第三章第三、四節(jié)熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性課件

第三節(jié)熱電廠的熱經(jīng)濟性指標(biāo)一、熱電聯(lián)產(chǎn)簡介（一）熱能消費的特點我國能源結(jié)構(gòu)中70%能量以熱量形式消耗60％是120℃以下的低溫?zé)崮?/p>

熱能耗費的數(shù)量很大，品價較低，又常以高品位的一次能源來供應(yīng)，故具有較大的節(jié)能潛力。第三節(jié)熱電廠的熱經(jīng)濟性指標(biāo)一、熱電聯(lián)產(chǎn)簡介我國能源結(jié)構(gòu)中1（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點分產(chǎn)：能量浪費嚴重，利用不合理，能量品位貶值嚴重聯(lián)產(chǎn)：實現(xiàn)能量的有效梯級利用，能源利用率高，節(jié)能

分散供熱、分產(chǎn)電集中供熱、分產(chǎn)電（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點分散供熱、分產(chǎn)2（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點

供熱式汽輪機類型：單抽（C型）凝汽式汽輪機、雙抽（CC型）凝汽式汽輪機、背壓式（B型）汽輪機或抽背式（CB型）汽輪機、凝汽—采暖兩用機組、低真空供熱凝汽機組

對于抽汽式汽輪機，只有先發(fā)電后供熱的供熱汽流Dh才屬熱電聯(lián)產(chǎn)，它的凝汽流Dc仍屬于分產(chǎn)發(fā)電。BTGC型汽輪機B型、N型汽輪機BGNCNhG（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點BTGC型汽輪3（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點

抽汽式汽輪機（C型、CC型）：C型表示汽輪機帶有一級可調(diào)整抽汽，可供工業(yè)用汽，壓力調(diào)整范圍0.78-1.23MPa；可供采暖用汽，壓力調(diào)整范圍0.118-0.245MPa熱電負荷可獨立調(diào)節(jié)，運行靈活有最小凝汽流量，以保證低壓缸通風(fēng)冷卻由于通流部分裝有旋轉(zhuǎn)隔板以調(diào)節(jié)供熱抽汽流量和壓力，凝汽流存在節(jié)流損失，凝汽流的絕對內(nèi)效率比同參數(shù)凝氣機組低

背壓式汽輪機（B型、CB型）：熱能利用率高，結(jié)構(gòu)簡單，無凝汽器，節(jié)省投資以熱定電，熱電不能獨立調(diào)節(jié)，難以同時滿足熱電負荷需要，所缺電量由電網(wǎng)補償，增大了電力系統(tǒng)備用容量背壓高，整機焓降小，若偏離設(shè)計工況，機組相對內(nèi)效率顯著下降，必須有穩(wěn)定可靠熱負荷才選用（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點4（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點

凝汽—采暖兩用機組：中低壓缸的導(dǎo)汽管上安裝蝶閥調(diào)節(jié)抽汽量，在采暖期供熱，在非采暖期或暫無熱負荷時以凝汽機組運行高壓缸通流容積按凝汽流設(shè)計，供熱以犧牲電功率為代價由于蝶閥壓損影響，非采暖期凝汽運行熱經(jīng)濟性會下降約0.1%-0.5%設(shè)計制造簡單，成本低

低真空供熱凝汽機組：提高機組背壓用循環(huán)水供熱，減少電功率（二）熱電分別能量生產(chǎn)與熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的特點5（三）熱電聯(lián)產(chǎn)的熱量法（效率法）定性分析

（三）熱電聯(lián)產(chǎn)的熱量法（效率法）定性分析6理想朗肯循環(huán)熱效率ηt和實際朗肯循環(huán)熱效率ηi為：

理想純供熱循環(huán)的熱效率ηth及其實際循環(huán)熱效率ηih為：

理想朗肯循環(huán)熱效率ηt和實際朗肯循環(huán)熱效率ηi為：理想純供7（1）朗肯循環(huán)的ηt、ηi值均較低，其排汽雖有較大熱量，但品位低，無法對外供熱，冷源損失大，能源利用率低；（2）純供熱循環(huán)的ηth、ηih均為1，無冷源損失；

在滿足用熱參數(shù)的前提下，降低ph值，可提高wi值，使熱化發(fā)電比Xh=（Wh／W）提高，提高經(jīng)濟性；

給水回?zé)嵫h(huán)的回?zé)岢槠饕矊儆跓犭娐?lián)產(chǎn)的性質(zhì)；（3）對于抽汽凝汽式機組，其中的供熱汽流完全沒有冷源熱損失，它的ηih仍為1。它的凝汽汽流仍有冷源熱損失，該凝汽流的ηic小于1，比相同循環(huán)參數(shù)、同容量的凝汽式汽輪機（即代替電廠的汽輪機）的絕對內(nèi)效率ηi還要低，即ηic<ηi

（4）ηic<ηi的原因為：①節(jié)流導(dǎo)致的不可逆熱損失。②非設(shè)計工況的效率要降低。③初參數(shù)都低于代替電站的凝汽式機組。④供水條件比凝汽式電廠的差，使其熱經(jīng)濟性有所降低。（1）朗肯循環(huán)的ηt、ηi值均較低，其排汽雖有較大熱量，8（四）熱電聯(lián)產(chǎn)的主要優(yōu)缺點優(yōu)點：1、節(jié)約能源2、減輕大氣污染，改善環(huán)境3、提高供熱質(zhì)量，改善勞動條件4、其他經(jīng)濟效益缺點：1、與同容量凝汽電廠相比熱電廠投資大（鍋爐容量大、汽輪機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、水處理設(shè)備大，每千瓦投資大1-2倍）2、工質(zhì)損失大，水處理設(shè)備投資和運行費用增加，對外供熱能力減小時，熱力設(shè)備運行可靠性降低3、凝汽流發(fā)電經(jīng)濟性差（四）熱電聯(lián)產(chǎn)的主要優(yōu)缺點優(yōu)點：9熱電廠熱經(jīng)濟性指標(biāo)——應(yīng)能反映能量轉(zhuǎn)換過程的技術(shù)完善程度，既便于在供熱式機組之間、熱電廠間進行比較，也便于在凝汽式電廠和熱電廠間比較（一）熱電廠總的熱經(jīng)濟性指標(biāo)1、熱電廠的燃料利用系數(shù)ηtp

——熱電廠對外供電、熱之和與輸入能量之比二、熱電廠的主要熱經(jīng)濟性指標(biāo)

3600tphtpQQW+=h

數(shù)量利用指標(biāo)估算燃料消耗量2、熱電比熱電廠熱經(jīng)濟性指標(biāo)——應(yīng)能反映能量轉(zhuǎn)換103、熱化發(fā)電率ω

——質(zhì)量不等價的熱化發(fā)電量與熱化供熱量的比值熱化供熱量：熱化發(fā)電量：3、熱化發(fā)電率ω11第三章第三、四節(jié)熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性課件12分析：

—與熱電廠采用的供熱式機組類型及其主要蒸汽參數(shù)、返回水率及其水溫，補充水溫、設(shè)備的技術(shù)完善程度有關(guān)—熱電聯(lián)產(chǎn)的質(zhì)量指標(biāo)，比較供熱機組間熱功轉(zhuǎn)換過程技術(shù)完善的程度；—只與熱電聯(lián)產(chǎn)部分的熱、電有關(guān)；—只能比較抽汽參數(shù)相同的供熱機組間的熱經(jīng)濟性分析：13（二）熱電廠的分項熱經(jīng)濟性指標(biāo)1、發(fā)電方面的熱經(jīng)濟性指標(biāo)熱電廠發(fā)電熱效率熱電廠發(fā)電熱耗率熱電廠發(fā)電標(biāo)準煤耗率)()(3600etpeetpQP=h)()()(3600etpeetpetpPQqh==)()()(123.0etpesetpsetpPBbh==（二）熱電廠的分項熱經(jīng)濟性指標(biāo)1、發(fā)電方面的熱經(jīng)濟性指標(biāo))(142、供熱方面的熱經(jīng)濟性指標(biāo)熱電廠供熱熱效率熱電廠供熱標(biāo)準煤耗率)()()(按熱量法分配hspbhtphtpQQhhhh==)(6)()(1.3410/htpshtpshtpQBbh==2、供熱方面的熱經(jīng)濟性指標(biāo))()()(按熱量法分配hspbh15（三）我國發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟指標(biāo)規(guī)定1、供熱式機組：（1）總熱效率（燃料利用系數(shù)）平均大于45%（2）單級容量50MW以下機組，熱電比年平均大于100%；50MW至200MW以下機組熱電比年平均大于50%；200MW及以上抽汽凝汽兩用供熱機組，采暖期熱電比應(yīng)大于50%

2、燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)：燃氣輪機+供熱余熱鍋爐、燃氣輪機+余熱鍋爐+供熱式汽輪機?？偀嵝誓昶骄笥?5%，熱電比年平均大于30%（三）我國發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟指標(biāo)規(guī)定16三、熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分配三、熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分配17三、熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分配熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分配方法：熱量法（熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸電）實際焓降法（熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸熱）做功能力法（熱電聯(lián)產(chǎn)效益折中）三、熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分配熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分配方法：18（一）熱量法

——將熱電聯(lián)產(chǎn)的總熱耗量按產(chǎn)品數(shù)量比例進行分配熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量：分配給供熱的熱耗量：分析：從熱能數(shù)量利用的觀點來分配熱耗；沒有考慮熱能質(zhì)量上的差別；供熱熱耗量Qtp(h)是幾種方法中最大的；好處歸電（熱化發(fā)電部分沒有冷源熱損失）；不能調(diào)動改進熱功轉(zhuǎn)化過程的積極性；不利于鼓勵熱用戶降低用熱參數(shù)（一）熱量法分析：19（二）實際焓降法

——按聯(lián)產(chǎn)供熱汽流在汽輪機中少做的功（實際焓降不足）與新蒸汽實際的焓降來分配供熱的熱耗量分配給供熱的熱耗量：減溫減壓器的熱耗量：供熱總熱耗量：發(fā)電熱耗量：（二）實際焓降法20特點：考慮外供熱抽汽在汽輪機中做功的影響；考慮熱能質(zhì)上的差別；供熱部分沒有分擔(dān)熱功轉(zhuǎn)換過程中的冷源損失和不可逆損失；供熱熱耗量Qtp(h)最小，好處歸熱；可鼓勵熱用戶降低用熱參數(shù)特點：21（三）做功能力法

——把聯(lián)產(chǎn)汽流的熱耗量按蒸汽的最大做功能力在電、熱兩種產(chǎn)品之間分配分配給供熱的熱耗量：比火用：分析：同時考慮熱能的質(zhì)量和數(shù)量；熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟效益分配到熱電兩種產(chǎn)品上；供熱抽汽（排汽）溫度與環(huán)境溫度接近，分析結(jié)果與實際焓降法近似（三）做功能力法22第四節(jié)熱電廠的節(jié)煤條件及節(jié)煤量計算一、比較基礎(chǔ)

1、遵循能量供應(yīng)相等原則，假定聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的熱負荷Q、電負荷Ｗ分別相等；2、熱電分產(chǎn)的凝汽式機組（代替電廠）的ηb、ηp、ηm和ηg與聯(lián)產(chǎn)發(fā)電相同；3、聯(lián)產(chǎn)供熱的鍋爐效率遠高于分產(chǎn)供熱的小鍋爐效率

第四節(jié)熱電廠的節(jié)煤條件及節(jié)煤量計算一、比較基礎(chǔ)23熱電聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的對比系統(tǒng)模型Bsdp=Bscp+Bsd

Bstp=Bstp(h)+Bstp(e)

熱電分產(chǎn)

熱電聯(lián)產(chǎn)

熱電聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的對比系統(tǒng)模型Bsdp=Bscp+Bsd24二、聯(lián)產(chǎn)較分產(chǎn)的節(jié)煤量在能量供應(yīng)水平相等的前提下：熱電分產(chǎn)標(biāo)煤量： Bsdp=Bscp+Bsd

熱電聯(lián)產(chǎn)標(biāo)煤量： Bstp=Bstp(h)+Bstp(e)

差值為：△Bs=Bdps–Btps

=（Bcps–Btp（e）s）+（Bds–Btp（h）s）=△Bes+△Bhs聯(lián)產(chǎn)發(fā)電節(jié)煤量聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)煤量二、聯(lián)產(chǎn)較分產(chǎn)的節(jié)煤量在能量供應(yīng)水平相等的前提下：聯(lián)產(chǎn)發(fā)電節(jié)251、供熱方面的燃料節(jié)省分產(chǎn)供熱時的標(biāo)準煤耗量聯(lián)產(chǎn)供熱時的標(biāo)準煤耗量聯(lián)產(chǎn)供熱較分產(chǎn)供熱時節(jié)省的燃料量ΔBhs

1、供熱方面的燃料節(jié)省26分產(chǎn)供熱時的標(biāo)準煤耗率聯(lián)產(chǎn)供熱時的標(biāo)準煤耗率第三章第三、四節(jié)熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性課件272、發(fā)電方面的燃料節(jié)省分產(chǎn)發(fā)電時的標(biāo)準煤耗量聯(lián)產(chǎn)發(fā)電時的標(biāo)準煤耗量(供熱汽流、凝汽流)聯(lián)產(chǎn)供熱較分產(chǎn)供熱發(fā)電時節(jié)省的燃料量ΔBes

2、發(fā)電方面的燃料節(jié)省28熱化發(fā)電比——熱化發(fā)電量占整個機組發(fā)電量的比值聯(lián)產(chǎn)全年節(jié)省的燃料量ΔBs

第三章第三、四節(jié)熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性課件29三、熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)省燃料的條件1、聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)省燃料的條件2、聯(lián)產(chǎn)供電節(jié)省燃料的條件三、熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)省燃料的條件1、聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)省燃料的條件303、三類供熱式機組的臨界熱化發(fā)電比[X]（1）單抽凝汽式機組3、三類供熱式機組的臨界熱化發(fā)電比[X]31對于單抽凝汽式機組，與代替凝汽式機組相比：兩者蒸汽初參數(shù)同檔次[Xc]>13%-15%較代替機組蒸汽初參數(shù)低一檔[Xc]>40%較代替機組蒸汽初參數(shù)低兩檔[Xc]>50%對于單抽凝汽式機組，與代替凝汽式機組相比：32（2）背壓式機組

背壓機組以供熱量Qh單值確定熱化發(fā)電量Wh，其不足電量W-Wh由電力系統(tǒng)補償Wcs，補償電量發(fā)電煤耗為電網(wǎng)平均標(biāo)準煤耗率。（2）背壓式機組33（3）凝汽—采暖兩用機組（3）凝汽—采暖兩用機組344、供熱機組臨界年利用小時數(shù)

Pe、Phr—供熱機組額定功率和額定熱化發(fā)電