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1、燃煤燃煤热电热电厂效率提高措施的厂效率提高措施的发发展展趋势趋势 专业 物理学 班级 2010 级 10 物理 姓名 柴晋鹏 指导教师 丁毅 目 录 引 言 5 1 热机的工作原理和效率定义 6 1 1 热机及组成 6 1 2 热机效率 7 1 3 卡诺热机效率的研究 7 2 影响机组能耗高的主要因素及定量分析 9 2 1 影响发电煤耗的主要因素 9 2 2 汽轮机热耗率 或各缸效率 9 2 2 1 影响汽轮机热耗率高的主要原因 9 2 2 2 参数及其对热耗率的影响 超超临界 600MW 机组 10 2 3 凝汽器压力 12 2 3 1 影响凝汽器压力高的主要原因 12 2 3 2 凝汽器性
2、能定量分析方法 13 2 4 热力及疏水系统 14 2 5 煤质 15 2 6 再热器减温水量大 15 2 7 机组出力系数 16 3 重点燃煤热电厂效率提高措施 16 3 1 超超临界燃煤发电技术 16 3 2 冷端系统改进及运行优化 18 3 3 降低锅炉排烟温度 19 3 4 脱硫系统节电 21 3 5 降低空气预热器漏风率 21 3 6 热力及疏水系统改进 21 结 论 22 致 谢 23 参考文献 24 摘摘 要要 在我国的天然资源中 煤的储藏量最为丰富 而石油和天然气的储藏量 相对较少 这就决定了我国的电力行业以火力发电为主的特点 因此提高燃 煤发电的效率成为我国在这方面的最大目标
3、 而想要提高电厂的发电效率 单单靠提高工质工作的最高温度状态来提高热机的发电效率还是远远不够的 于是只能尽量在高科技方面 如 超临界燃煤发电技术 对热机进行研发从而 大幅度的提高发电效率 本文针对我国火电厂发电效率存在的诸多问题 如 机组冷端经济性差 凝结泵 风机 制粉系统电耗高 生产厂用电率偏大 空气预热器漏风严重 暖风器选用过高品质的抽汽源等 分析了问题产生 的原因 并提出对其节能降耗的具体意见 重点讲述了超临界燃煤发电技术 的原理 发展 热力及疏水系统改进和冷端系统改进及运行优化 为以后燃 煤火电厂运行优化 技术改造等提供了一些参考 在火电厂运行过程中坚持 节能降耗的原则有着重要的意义
4、能够从多方面促进企业整体效益的增长 创造出更多的经济财富 关键词 燃煤热电厂 效率提高 超临界技术 节能减排 Abstract In our country s natural resources the most abundant coal reserves and a relatively small oil and gas reserves which determines the country s power sector is characterized mainly by thermal power plants Therefore to improve the efficien
5、cy of coal fired power generation become the biggest target in this regard And want to improve the power generation efficiency of the plant relying solely on the state to raise the maximum temperature of the working fluid working to improve Power generation efficiency of heat engines is not enough s
6、o far only in the high tech such as supercritical coal fired power generation technology to the heat engine research and development in order to greatly improve the efficiency of power generation In this paper many problems exist in power generation efficiency of thermal power plants such as cold en
7、d unit poor economy condensation pumps fans high milling system power consumption power consumption rate of production is too large air preheater leakage serious Heater selection source of high quality extraction etc analyze the causes of the problem and to make specific comments on its energy savin
8、g focuses on supercritical coal fired power generation technology developments heat and drain system improvements and cold side system improvement and operation optimization For the future operation of coal fired power plant optimization technological innovation to provide some reference Adhere to t
9、he principle of hope in the process of energy saving operation of thermal power plants is significant can promote the growth of the overall effectiveness of the business in many ways to create more economic wealth Keywords Coal fired power plant efficiency supercritical technology energy conservatio
10、n 引 言 目前全国燃煤热电厂的效率均在 35 42 之间 其生产过程中不仅能耗 巨大 而且造成了大量的环境污染 以煤电为主的能源结构所造成的环境污 染和生态问题对我国的可持续发展形成了巨大的压力 进入 21 世纪以来 随着中国经济的快速发展 对能源的需求量呈急剧增加 煤炭资源供给矛盾 突出 因而提高燃煤机组的效率 降低污染物排放是燃煤发电的永恒主题 更是当前我国火电结构调整的重要任务 目前国家正处在重新考虑能源发展战略的关键时期 围绕实现现代化的 目标 要求调整我国能源发展战略 优化能源结构 提高能源利用效率 进 一步明确和贯彻节能优先的长期能源战略 把能源优质化作为主攻方向 电能是国民经济
11、各生产部门的主要动力 电力生产消耗的能源在我国能 源总消耗中占的比重也很大 因此提高电能生产的经济性具有十分重要的意 义 在保证供电可靠和良好电能质量的前提下 进行优化调度 最大限度地 提高电力系统运行的经济性 为用户提供充足的 廉价的电能 为此可以采 取的措施有 安装大容量的发电机组 充分发挥水电在系统中的作用 尽量 降低发电厂的煤耗率 或水耗率 合理分配各发电厂间的负荷 减少厂用 率和电网损耗 实现工业化生产是当前国家积极倡导的发展策略 但在走工业化道路的 同时也使得企业乃至个人的环境保护意识变得更加薄弱 在火电厂运行过程 中坚持节能降耗的原则有着重要的意义 能够从多方面促进企业的整体效益
12、 的增长 创造出更多的经济财富 1 热机的工作原理和效率定义 1 1 热机及组成 热机是热力发电机的总称 能够持续不断的把燃料燃烧时释放的能量转 化为机械能的装置 都叫做热机 热机通常以气体或液体作为工质 传递能 量的媒介 利用气体受热膨胀对外做功 热能的来源主要有燃料燃烧产生 的热能 原子能 太阳能和地热等 热机是现在交通和发电站的基本动力源 是目前最广泛的动力机器 热机的种类有蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发 电机和火箭等 虽然热机的种类很多 但是其基本物理原理是相同的 基本 结构都是由发热机 内燃机和冷凝器三个部分组成 1 2 热机效率 热机的理论研究和实践表明 任何一台热机 在从一高温热
13、源取热转变 为功的同时 必须放出一部分热量给另一低温热源 热机的热效率 定义 为 用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量比 公式 功与热量间的关系 21 QQW 热机的热效率 1 Q W 理想卡诺热机的效率为 1 2 1 T T T1为发热机器的绝对温度 T2为冷凝器的绝对温度 1 3 卡诺热机效率的研究 热电厂中 理想的循环过程如图 1 所示 这里水为例 首先用泵将 循环水压入燃烧炉的管道系统中 管道系统中的水吸收煤燃烧产生的热量而 升温 蒸发 变成高温高压的水蒸气 高温高压的水蒸气经蒸汽轮机绝热膨 胀 对外做功 带动发电机发电 经蒸汽轮机后低温低压的水蒸气将在冷凝 器中放出剩余
14、的热量冷凝成水 从而完成一个循环过程 在循环过程中 这 里是指 卡诺循环 工质从外界 燃烧的煤 高温热源吸收热量 变成Q1 自己的内能 一部分转换成需要的功 另一部分以热量的形式在外Q1WQ2 界低温热源处放出 因此必然满足 21 QQW 如果用 表示在一次循环过程中的热机效率 即吸收的总热量转化为 向外界做功的效率 那么 在理论上总会有 100 1 2 1 21 1 1 Q Q Q QQ Q W 图 1 理想气体卡诺循环 在实际过程中使用的工质是水和水蒸气 水吸收热量升温 蒸发及产生 的水蒸气的升温过程中温度不断变化 都会或多或少地对热机效率的提高产 生影响 尽管如此 卡诺循环的效率公式还是
15、为实际中如何提高燃煤电厂的 效率指明了方向 在实际应用中 虽然降低冷凝温度理论上能达到目的 但 真正操作起来是非常不经济的 因此一直以来 大部分提高热机效率的措施 是围绕不断提高工质工作的最高温度状态展开的 随着许多科学技术的不断进步 火力发电厂在大幅度的提高燃煤效率 进而提高发电效率方面也有很大的进展 例如 我国超超临界燃煤发电技术 就是一个最用力的证明 在科学计算中 提高火电机组热效率的最有效措施 之一是提高蒸汽参数和采用大容量机组 2 影响机组能耗高的主要因素及定量分析 2 1 影响发电煤耗的主要因素 在燃煤发电厂中 影响发电煤耗的因素如表 1 所示 表 1 影响发电煤耗的各个因素 高压
16、缸效率主蒸汽压力煤质 中压缸效率主蒸汽温度排烟温度 低压缸效率再热器压损锅炉本体 尾部烟道漏风 轴封漏汽量 再热蒸汽温度过剩空气系数 运行氧量 调节阀运行方式系统泄漏受热面脏污 凝汽器压力平均负荷率煤粉细度 凝结水过冷度机组补水率飞灰可燃物含量 凝结水泵焓升再热器减温水流量散热损失 小机进汽量锅炉吹灰参数及流量 环境温度暖风器用汽量 加热器端差锅炉排污及除氧器排汽 2 2 汽轮机热耗率 或各缸效率 2 2 1 影响汽轮机热耗率高的主要原因 汽轮机设计热耗率低 实际运行达不到设计值 通流间隙偏大 漏汽量大 新建机组安装期间 汽封磨损 漏汽量大 高 中缸 上 下缸温差大 汽缸变形 运 行控制不当 轴系振动大 汽轮机进水转子碰磨等 轴封漏汽量大 进汽导管密封差 引起泄漏 调节级叶顶间隙大 汽封齿少 调节级效率低 调节级喷嘴组损伤 调节汽门重叠度过大 平衡管漏汽量大 引进型 300MW 机组 低压进汽导流板损坏 低压缸工艺孔漏汽量 抽汽温度高 600MW 超临界机组 通流部分结垢 抽汽口压力 轴向位移 汽水品质 叶片损伤 叶片损坏 叶片水蚀 蒸汽管道滤网未拆除 单阀运行 各缸效率直接影响发电煤
