第一章_热力发电厂概述

0 78 80 85 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02
同世界能源消费结构相比，我国属低质型能源消费结构。这种以煤为 主的能源消费结构，是客观上造成我国与国外相比，能源经济利用效 率低、污染严重、产品能源成本高、市场竞争能力差的根本原因。
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（一）我国能源结构及特点——3、消费结构不合理
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（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
万吨标准煤
能源消费总量
250000 200000 150000 100000 50000 0 2001 2002 2003 2004
143199 151797 174990 203227
222468
245669
2005
2006
年份
16
（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
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（一）我国能源结构及特点——节能减排政策
我国政府将能源政策确定为：
“资源节约和开发并举，把节约放在首位 ”
2004年6月30日国务院通过了《能源中长期发展规
划纲要（ 2004 ～ 2020 年）》（草案），在草案中 提出了关于节约资源、开发资源，把节约、节能 放在能源工作首位的中长期发展规划
31
69.7
23.7
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（一）我国能源结构及特点——5、能源安全问题突出
美国未来学家迈克尔•克莱尔在《资源战 争：全球冲突的新场景》一书中预言：“未 来的战争，绝不是由于意识形态的分歧而爆 发，而是为争夺最宝贵的并日益减少的自然 资源而爆发。” 担任过哈里伯顿石油公司总裁的美国副总 统切尼，早在1990年就说过：谁控制了海湾 石油，谁就卡住了世界各国的经济咽喉。
• 二次能源：一次能源经加工转换成可利用的能。如：电 能、热能 • 常规能源：化石燃料和水能 • 再生能源：如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能
（潮夕能、波浪能、温差能）生物质能等
• 新能源：核能、燃料电池等 • 绿色电力：利用太阳能、地热能、风能、生物质能发电
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（一）我国能源结构及特点
• 我国一次能源丰富，但分布严重不均，水能
（一）我国能源结构及特点——5、能源安全问题突出
中国石油对外依存度 30000
石油消费量
60 45
进口依存度
25000
消费量（万吨）
20000 15000
15 0 10000 5000 0 1980 1993 1997 年份 2000 2003 -15 -30 -45
依存度（ %）
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30
（一）我国能源结构及特点——6、环境污染严重
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（一）我国能源结构及特点——5、能源安全问题突出
• 原油消費量90年1.18亿吨、05年增加到3.0 亿吨 • 生产量增幅较小，维持在1.8亿吨左右，进 口量迅速增加 • 96年变成原油净进口国、仅仅10年间对外 依存度就上升为40％ • 2006年进口油1.69亿吨，对外依存度接近 50%
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（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
• 近期看，继续高速增长，难 以持续 • 长期看，在现有能源消费量 的基础上，成倍增长将是难 以扭转的事实
Hale Waihona Puke Baidu18
（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
为何“十五”以来高耗能产品快速增长
• 内需 – 居民消费升级 – 城市化进程加快 – 庞大的基础设施建设 • 外需 – 日益增长的世界工厂角色，出口了 • 68亿双鞋 • 近5亿件电源适配器 • 提供世界90%市场需求的电石，电冰箱、电视机。 • 浪费 技术节约潜力5.5亿吨标准煤，技术上可行经济上合 理的节能潜力4 亿吨标准煤 初步估算2005年我国直接和间接出口能源3亿多吨标准煤, 占能源消费总量15%以上。
• 提高分析、研究、解决热力发电厂生产实际问题能力
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本课程的主要内容
一、热力发电厂概述 时 二、锅炉设备 时 三、热力发电厂的热经济性 时 四、热力发电厂的蒸汽参数及循环 五、给水回热加热系统 时 六、给水除氧和辅助热力系统 时 七、热力发电厂的原则性热力系统 2课 8课 4课 2课时 6课
2课
4课时
90%集中在西南、西北部，煤80%在西北部，而 能源消费70%集中在东部及沿海地区，客观上 的这种布局造成了西电东送、北煤南运的格局 • 中国已成为第二能源生产与消费国、第一煤炭
生产与消费国、第二石油消费国及石油进口国、
第二大电力生产国。
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中国主要煤资源分布示意图
中国主要煤矿分布示意图
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中国主要水力资源分布图
2
1
1
1
1
1
* 百万吨CO2 当量
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（一）我国能源结构及特点——节能减排政策
能源战略
• 节能优先,效率为本;（科学用能）
• 煤为基础,多元发展;（油、气、再生能源）
• 立足国内,开拓海外;（经济全球化）
• 统筹城乡,合理布局;（城市化40%--70%） • 依靠科技,创新体制;（高科技、体制创新） • 保护环境,保障安全. （改善生态，战略安全）
（一）我国能源结构及特点——节能减排政策 中共中央公布的“十一五”规划建议提出“能源产业 要坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展，构筑 稳定、经济、清洁的能源供应体系”；“在优化结构、提
高效益和降低消耗的基础上，实现2010年人均国内生产总
值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生 产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右”。节约能 源已经成为工作的硬指标。
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（一）我国能源结构及特点——2、需求增长过快
1980~1985 1985~1990 1980~1990 1990~1995 1995~2000 2000~2005 经济增长率 10.71% 7.87% 9.28% 12.00% 7.97% 9.50% 能源消费增长率 4.93% 5.18% 5.06% 5.85% 1.74% 9.90% 能源消费弹性系数 0.46 0.66 0.54 0.49 0.22 1.04
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（一）我国能源结构及特点——3、消费结构不合理 世界
10000
世界一次能源消费品种构成（Mtoe）
一次电力 天然气 石油 煤炭
我国
中国一次能源消费品种构成（Mtce）
1500 一次电力 1200 天然气 石油 煤炭 900
8000
6000
4000
600
2000
300
0 71 73 80 85 90 95 96 97 98 00
4
热力发电厂生产过程示意图
5
本课程的研究内容与作用 • 以热力发电厂整体为对象，以大型汽轮机发电厂的热 力设备及其热力系统为重点，研究不同类型热力发电 厂的热功转换理论基础 • 分析热力发电厂的经济效益，并侧重于热经济性研究
热经济性的定性分析以熵方法为主，定量计算以常规方 法为主
• 培养安全与效益（经济效益、社会效益、环保效益） 相统一的观点
八、热力发电厂的全面性热力系统
4课时
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第一章 热力发电厂概述
一
热力发电厂的生产与资源、环境 我国发电工业概况 我国电力中长期预测及火力发电技术发展动向
本 章 提 要
二 三
四
热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求
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一、热力发电厂的生产与资源、环境
（一）我国能源结构及特点
• 一次能源：无需加工或转换即可利用。如：煤
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热力发电厂的实质-能量转换
• 热力发电厂生产的实质是能量转换，即燃料中的化学能， 通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过汽轮机的变 速旋转变为机械能，最后通过发电机转换为所需的电能。
烟 尘 煤
锅炉 燃烧 蒸汽热能 高速旋转 汽机 机械能
交流 发电机
电能
冷 却 水
灰渣
火电厂能量转换框图
3
热力发电厂的实质-能量转换
罗伯特A•海夫纳三世的观点
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（一）我国能源结构及特点——4、利用效率低下
效率低
物不尽其用
浪费严重
•主要高耗能产品的能耗虽然大幅度下降,但仍然 比国际水平高出25—60% •包括能源生产、加工转换和终端利用的系统能 源效率比国外低了十几个百分点
•主要工业品的单耗在过去的二十年中虽然大幅 度下降，但同国外相比仍高出25~60%，技术节能 的潜力高达几亿吨标准煤
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（一）我国能源结构及特点——3、消费结构不合理
水电和核 天然气 电 2% 5% 水电和核 电 7%
原油 17%
原油 23%
天然气 3%
原煤 76%
原煤 67%
1990
2003
2005年，我国一次能源消费量为22.24亿吨标煤。其中，原煤 21.4亿吨，煤炭占68.7%;原油3.0亿吨,占21 .2%，天然气450亿 立方米，占2.8%；水 核电45331kwh占7.3%，
中国主要水电站分布图
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（一）我国能源结构及特点——1、资源相对匮乏
地大物博
地大物薄
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（一）我国能源结构及特点——1、资源相对匮乏
人口众多，人均少
序号 1 2 3 4 5 6 名称 矿产 耕地、草地 水 森林 能源 石油 我国人均资源占有量与世界对比 1/2 1/3 1/4 1/5 1/7 1/10
2001年以来（十五），中国能源供求形势发生了重大变化， 能源需求出现了前所未有的高速增长态势。 • 能源消费的年均增长速度接近10%，是改革开放初期20年平均增长速 度的两倍； • 能源消费总量由2000年的14亿吨标准煤增长到2005年的22.33亿吨标 准煤，短短的5年时间能源消费的增量超过了过去20年的总和。其中 – 煤炭产量由9.8亿吨翻了一番多接近22亿吨，06年接近23.8亿吨 – 石油进口由2000年的0.7384亿吨增加到1.4275亿吨 – 电力装机容量3.19亿千瓦增加到5.08亿千瓦，06年达到6.2亿千瓦 – 2006年能源消费增长速度为9.3%，能源消费总量24.6亿吨标准煤 2001年国际、国内的许多机构预测中国2020年能源需求为24亿吨 标准煤，实际比预测结果提前到来了14年
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（一）我国能源结构及特点——4、利用效率低下
高耗能产品单耗同国外的差距
火电供电热耗， gce/kWh 钢可比能耗， kgce/t 水泥综合能耗， (大中型) kgce/t 乙烯能耗， 2013 1100 83 1580 857 84.4 1210 870 39.1 1212 714 （日本） （日本） kgce/t 载货汽车油耗， 8.7 3.4 156 7.6 3.4 124 升/100t·km 合成氨综合能耗 1343 1000 34.3 1200 970 （美国） （美国） （天然气、大型） kgce/t 1980 1990 国 内 国 际 差距 国内 国际先进 平均 先进 (%) 平均 448 338 32.5 427 332 （日本） 1201 705 70.4 997 629 （日本） 204 136 50.2 201 122.6 （日本） 1997 2000 差 距 国 内 国际 差距 国 内 国际先进 (%) 平均 先进 (%) 平均 28.6 408 324 25.8 392 316 （日本） 58.5 976 656 48.8 781 646 （日本） 64 181 125 45.5 181 125.7 （日本） 差距 (%) 24.1 20.9 44
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（一）我国能源结构及特点——节能减排政策

2005年12月，国家发改委会同财政部等部门发布了《关于控制部分 高耗能、高污染、资源性产品出口有关措施的通知》（发改经贸 [2005]2595号） 2005年12月，国务院出台了《促进产业结构调整暂行规定》（国发 [2005]40号），并公布了配套文件《产业结构调整指导目录》。 2006年8月发布了《国务院关于加强节能工作的决定》，成为节能的 纲领性文件。 2007年6月，国务院发布《关于印发节能减排综合性工作方案的通知》 2007年10月，《节约能源法》颁布，2008年4月1日起实施。
1
电力工业在国民经济中的作用和地位 • 能源是发展国民经济的关键，也是战略重点之一, 发电的能源在一次能源消费中的比重不断提高， 目前我国已达到30%以上，工业发达国家已达到 50%以上。 • 电力工业是国民经济的先行工业，其发展速度必 须高于国民经济的发展建设。国民经济每增长1%， 就要求电力工业增长1.3%-1.5%左右。 • 电力工业的比重和发展速度已成为衡量一个国家 现代化水平的重要标志，实现电气化是我国的一 项基本国策。
能源消费的大国
污染物的排放大国
外交问题 贸易的绿色壁垒
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（一）我国能源结构及特点——6、环境污染严重
二氧化碳 甲烷*
中国 世界总量
氧化亚氮* 538 3570
沙尘 800 3000
黑碳 1.19 6.63
二氧化硫 19.95 105
3051 23172
959 6340
中国 位次
单位：百万吨