热力塔系统用于空冷发电余热利用的研究.ppt

热力塔系统用于空冷发电余热利用的研究,李建锋中国电力企业联合会科技服务中心2009.9,报告内容,前言热力塔系统介绍热力学模型计算结果与分析结论,前言,我国空冷机组目前的装机容量5000多万千瓦。600MWe亚临界空冷机组的平均供电煤耗约为349.09g/kWh,厂用电率平均值约为8.11%。而全国600MWe亚临界湿冷机组供电煤耗平均值为324.50g/kWh，厂用电率平均值为5.34%。二者供电煤耗相差近25g/kWh，厂用电率相差2.77%，差距明显，有必要采取一定的措施降低空冷电厂的供电煤耗和厂用电率。,太阳能热气流电站,太阳能热气流电站系统示意图以及底部温度分布,空冷电厂热力塔系统介绍,系统示意图如右图所示。其中空气被加热以后，推动塔底的涡轮做功，然后通过上面的塔体排入大气。,热力学模型,热力循环过程：1-2，定压加热：q12cp(T2T1)2-3，膨胀做功：3-4，多变膨胀：4-5，定压放热5-1，多变压缩,系统效率,塔顶大气压力：n值确定：定义：T4/T4，则有：系统热效率：w23/q12 对于绝热塔体：,计算结果与分析,计算条件：地表大气温度T1288K；沿高度方向大气温度分布TxT10.0065x；地表大气压力P1101325Pa；空气定压比热cp1004.5J/(kgK)；空气气体常数R287J/(kgK)；重力加速度g9.81m/s2,理想状况下系统热效率,200m塔高时空气入口温度与效率,不同涡轮效率对塔效率的影响,涡轮出口以及塔出口空气温度,2000m塔高时涡轮进出口压差,涡轮进出口压差与降温比的关系,系统效率与降温比的关系,600MWe发电机组效率增加与降温比的关系,600MWe发电机组容量增加与降温比的关系,环境温度对效率的影响,i(1p)塔高2000m，入口空气温度40oC,热力塔建造技术可行性,目前正在建设中的人类最高建筑迪拜塔已经超过了800米,有可能最终将超过1000m.,热力塔建造经济可行性,根据太阳能热气流电站造价估算热力塔系统投资回收期可能在610年左右。,结论,将太阳能热气流电站所用的热力塔移植于空冷电厂以利用余热发电，技术上可行，具有不额外占地，能够连续运转的特点。空冷电厂安装2000m高的热力塔后，不仅能够增加发电效率最高达到3%以上，而且还能大幅度降低厂用电量。从经济上来说，600MW机组余热利用热力塔的装机容量规模与30MW太阳能热气流电站的热力塔相当，但因为不需要建造集热棚，在经济上较合算，这还需作进一步的经济性分析。涡轮性能和塔体保温对热力塔系统效率影响很大，因此应该努力提高涡轮机效率和塔体的保温水平。,谢 谢！,