中國(guó)石油大學(xué)(北京 )熱能及動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè) 答辯

1、答辯人：金永斐 指導(dǎo)教師：趙洪濱教授Performance Analysis of 660MW Supercritical Direct Air Cooled Power Plant 660MW660MW超臨界直接空冷燃煤電廠(chǎng)超臨界直接空冷燃煤電廠(chǎng)性能分析性能分析中國(guó)石油大學(xué)（北京） 機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院 CONTENTS142536研究背景研究方法研究意義分析與討論研究?jī)?nèi)容結(jié)論與建議*大學(xué) *學(xué)院 * University1研究背景 改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)得到了快速發(fā)展，發(fā)電量和裝機(jī)容量逐年增多。我國(guó)發(fā)電形式多樣，其中火電是我國(guó)主要的發(fā)電模式，火力發(fā)電量占總發(fā)電量的比例超過(guò)80%，裝機(jī)容量

2、占總裝機(jī)總?cè)萘康?3%左右，由此可見(jiàn)火電消耗能源較多，是使用能源的大戶(hù)。我國(guó)能源的特點(diǎn)是“富煤、貧油、少氣”。煤炭是主要的一次能源，豐富的煤炭資源為火力發(fā)電提供了能源基礎(chǔ)。但火力發(fā)電也存在著較多的弊端，如環(huán)境污染、浪費(fèi)水資源、投資成本高等。這些問(wèn)題的根源在于火力發(fā)電效率低下，設(shè)備能耗嚴(yán)重，相關(guān)技術(shù)還不夠成熟。因此，對(duì)于火電站的性能分析和研究是很有必要的。 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m節(jié)能降耗 火力發(fā)電消耗的煤炭量巨大，研究火電站的性能，提高火電機(jī)

3、組的發(fā)電效率，將在一定程度上減緩煤炭資源的消耗。環(huán)境友好 減少二氧化碳等溫室氣體的排放，減少了對(duì)大氣環(huán)境的污染。經(jīng)濟(jì)運(yùn)行火電站的投資成本往往比較高，而燃煤電廠(chǎng)性能的提高可以節(jié)約投資成本，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。2研究意義 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m(1) 汽輪機(jī):端差分析、系統(tǒng)各蒸汽流量、各級(jí)抽汽量的計(jì)算、汽輪機(jī)各缸的效率等；(2) 鍋爐:煤消耗量、過(guò)量空氣系數(shù)、煙氣中水蒸氣的顯熱、排污率和補(bǔ)水率、鍋爐各項(xiàng)熱損失、鍋爐熱效率等；(3) 電站熱力系

4、統(tǒng):負(fù)荷率、電廠(chǎng)煤耗、電廠(chǎng)熱耗、機(jī)組汽耗、循環(huán)熱效率等3研究?jī)?nèi)容 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m熱力性能計(jì)算 根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)，然后在熱力模型的指導(dǎo)下，進(jìn)行不同工況下的熱力性能計(jì)算和分析。結(jié)果分析 找出火電機(jī)組系統(tǒng)中能量損失最多的地方和能量利用率低的薄弱環(huán)節(jié)，研究機(jī)組的節(jié)能方法。模塊化分解 將整個(gè)熱力系統(tǒng)分別進(jìn)行模塊化的分解，分別建立起鍋爐、汽輪機(jī)、電站系統(tǒng)性能指標(biāo)計(jì)算模型可靠性分析對(duì)性能計(jì)算進(jìn)行必要的可靠性分析，包括初始數(shù)據(jù)、計(jì)算方法、計(jì)算結(jié)

5、果的可靠性分析。ARBC4研究方法 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u mARBC5研究對(duì)象 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m電廠(chǎng)熱力系統(tǒng)流程圖端差分析圖1 各加熱器端差對(duì)比圖 6分析與討論 1#、2#、3#加熱器端差均有不同程度的增大，最大端差控制在5以?xún)?nèi)。端差的存在和變化，雖然沒(méi)有發(fā)生直接的熱損失，但是增加了

6、熱交換的不可逆性，產(chǎn)生了額外的冷源損失，降低了裝置的經(jīng)濟(jì)性。 從上面的分析中可以得出結(jié)論，降低加熱器端差，提高加熱器的傳熱效率對(duì)整個(gè)電廠(chǎng)熱力性能的提高具有現(xiàn)實(shí)意義。汽輪機(jī)分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m效率分析圖2 各缸效率隨負(fù)荷變化6分析與討論 高壓缸和低壓缸的效率均隨著負(fù)荷的增加而逐漸增大，而中壓缸幾乎不變。 所以高負(fù)荷運(yùn)行對(duì)提高汽輪機(jī)效率，尤其是高壓缸和低壓缸效率有重要意義。汽輪機(jī)分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油

7、 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m各項(xiàng)熱損失分析圖3 鍋爐熱損失隨負(fù)荷變化6分析與討論 隨著負(fù)荷的增加排煙損失逐漸減少，而散熱損失和機(jī)械熱損失則有輕微遞增的趨勢(shì)，不過(guò)總體來(lái)說(shuō)變化不大，灰渣損失和化學(xué)損失的數(shù)值太小變化基本不大。鍋爐分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m效率分析圖4 鍋爐正反平衡效率變化對(duì)比6分析與討論 隨著負(fù)荷的增加鍋爐正、反平衡效率均在波動(dòng)中

8、呈遞增規(guī)律變化 鍋爐在高負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí)效率更高。鍋爐分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m汽耗分析圖5 機(jī)組汽耗隨負(fù)荷的變化6分析與討論 隨著負(fù)荷的增加機(jī)組汽耗逐漸降低，這是因?yàn)闄C(jī)組負(fù)荷增大時(shí)補(bǔ)水率降低，從而使汽耗也降低。 可見(jiàn)，汽耗在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)較小，經(jīng)濟(jì)性更高。機(jī)組分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u

9、m發(fā)電煤耗分析圖6 發(fā)電煤耗隨負(fù)荷的變化6分析與討論 發(fā)電煤耗隨著負(fù)荷的增加而減小，這使得機(jī)組及電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性有了提高。機(jī)組分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m發(fā)電熱耗分析圖7 發(fā)電熱耗隨負(fù)荷的變化6分析與討論 隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，發(fā)電熱耗逐漸減降低。 可見(jiàn)機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)熱耗低，其對(duì)節(jié)能及整個(gè)電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)性的提高有重要意義。機(jī)組分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r

10、s i t y o f P e t r o l e u m機(jī)組熱效率分析圖8 機(jī)組熱效率隨負(fù)荷的變化6分析與討論 隨著負(fù)荷的增加機(jī)組熱效率逐漸增大，熱效率在36%41%之間。 因此高負(fù)荷運(yùn)行條件下，機(jī)組的效率更高，對(duì)電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有利。機(jī)組分析 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m結(jié)論(1) 汽輪機(jī)高壓缸和低壓缸的效率隨著負(fù)荷的增大而增大，中壓缸效率基本不變。(2) 鍋爐排煙損失隨者負(fù)荷的增大而減小，鍋爐效率隨著負(fù)荷的增大而增大；(3) 機(jī)組汽耗、發(fā)電熱耗、發(fā)電煤耗隨著負(fù)荷的增大而逐漸減小，機(jī)組熱效率隨著負(fù)荷的增大而逐漸增加；7結(jié)論與建議 中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）中 國(guó) 石 油 大 學(xué) （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m1423u 在高負(fù)荷運(yùn)行條件下，汽輪機(jī)可以有效地提高各缸效率；u 降低總熱損失、提高鍋爐效率可以通過(guò)減小排煙熱損失和機(jī)械熱損失來(lái)實(shí)現(xiàn)；u 高負(fù)荷運(yùn)行有利于電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；u 在高負(fù)荷運(yùn)行條件