第16講蒸汽動力循環(huán)(11).

1、蒸汽動力循環(huán)（蒸汽動力循環(huán)（11） 2 再熱循環(huán) 3 回熱循環(huán) 4 熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)(供供)循環(huán)循環(huán) 5 現(xiàn)代現(xiàn)代新型動力循環(huán)新型動力循環(huán)提高循環(huán)熱效率的途徑提高循環(huán)熱效率的途徑改變循環(huán)參數(shù)提高初溫度提高初壓力降低乏汽壓力改變循環(huán)形式回熱循環(huán)再熱循環(huán)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動力循環(huán)IGCCPFBC-CC.Ts65431ba22 蒸汽再熱循環(huán)蒸汽再熱循環(huán)(reheat)1234再熱baTs65431ba2蒸汽再熱循環(huán)的熱效率蒸汽再熱循環(huán)的熱效率 再熱循環(huán)本身不一定提高循環(huán)熱效率 與再熱壓力有關(guān) x2增大,給提高初壓創(chuàng)造了條件，選取再熱壓力合適，一般采用一次再熱可使熱效率提高23.5

2、。蒸汽再熱循環(huán)的實踐蒸汽再熱循環(huán)的實踐 再熱壓力 pb=pa0.20.3p1 p113.5MPa，一次再熱 超臨界機組， t1600，p125MPa， 二次再熱Ts65431ba2蒸汽再熱循環(huán)的蒸汽再熱循環(huán)的定量計算定量計算吸熱量： 114abqhhhh放熱量：223qhh凈功（忽略泵功）： net12bawhhhh熱效率：net12t,RH114()()()()baabwhhhhqhhhh3 蒸汽回熱循環(huán)蒸汽回熱循環(huán)12361kga45kg(1-)kg抽汽去凝汽器冷凝水表面式回熱器抽汽冷凝水給水混合式回熱器抽汽式回熱蒸汽蒸汽抽汽抽汽回熱循環(huán)回熱循環(huán)(1- )kg kg65as43211kgT

3、12361kga45kg(1-)kga kg4(1- )kg51kg由于T-s圖上各點質(zhì)量不同，面積不再直接代表熱和功抽汽抽汽回熱循環(huán)的抽汽量回熱循環(huán)的抽汽量計算計算(1- )kg kg65as43211kgTa kg4(1- )kg51kg以混合式回熱器為例熱一律a4511hhh 忽略泵功54a4hhhha2a2hhhh抽汽抽汽回熱循環(huán)熱效率的回熱循環(huán)熱效率的計算計算(1- )kg kg65as43211kgT吸熱量：放熱量：1,RG151aqhhhh2,RG221qhhRG1aa21whhhh凈功：熱效率： 1aa2t,RG1a1hhhhhh為什么抽汽為什么抽汽回熱熱效率提高？回熱熱效率提

4、高？(1- )kg kg65as43211kgT22t,RG121a11hhhhhh 22t121hhhh 簡單朗肯循環(huán)：1a01hht,RGt物理意義： kg工質(zhì)100%利用 1- kg工質(zhì)效率未變蒸汽蒸汽抽汽抽汽回熱循環(huán)的特點回熱循環(huán)的特點小型火力發(fā)電廠回熱級數(shù)一般為小型火力發(fā)電廠回熱級數(shù)一般為13級級中大型火力發(fā)電廠一般為中大型火力發(fā)電廠一般為 48級。級。優(yōu)點l 提高熱效率l 減小汽輪機低壓缸尺寸，末級葉片變短l 減小凝汽器尺寸，減小鍋爐受熱面l 可兼作除氧器缺點l 循環(huán)比功減小，汽耗率增加l 增加設(shè)備復雜性l 回熱器投資缺點提高循環(huán)熱效率的途徑提高循環(huán)熱效率的途徑改變循環(huán)參數(shù)提高初溫

5、度提高初壓力降低乏汽壓力改變循環(huán)形式回熱循環(huán)再熱循環(huán)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動力循環(huán)IGCCPFBC-CC.4 熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)(供供)循環(huán)循環(huán)1234給水泵熱用戶汽輪機過熱器鍋爐用發(fā)電廠作了功的蒸汽的余熱來滿足熱用戶的需要，這種作法稱為熱電聯(lián)(產(chǎn))供。一、背壓式機組一、背壓式機組( (背壓背壓0.1MPa)0.1MPa)熱用戶為什么要用換熱器而不直接用熱力循環(huán)的水？背壓式背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)(供供)循環(huán)循環(huán)1234給水泵熱用戶汽輪機過熱器鍋爐背壓式缺點： 熱電互相影響 供熱參數(shù)單一二、抽汽調(diào)節(jié)式熱電聯(lián)產(chǎn)二、抽汽調(diào)節(jié)式熱電聯(lián)產(chǎn)(供供)循環(huán)循環(huán)過熱器汽輪機發(fā)電機鍋爐冷卻水冷凝器加

6、熱器水泵 1水泵 2調(diào)節(jié)閥 抽汽式熱電聯(lián)供循環(huán), 可以自動調(diào)節(jié)熱、電供應比例，以滿足不同用戶的需要。三、熱電聯(lián)產(chǎn)三、熱電聯(lián)產(chǎn)(供供)循環(huán)循環(huán)的經(jīng)濟性評價的經(jīng)濟性評價net1qwKq供熱已被利用的能量工質(zhì)從熱源得到的能量nett1wq 只采用熱效率 顯然不夠全面 能量利用系數(shù)，但未考慮熱和電的品位不同 Ex經(jīng)濟學評價 熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱是發(fā)展方向，經(jīng)濟環(huán)保 循環(huán)熱效率（沒考慮低溫熱能的可利用性。）經(jīng)濟經(jīng)濟Ex Ex 效率效率 （LawiiLawii）：）：neteBQRQW)(,ex從價格角度來區(qū)分熱功品味，考慮了熱功售價W-作出功 Q-供熱R-供熱供電售價比B-燃料消耗量Qnet-燃料的低位發(fā)

7、熱量FWnetZZBQRQW)(g ,exFWZZ/-單位能量的功與單位燃料的售價比。常大于1，即裝置售電售熱的總收入與投入燃料成本之比。裝置能量轉(zhuǎn)換上的經(jīng)濟增值情況，稱增值系數(shù)或經(jīng)濟火用系數(shù)。同時考慮燃料價格5 現(xiàn)代新型動力循環(huán)現(xiàn)代新型動力循環(huán)蒸汽電站提高電廠供電效率的措施：蒸汽電站提高電廠供電效率的措施： 提高初參數(shù)，向亞臨界和超臨界發(fā)展；提高初參數(shù)，向亞臨界和超臨界發(fā)展； 采用大功率機組，降低廠用電率；采用大功率機組，降低廠用電率； 采用熱電聯(lián)供。采用熱電聯(lián)供?；痣姀S發(fā)展現(xiàn)狀火電廠發(fā)展現(xiàn)狀 占總裝機容量的占總裝機容量的80%80%左右，效率左右，效率3740%3740%； 耗煤占總產(chǎn)量耗

8、煤占總產(chǎn)量30%30%，油占，油占10%10%左右；左右； 提高供電效率和改善環(huán)境有重要意義。提高供電效率和改善環(huán)境有重要意義。高效、綠色發(fā)電技術(shù)硫資源化脫硫高效發(fā)電超(超)臨界機組聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn)煤炭加工與轉(zhuǎn)化流化床FBC整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)IGCC可再生能源發(fā)電及核電煙氣凈化灰渣及廢水資源化空冷機組煙氣循環(huán)流化床脫硫其它節(jié)水技術(shù)燃料電池微型燃氣輪機太陽光發(fā)電風力發(fā)電潔凈發(fā)電節(jié)水發(fā)電分布式電源新型發(fā)電 以煤氣化為核心以發(fā)電為核心超臨界、超超臨界機組超臨界、超超臨界機組-現(xiàn)實而先進的發(fā)電技術(shù)超臨界點：超臨界點：22.115MPa,374.1522.115MPa,374.15超臨界機組（超臨界機組（

9、SCSC）：）：全世界已運行全世界已運行600600多臺，一般主多臺，一般主汽壓力汽壓力24MPa24MPa及以上及以上, ,主汽和再熱汽溫度主汽和再熱汽溫度540-560540-560 （效率比亞臨界機組高約（效率比亞臨界機組高約2%2%）超超臨界機組（超超臨界機組（USCUSC） ：全世界已運行全世界已運行6060多臺，一多臺，一般主汽壓力般主汽壓力25-28MPa25-28MPa及以上或主汽和再熱汽溫度及以上或主汽和再熱汽溫度580580以上（效率比超臨界機組高約以上（效率比超臨界機組高約4%4%） 20032003年年-2010-2010年新建火電機組年新建火電機組4040為為SCSC

10、機組；機組； 20102010年年-2020-2020年：年：600MW600MW及以上新建機組將全部建及以上新建機組將全部建 SCSC機組；新建火電機組一半以上為機組；新建火電機組一半以上為USCUSC；超超臨界(2006年8月我國第一臺試車,浙江玉環(huán),28MPa,580,46%)燃氣燃氣- -蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機的發(fā)展燃氣輪機的發(fā)展熱力參數(shù)與單機容量逐步提高，達熱力參數(shù)與單機容量逐步提高，達W200MWW200MW，熱效率，熱效率3541%3541%；可靠性可靠性9598.5%9598.5%，可作為基本負荷電站；，可作為基本負荷電站；聯(lián)合循環(huán)的現(xiàn)實可行性聯(lián)合循環(huán)的現(xiàn)實可行性燃氣

11、輪機排氣溫度燃氣輪機排氣溫度t t4 4=400600 =400600 ；大功率機組排氣量大功率機組排氣量300kg/s300kg/s以上；以上；利用排氣能量加熱蒸汽輪機給水利用排氣能量加熱蒸汽輪機給水( (取代鍋爐取代鍋爐) )，大大提高供電效率。，大大提高供電效率。燃燃氣氣蒸蒸汽汽聯(lián)聯(lián)合合循循環(huán)環(huán)空氣壓氣機燃氣輪機燃燒室發(fā)電機發(fā)電機凝汽器給水泵蒸汽輪機余熱鍋爐排氣燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)Ts燃氣輪機循環(huán)蒸汽輪機循環(huán)注蒸汽燃氣循環(huán)注蒸汽燃氣循環(huán)( (程式循環(huán)程式循環(huán)) )Steam Injection Gas-turbine (STIG)程大酉氣化爐煤氣凈化裝置 煤空氣蒸汽渣粗煤氣潔

12、凈煤氣去氣化爐壓氣機燃氣輪機燃燒室發(fā)電機發(fā)電機去電網(wǎng)蒸汽輪機水水凝汽器蒸汽去氣化爐余熱鍋爐煙道整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)優(yōu)點優(yōu)點熱效率高，目前熱效率高，目前4046%，預計可，預計可52%；環(huán)保性能好，環(huán)保性能好，SO2, NOx, CO2, 粉塵排放低，粉塵排放低，可燃用高硫煤；可燃用高硫煤；可實現(xiàn)煤化工綜合利用，生產(chǎn)硫、硫酸、甲醇可實現(xiàn)煤化工綜合利用，生產(chǎn)硫、硫酸、甲醇、尿素等；、尿素等；單機功率可達單機功率可達300400MW缺點缺點目前煤氣化和凈化的熱損失還偏大；目前煤氣化和凈化的熱損失還偏大；初期投資大。初期投資大。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)應用應用目前已建成或擬建的目前已建成或擬建的IGCC電站電站