
（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
热电厂或区域性大锅炉房
3
（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
4
为热用户所利用
• 按载热质分：水网和汽网 17
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
18
§3－2 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
热电厂的经济性及 其供热系统
1
• 热负荷及其载热质
• 热电联合生产及热电厂总热耗量的分配
• 热电厂的主要热经济性指标与热电联产 节约燃料的条件
• 热电厂的热化系数与供热式机组的选型
• 热电厂的供热系统
2
§3－1 热负荷及其载热质
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：
3600
Whi
Z 1 1
Dj (h0 hj )mg
3600
一般内部热化发电量在总的热化发电量中所占的份额不大，在近似计算中可忽略， 则热化发电率为
278
(h0 (hh
hh hh
) )
mg
31
热化发电率分析：
—热电联产质的指标，比较供热机组间热功转换过程技术完善的程度； —只与热电联产部分的热、电有关； —只能比较抽汽参数相同的供热机组间的热经济性
月份
10
（2）热负荷随室外温度变化图
4
Qh,GJ/h
1
2
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
11
4 热负荷持续时间图
——表示不同小时用热量的持续性曲线
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
’
q2ah
th
wah
q2ha q1'
(h0
hha ) (hha h0 hh'
hh' )
1
(5-13)
ih
wih q2h q1'
(h0
hh ) (hh h0 hh'
hh' )
1
(5-14)
22
（二）热电厂总热耗能的分配
对热电联产，由于同一股联产汽流既发电又供热，电能与热能形式上不同，质量 上不等价，故必须对热电厂总热耗量或煤耗量合理地分配给两种产品，以便确定 电能与热能的生产成本及其相关的热经济指标
W
Bs Bes Bhs
0.123Wh
b pmg
1 [(
ic
1)
1 X
1 (
ic
1
i
)]
34.1Qh
(
b
(
hs d )
p
(
d
)
1
b p
)
发电节煤量
供热节煤量
实际计算时是计算热电联产较热电分产时全年节煤量，这时的B、W、Q均以
全年计。
Qha
Qh
h u
,Wha
wQh uh，Wa
Pe u
Bs Bes Bhs
差值为：
△Bs = Bdps – Btps
=（Bcps –Btp（e）s）+（Bds – Btp（h）s）
=△Bes +△Bhs
联产发电节煤量
联产供热节煤量
37
1、供热方面的燃料节省
分产供热时的标准煤耗量
Bds
Q 106
29270b(d ) p(d ) hs
Qhhs 106 29270b(d ) p(d ) hs
0.123103Wha [( 1 1) 1 ( 1 1 )]
b pmg
ic
X ic i
供热机组凝汽发电与代替凝汽式发电 同样发Wc电量时，供热机组多耗的 煤量
34.1103
Qha
(
b
(
hs d )
p
(
d
)
1
b p
)
联产和分产同时发Wh电量时，
联产较分产的节煤量
41
（三）热电联产节省燃料的条件