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1、 绪 论一、我国的能源资源和能源结构 能源资源丰富，但人均拥有量相对不足 以煤炭为主要能源 占一次能源消费量62 预计到2050年仍占能源消费量50% 电力能源一直以煤为主 本课件由知识社http:/分享2002年我国能源状况 一次能源消费量为14.8亿吨标准煤，产量为 13.87亿吨标准煤，为世界第二大能源消费国 煤炭占66.1%，石油23.4%，天然气2.7%，水 电7.1%，核电0.7% 发电装机容量3.57亿千瓦，居世界第2位 据能源统计年鉴，我国石油进口达6600万吨 近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的45倍，产品单耗比发达国家高40
2、%，能源综合利用率不到30% 。污染严重， CO2的排放量已成为世界第2位二、我国火力发电工业的成就 我国电力工业的发展年代项 目18821949198719951998 2002装机 容量GW12(kW )1.85101.93214.4227356倍数 155116123192 世界 顺位21742发电量TWh4.349610001167 1614 倍数1115233271375 世界 顺位252三、我国电力规划及火电技术发展动向 近两年缺电拉闸给我们的启示 电量需大于供（电源和电网）：一段时间以来 ，电力发展的低速度和建设工程的长周期不能 满足经济快速、持续发展和人民用电增长的需 求；电力
3、产、供、销瞬时平衡的特点要求电力 必须超前需求而发展；(去年浙江部分地区出现拉 三送四情况，福建、湖南、上海、江苏、山西等拉闸 限电) 去年高温、缺雨揭开了电力供需低水平、暂时 平衡隐患的盖子； “十六大”提出经济翻两番目标的实现：经济发 展推动电力，电力发展为经济列车提供强大的 动力；社会发展对电力的新需求 实现可持续发展要求研究和应用电能高效和洁 净地生产、输送、储存、分配和使用的新技术 及可再生能源发电新技术； 竞争性电力市场要求发展安全、有效、灵活、 开放、节约土地、与环境友好的的输变电新技 术；“厂网分开”要求制订厂网协调，统一规划 、分头实施，确保安全和资源优化配置，在发 展中求得
4、多赢的制度； 现代化大都市和“全面实现小康“要求实现充足 、可靠、优质、个性化的配、供电与营销新技 术;与国民经济发展相协调的超前发展高效 (高效率、高效益、高有效性)绿色（洁净化、“三废“资源化、与环境友好）节约（节水源、节能源、节资源、节土地）可靠（高安全性、高灵活性、高电能质）可柔性（方便灵活、个性化） 管理现代（信息化、数字化、网络化）未来20年电力可持续发展主题 从2003年到2020年，平均年增装机3000万kW，年投 资约1200亿元，18年累计增加装机5.5亿kW，需投资 约22000亿元. 2010年西电东送和区域电网间电力交换 能力达40000和30000MW。到2020年
5、电源发展的蓝图电源可持续发展思路 优化电源结构：优先发展水电，加快发展核电，优化发展煤电，配套发展调峰机组，积极发展新能源发电，因地制宜发展天然气发电；实施西电东送的同时，加强受端电源的支持；重视生态环境，加大技术改造，提高能源效率， 优化发展煤电：优先发展高效、洁净煤、节水发电，提高机组调 峰能力；大力发展煤炭利用全过程的洁净利用；努力试点发展发电、煤化工等多联产； 未来20年电源发展规划年 代 项 目2000 2005 2010 2020装机总容量，亿kW3.194.305.89 9.5 常规水电， 亿kW0.791.051.502.20 抽水蓄能 ， 万kW57061715822500
6、燃煤发电 ， 亿kW2.373.154.005.8 6.0 天然气发电，万kW700 20005000 核电 ， 万kW21087011704000 风电 ， 万kW46.8(2002)1002501600 光伏发电 ， 万kW3（2002）60160 生物质发电，万kW200500 供电煤耗，gce/kWh392360330耗水率， m3/s/GW0.91.00.8 0.15(空冷机组)0.6 0.15(空冷机组 )高效、绿色发电技术硫资源化脱硫高效发电超(超)临界机组联合循环多联产煤炭加工与转化流化床F B C整体煤气化联合循环I G C C可再生能源发电及核电烟气净化灰渣及废水资源化空冷
7、机组烟气循环流化床脱硫其它节水技术燃料电池微型燃气轮机太阳光发电风力发电洁净发电节水发电分布式电源新型发电以煤气化为核心以发电为核心火电发展的关键技术 超临界机组（SC）+高效烟气净化技术 超超临界机组（USC）+高效烟气净化技术 大型循环流化床（CFB） 蒸汽燃气联合循环机组(GTCC) 整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCC） 热电（冷）联产 大容量空冷机组 以煤气化为核心的多联产技术超临界、超超临界机组 -现实而先进的发电技术超临界点：22.115MPa,374.15超临界机组（SC）：全世界已运行600多台，一般主汽压力 24MPa及以上,主汽和再热汽温度540-560（效率比亚临界机组
8、高约2%）超超临界机组（USC） ：全世界已运行60多台，一般主汽 压力25-28MPa及以上或主汽和再热汽温度580以上（效 率比超临界机组高约4%）2003年2010年新建火电机组40为SC机组；2010年2020年：600MW及以上新建机组将全部建SC机组；新建火电机组一半以上为USC；美 国 前 苏 联 日 本 中 国第一台机组投运年份1957195319671962最大单机容量， MW1300 1200 1050 900装机情况1982年166台 112898MW1988年222台 ，占火电机组 容量的51%94台，占火 电机组容量 的61%引进11400 MW,投运 10200 M
9、W,占 火电机组容 量的3.5%容量范围500MW以上300MW以上450MW以上300MW以上我国与世界主要国家超临界机组的比较 超(超）临界机组经济性估算 2000年我国火电机组平均供电煤耗392g/kWh, 比超临界机组 高7080 g/kWh，比超超临界 机组高104g/kWh。2002年火电发电量16386 亿 kWh ，如一半由超（超超）临界机组发出，则 每年可节约约50007000（9000）万吨（标准 煤）;2020年为1.4-1.8(2.3)亿吨 ； 计划关停小火电30GW（煤耗高达550g/kWh以上 ），如其中的一半用超（超超）临界机组替代 ，每年可节煤2000万吨； 相
10、应的节能、节水、节资源和环保效益显著。3压 气 机燃气 轮机 发电机G 发电机 G 124燃烧室e余热锅炉89气轮机凝汽器57给水加热器 水泵10燃气蒸气联合循环原理 （GTCC）当代先进燃气轮机及联合循环性能机型 项目西屋501 -ATSGE-MS7001HABB GT26西门子KWU燃气初温，1510143012601190压 比28233016.6简单循环净出力,MW290265240简单循环效率,%4138.538联合循环净出力,MW426400396359联合循环效率,%616058.558.1我国GTCC （蒸汽燃气联合循环）发展的展望电力工业将持续发展并增加GTCC比重 w200
11、0年我国GTCC装机容量约700万kW，占装机容量2%w我国计划到2010和2020年新增GTCC到2000和5000万kW（ 占装机容量3.4和5%），需天然气约200和500亿m3/年， 占全国天然气用量20和25。w电力工业为提高效率、优化电源结构和减少环境 污染、增加调峰能力、机组增容，在东南沿海及“西气东输”沿线因地制宜地发展GTCC发电。 必须燃用油、气等优质燃料，IGCC 发电技术 将突破上述限制煤整体气化蒸汽燃气联合循环 (IGCC)IGCC的特点1. 联合循环热效率高，并可进一步提高效率 2. “最清洁的煤电”，环保性能优良 3. 燃料适应性强，高硫煤的硫可资源化 4. 调峰
12、性能好，节约水资源 5. 单位造价不断降低全世界已建,在建和拟建IGCC电站30余座，我国在山东烟台拟建300-400MW级的IGCC示范电站。以煤气化为核心的发电、煤化工 综合能源利用系统 21世纪能源工厂的预计指标： 发电效率：燃煤 60%（HHV），天然气 75% (LHV) 热电联产：热效率 85-90% 污染排放：粉 尘和SO2、NOx接近零排放 温室气体：排放减少50%，并100%分离 联产产品：合成气、H2、煤化工产品等“展望 21世纪“ 能源系统高温高压 气化炉变换制氢氢气分离高温 燃料电池煤煤气高温高压 热交换器氧气分离空气先进循环SSO2电热水CO2 (去埋藏), 污染物(
13、H2S, PM, 碱金属)H2O2O2我国煤炭高效洁净发电示范工程 河南沁北电厂：SC国产化示范机组（600MW） 浙江玉环电厂：USC示范机组(2*900-1000 MW);江苏阚山电厂：600MW USC示范机组 四川白马及开远、黄角庄、秦黄岛等电厂300MW流化床锅炉 山东烟台IGCC示范工程（2*300-400MW） 发电、煤化工多联产试点工程：如兖州 矿业集 团鲁南化肥厂（76MW发电、10万吨甲醛）四、热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求 五、本课程的任务和作用研究对象：热力发电厂整个系统 研究内容:（1） 研究不同热力发电厂热功转换理论基础（2） 提高热力发电厂经济性的方法和措施（3） 分析和计算热力发电厂的热经济性。研究方法：（1）热力学第一定律法（热量法）（2） 热力学第二定律法（熵方法）热经济性的定性分析以热力学二定律法（熵方法）为主，定量计算以常规热力学第一定律法（热量法）为主。研究目的：提高电厂工作人员理论水平，为分析、研究、解决电厂生产实际问题提供强有力的理论支撑和指导，并指导电厂实践。本课件由知识社http:/分享
