第三章第三、四节热力发电厂的热经济性课件.ppt

第三节 热电厂的热经济性指标,一、热电联产简介（一）热能消费的特点,我国能源结构中 70%能量以热量形式消耗 60是120以下的低温热能,热能耗费的数量很大，品价较低，又常以高品位的一次能源来供应，故具有较大的节能潜力。,（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点 分产：能量浪费严重，利用不合理，能量品位贬值严重 联产：实现能量的有效梯级利用，能源利用率高，节能,分散供热、分产电,集中供热、分产电,（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点 供热式汽轮机类型：单抽（C型）凝汽式汽轮机、双抽（CC型）凝汽式汽轮机、背压式（B型）汽轮机或抽背式（CB型）汽轮机、凝汽采暖两用机组、低真空供热凝汽机组 对于抽汽式汽轮机，只有先发电后供热的供热汽流Dh才属热电联产，它的凝汽流Dc仍属于分产发电。,C型汽轮机,B型、N型汽轮机,（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点 抽汽式汽轮机（C型、CC型）：C型表示汽轮机带有一级可调整抽汽，可供工业用汽，压力调整范围0.78-1.23MPa；可供采暖用汽，压力调整范围0.118-0.245MPa 热电负荷可独立调节，运行灵活 有最小凝汽流量，以保证低压缸通风冷却 由于通流部分装有旋转隔板以调节供热抽汽流量和压力，凝汽流存在节流损失，凝汽流的绝对内效率比同参数凝气机组低 背压式汽轮机（B型、CB型）：热能利用率高，结构简单，无凝汽器，节省投资 以热定电，热电不能独立调节，难以同时满足热电负荷需要，所缺电量由电网补偿，增大了电力系统备用容量 背压高，整机焓降小，若偏离设计工况，机组相对内效率显著下降，必须有稳定可靠热负荷才选用,（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点 凝汽采暖两用机组：中低压缸的导汽管上安装蝶阀调节抽汽量，在采暖期供热，在非采暖期或暂无热负荷时以凝汽机组运行 高压缸通流容积按凝汽流设计，供热以牺牲电功率为代价 由于蝶阀压损影响，非采暖期凝汽运行热经济性会下降约0.1%-0.5%设计制造简单，成本低 低真空供热凝汽机组：提高机组背压用循环水供热，减少电功率,（三）热电联产的热量法（效率法）定性分析,理想朗肯循环热效率t和实际朗肯循环热效率i为：,理想纯供热循环的热效率th及其实际循环热效率ih为：,（1）朗肯循环的t、i值均较低，其排汽虽有较大热量，但品位低，无法对外供热，冷源损失大，能源利用率低；（2）纯供热循环的th、ih均为1，无冷源损失；在满足用热参数的前提下，降低ph值，可提高wi值，使热化发 电比Xh=（WhW）提高，提高经济性；给水回热循环的回热抽汽流也属于热电联产的性质；（3）对于抽汽凝汽式机组，其中的供热汽流完全没有冷源热损 失，它的ih仍为1。它的凝汽汽流仍有冷源热损失，该凝汽流的ic小于1，比相同循环参数、同容量的凝汽式汽轮机（即代替电厂的汽轮机）的绝对内效率i还要低，即 ici（4）ici的原因为：节流导致的不可逆热损失。非设计工况的效率要降低。初参数都低于代替电站的凝汽式机组。供水条件比凝汽式电厂的差，使其热经济性有所降低。,（四）热电联产的主要优缺点,优点：1、节约能源 2、减轻大气污染，改善环境 3、提高供热质量，改善劳动条件 4、其他经济效益缺点：1、与同容量凝汽电厂相比热电厂投资大（锅炉容量大、汽轮机结构复杂、水处理设备大，每千瓦投资大1-2倍）2、工质损失大，水处理设备投资和运行费用增加，对外供热能力减小时，热力设备运行可靠性降低 3、凝汽流发电经济性差,热电厂热经济性指标应能反映能量转换过程的技术完善程度，既便于在供热式机组之间、热电厂间进行比较，也便于在凝汽式电厂和热电厂间比较（一）热电厂总的热经济性指标1、热电厂的燃料利用系数tp 热电厂对外供电、热之和与输入能量之比,二、热电厂的主要热经济性指标,数量利用指标 估算燃料消耗量,2、热电比,3、热化发电率 质量不等价的热化发电量与热化供热量的比值热化供热量：热化发电量：,分析：与热电厂采用的供热式机组类型及其主要蒸汽参数、返回水率及其水温，补充水温、设备的技术完善程度有关热电联产的质量指标，比较供热机组间热功转换过程技术完善的程度；只与热电联产部分的热、电有关；只能比较抽汽参数相同的供热机组间的热经济性,（二）热电厂的分项热经济性指标,1、发电方面的热经济性指标热电厂发电热效率热电厂发电热耗率热电厂发电标准煤耗率,2、供热方面的热经济性指标热电厂供热热效率热电厂供热标准煤耗率,（三）我国发展热电联产的热经济指标规定 1、供热式机组：（1）总热效率（燃料利用系数）平均大于45%（2）单级容量50MW以下机组，热电比年平均大于100%；50MW至200MW以下机组热电比年平均大于50%；200MW及以上抽汽凝汽两用供热机组，采暖期热电比应大于50%2、燃气蒸汽联合循环：燃气轮机+供热余热锅炉、燃气轮机+余热锅炉+供热式汽轮机。总热效率年平均大于55%，热电比年平均大于30%,三、热电联产总热耗量的分配,三、热电联产总热耗量的分配,热电联产总热耗量的分配方法：热量法（热电联产效益归电）实际焓降法（热电联产效益归热）做功能力法（热电联产效益折中）,（一）热量法 将热电联产的总热耗量按产品数量比例进行分配热电联产总热耗量：分配给供热的热耗量：,分析：从热能数量利用的观点来分配热耗；没有考虑热能质量上的差别；供热热耗量Qtp(h)是几种方法中最大的；好处归电（热化发电部分没有冷源热损失）；不能调动改进热功转化过程的积极性；不利于鼓励热用户降低用热参数,（二）实际焓降法 按联产供热汽流在汽轮机中少做的功（实际焓降不足）与新蒸汽实际的焓降来分配供热的热耗量分配给供热的热耗量：减温减压器的热耗量：供热总热耗量：发电热耗量：,特点：考虑外供热抽汽在汽轮机中做功的影响；考虑热能质上的差别；供热部分没有分担热功转换过程中的冷源损失和不可逆损失；供热热耗量Qtp(h)最小，好处归热；可鼓励热用户降低用热参数,（三）做功能力法 把联产汽流的热耗量按蒸汽的最大做功能力在电、热两种产品之间分配分配给供热的热耗量：比火用：分析：同时考虑热能的质量和数量；热电联产的热经济效益分配到热电两种产品上；供热抽汽（排汽）温度与环境温度接近，分析结果与实际焓降法近似,第四节 热电厂的节煤条件及节煤量计算,一、比较基础 1、遵循能量供应相等原则，假定联产与分产的热负荷Q、电负荷分别相等；2、热电分产的凝汽式机组（代替电厂）的b、p、m和g与联产发电相同；3、联产供热的锅炉效率远高于分产供热的小锅炉效率,热电联产与分产的对比系统模型,Bsdp=Bscp+Bsd,Bstp=Bstp(h)+Bstp(e),热电分产,热电联产,二、联产较分产的节煤量,在能量供应水平相等的前提下：热电分产标煤量：Bsdp=Bscp+Bsd 热电联产标煤量：Bstp=Bstp(h)+Bstp(e)差值为：Bs=Bdps Btps=（Bcps Btp（e）s）+（Bds Btp（h）s）=Bes+Bhs,联产发电节煤量,联产供热节煤量,1、供热方面的燃料节省分产供热时的标准煤耗量 联产供热时的标准煤耗量联产供热较分产供热时节省的燃料量Bhs,分产供热时的标准煤耗率 联产供热时的标准煤耗率,2、发电方面的燃料节省分产发电时的标准煤耗量 联产发电时的标准煤耗量(供热汽流、凝汽流)联产供热较分产供热发电时节省的燃料量Bes,热化发电比热化发电量占整个机组发电量的比值 联产全年节省的燃料量Bs,三、热电联产节省燃料的条件,1、联产供热节省燃料的条件2、联产供电节省燃料的条件,3、三类供热式机组的临界热化发电比X（1）单抽凝汽式机组,对于单抽凝汽式机组，与代替凝汽式机组相比：两者蒸汽初参数同档次Xc13%-15%较代替机组蒸汽初参数低一档Xc40%较代替机组蒸汽初参数低两档Xc50%,（2）背压式机组 背压机组以供热量Qh单值确定热化发电量Wh，其不足电量W-Wh由电力系统补偿Wcs，补偿电量发电煤耗为电网平均标准煤耗率。,（3）凝汽采暖两用机组,4、供热机组临界年利用小时数,Pe、Phr供热机组额定功率和额定热化发电功率，kWu、uh设备年利用小时和供热机组年利用小时，hQhtr供热机组额定供热量，GJ/h,5、生产相同电量W和热量Qh时 联产与热电分产的总燃料消耗量之比值热电联产节省的标准煤耗量达25%75%,热电联产必须满足两项要求：（1）热电厂内必须有联产电能和热能两种能量。（2）热电厂向众多热用户集中供热，并保证用热质量和数量,谢谢！,