07《供热工程》第七课 集中供暖系统的热源课件

第七章 集中供热系统的热源 热电联产热电联产：热电联产：既生产电力又生产热能的联既生产电力又生产热能的联合生产。合生产。具体方式：具体方式：利用汽轮机中做过功的蒸汽对外供热。例如，热电厂中利用汽轮机中做过功的蒸汽对外供热。例如，热电厂中装背压机，调节抽气式汽轮机，冷凝采暖两用机等，利装背压机，调节抽气式汽轮机，冷凝采暖两用机等，利用排式抽气供给热用户，就属于两种能量联合生产。用排式抽气供给热用户，就属于两种能量联合生产。实现两种能量生产必须具备的基本条件：实现两种能量生产必须具备的基本条件：1.有热用户，而且要保证热能用户所需参数（压力，温度）和流量有热用户，而且要保证热能用户所需参数（压力，温度）和流量2.在供热的同时还要保证必须一定数量的电能。在供热的同时还要保证必须一定数量的电能。热电联产 热电厂：两种能量联合生产的电厂常称为热电热电厂：两种能量联合生产的电厂常称为热电厂厂热电分产：发电厂生产电（纯凝式电厂），锅炉房热电分产：发电厂生产电（纯凝式电厂），锅炉房 生产热能的方式。生产热能的方式。热电站与凝气电站能耗分析：热电站与凝气电站能耗分析：理想卡诺循环理想卡诺循环TbLkSTkTS（A）（A）凝气循环凝气循环生产电能的热耗生产电能的热耗 热电联产TbLTSTTT（B）所以所以（约为（约为0.4）即考虑到实际动力循环，凝汽电站效率：即考虑到实际动力循环，凝汽电站效率：40。热电站热电站 7580。热电联产1-2 热电联产相对热点分产的特点：热电联产相对热点分产的特点：1.节省初级燃料节省初级燃料2.有利于环保有利于环保3.投资高投资高,建设周期长建设周期长1-3 我国热电联产事业的发展我国热电联产事业的发展热电联产事业在中国的发展，经历了上升，停止和再上升热电联产事业在中国的发展，经历了上升，停止和再上升 1.5060年代，我国进行大规模的工业建设，热电联产和电力年代，我国进行大规模的工业建设，热电联产和电力工业的发展齐头并进，结果是工业的发展齐头并进，结果是6000kw以上供热机组占全国总机组以上供热机组占全国总机组总容量的总容量的20%，其中公用热电站容量占，其中公用热电站容量占80%。这段时间是我国供热。这段时间是我国供热机组和公用热电站发展最多的时间。机组和公用热电站发展最多的时间。热电联产2.70-80年代年代 热电联产呈下降趋势热电联产呈下降趋势 在此在此 热电机组热电机组 占总装机占总装机 5%，其中公用占，其中公用占29%，自备热电站占自备热电站占71%。3.19811989年，计划安排从年，计划安排从3000Kw300Mw，各种供热机组项目各种供热机组项目213个，总装机个，总装机5800MW 到到88年底按产建成年底按产建成2900MW,年发电能力年发电能力120多亿度多亿度 实现供热能实现供热能7000多百万大卡多百万大卡/小时，年节约标煤小时，年节约标煤400万吨万吨4.1989年底我国的热电联产状况如下：年底我国的热电联产状况如下：年供热量年供热量 51757百万千焦百万千焦 平均供热厂用电率平均供热厂用电率 6026度度/百万千焦百万千焦 供热标准煤耗供热标准煤耗 39.83公斤公斤/百万千焦百万千焦热电联产供热机组中总容量约供热机组中总容量约 10000MW，占火电装机，占火电装机11.42%最大供热单台机组最大供热单台机组.200MW所用机型：背压机组、抽气背压机组、抽气机组、所用机型：背压机组、抽气背压机组、抽气机组、凝气机打孔抽气机组、凝气机循环水供热机大型凝气机打孔抽气机组、凝气机循环水供热机大型供热汽冷凝两用机组。供热汽冷凝两用机组。最大热电厂：吉林热电厂最大热电厂：吉林热电厂 55MW工业供热最大管径工业供热最大管径 DN 700mm 最远输送距离最远输送距离6km民用采暖，采暖最大管径：民用采暖，采暖最大管径：DN1000mm最远输送最远输送距离距离10Km。北京供热效率北京供热效率:13.1 热电联产1-4 国外集中供热事业概况国外集中供热事业概况1.苏联：总装机容量苏联：总装机容量 60000MW 占火电占火电 35%最大供热距离最大供热距离15-20km2.芬兰：起始于芬兰：起始于1956年，射流利用率最高的国家年，射流利用率最高的国家 自动化程度高，供热技术先进，供热设备领先自动化程度高，供热技术先进，供热设备领先1-5 中国热电联产事业的特点中国热电联产事业的特点1.强调城市热力规划强调城市热力规划 即即 先有城市规划先有城市规划 热力规划热力规划 统一安排下进行热电联产建设统一安排下进行热电联产建设 以哈市原马家沟机场工程为例以哈市原马家沟机场工程为例热电联产2.各类供热机组的发展各类供热机组的发展 建国初期装设较多的抽气机，工业密集区装背压机建国初期装设较多的抽气机，工业密集区装背压机 在大城市为解决采暖问题，将容量较大的凝汽机打孔抽汽，在大城市为解决采暖问题，将容量较大的凝汽机打孔抽汽，或采用或采用200MW，300MW，两用机，两用机3.中低压凝汽机组改造中低压凝汽机组改造 历史留下的问题，可利用的改造成供热机历史留下的问题，可利用的改造成供热机 主要使用在小城市主要使用在小城市 城镇城镇4.热电站的类型热电站的类型 公用热电站公用热电站 企业自备热电站企业自备热电站 发展方向发展方向 公用热电站公用热电站 热电联产5.热电站的机组参数热电站的机组参数 我国规定高中低参数为我国规定高中低参数为 高压高压 90Kgf/cm2 540140140Kgf/cm2 540555170Kgf/cm2 555次高压机组次高压机组5060Kgf/cm2 450480中压机组中压机组 40Kgf/cm2 450次中压机组次中压机组25Kgf/cm2 350低压机组低压机组1013Kgf/cm2 300超高压超高压亚临界机组亚临界机组 热电联产6.19902000年，我国热电联产为机组大型化，年，我国热电联产为机组大型化，即即200MW与与300MW问世，沈阳（沿海）问世，沈阳（沿海）长春（热电厂）长春（热电厂）太原热电厂太原热电厂 同时沿海地区发展快，同时沿海地区发展快，上海上海 山东山东 热电厂供热系统热源热源热网热网热用户热用户三部分组成三部分组成供热系统由供热系统由2-1 概述概述以热电厂为主力以热电厂为主力 热源的供热系统称为热电厂供热系统热源的供热系统称为热电厂供热系统分类分类单一热源系统单一热源系统多热源系统多热源系统按热源布置分按热源布置分多个热电厂并网供热多个热电厂并网供热热电厂热电厂 尖峰锅炉房并网供热尖峰锅炉房并网供热 热电厂供热系统热网分类热网分类水为热媒（水网）水为热媒（水网）蒸汽热媒（蒸汽网）蒸汽热媒（蒸汽网）热用户分类热用户分类供暖热用户供暖热用户通风热用户通风热用户生活热水供应热用户生活热水供应热用户生产热用户生产热用户季节性热用户季节性热用户全年性热用户全年性热用户 热电厂供热系统热化系数：汽轮机热网的最大负荷与供热最大负荷之比热化系数：汽轮机热网的最大负荷与供热最大负荷之比。它是热电厂最主要的技术经济参数之一。这是由于供热它是热电厂最主要的技术经济参数之一。这是由于供热机组的安装容量和热电厂的燃料节约都取决于热化参数。机组的安装容量和热电厂的燃料节约都取决于热化参数。热化系数的意义热化系数的意义：a.热电厂最主要的技术经济参数，即汽轮机的安装容量热电厂最主要的技术经济参数，即汽轮机的安装容量和热电厂所获得的燃料节约量取决于热化参数和热电厂所获得的燃料节约量取决于热化参数。热电厂供热系统例如例如 当型号参数不变的情况下当型号参数不变的情况下 则会使热电厂安装容量增大则会使热电厂安装容量增大 结果是结果是基础建设投资加大基础建设投资加大 但此时燃料节约加大但此时燃料节约加大 二者是矛盾的二者是矛盾的b.最佳热化系数最佳热化系数 的确定的确定 1.汽轮机型号与台数汽轮机型号与台数 2.尖峰热源指标尖峰热源指标3.代用设备（热电分产装置）的指标代用设备（热电分产装置）的指标4.热负荷年度曲线的特性与燃料到价格热负荷年度曲线的特性与燃料到价格 C.取值取值1.采暖负荷采暖负荷 0.50.72.采暖与工业共存采暖与工业共存 按比例按比例 0.71 热电联产典型循环热力原理图1.1.燃气轮机热电厂原理图燃气轮机热电厂原理图a.压缩机压缩机b.燃气涡轮燃气涡轮c.发电机发电机d.燃烧室燃烧室e.空气回热器空气回热器f.热网加热器热网加热器g.热网循环泵热网循环泵 热电联产典型循环热力原理图 热电联产典型循环热力原理图1-蒸汽发生器蒸汽发生器 2-汽轮机汽轮机 3-发电机发电机4-冷凝器冷凝器 5-初级热网加热器初级热网加热器 6-中级热网加热器中级热网加热器7-高级热望加热器高级热望加热器 8-开压泵开压泵 9-热网循环泵热网循环泵10-化学净水处理装置化学净水处理装置 11-补水除氧器补水除氧器 12-补水泵补水泵13-补水调节器补水调节器 14-化学净水泵化学净水泵 15-回水总管回水总管 16-供水总管供水总管 17-核反应堆核反应堆 18-容器补偿器容器补偿器19-中间回路水泵中间回路水泵 20-凝结水泵凝结水泵 21-水份分离器水份分离器 22-低压回热加热器低压回热加热器 23-电站除氧器电站除氧器 24-给水泵给水泵25-高压回热加热器高压回热加热器 26-蒸汽过热器蒸汽过热器 27-减压器减压器 2.抽汽凝汽机核热电厂原理图抽汽凝汽机核热电厂原理图图中图中 热电联产典型循环热力原理图3.双抽汽轮机热电厂原理图双抽汽轮机热电厂原理图 1-锅炉锅炉 2-汽轮机汽轮机3-发电机发电机4-冷凝器冷凝器5-低级热网加热器低级热网加热器 6-中级热网加热器中级热网加热器 7高级热网加热器高级热网加热器8-开压泵开压泵 9-热网循环器热网循环器 10-水处理水处理 11-除氧器除氧器 12-补水泵补水泵13-调节阀调节阀 14-水处理泵水处理泵 15-回水总管回水总管 16-供水总管供水总管17-加热水管加热水管 18-凝结水总管凝结水总管 19-供汽总管供汽总管 20-凝水泵凝水泵21-凝水泵凝水泵 22-余热器余热器 23-锅炉给水除氧器锅炉给水除氧器 24-给水泵给水泵25-预热器预热器 图中：图中：2-2 热电联产典型循环热力原理图4.背压式热电厂背压式热电厂供热系统原理图供热系统原理图 背压式热电循环图背压式热电循环图 （a）工作原理图；（）工作原理图；（b）T-S图图1-锅炉；锅炉；2-过热器；过热器；3-蒸汽汽轮机；蒸汽汽轮机；4-发电机；发电机；5-热用户；热用户；6-给水泵给水泵 热电联产典型循环热力原理图特点：工况复杂特点：工况复杂a.a.热水供热系统的连接方式热水供热系统的连接方式直接连接或间接连接直接连接或间接连接 b.b.在室外温度较低，外置锅炉房投入运行时，采用主热源在室外温度较低，外置锅炉房投入运行时，采用主热源和调峰热源分区单独供热（简称截断运行）还是联合并联和调峰热源分区单独供热（简称截断运行）还是联合并联供热方式（建成并网运行）供热方式（建成并网运行）。c.c.整个供暖期所采用的供热调节方案整个供暖期所采用的供热调节方案 热电联产典型循环热力原理图3.直接联结多热源系统直接联结多热源系统热力站热力站主主热热源源主热源主热源供热区供热区热力站热力站B联合供热区联合供热区 热电联产典型循环热力原理图热力站热力站主主热热源源热热力力站站B联合供热区联合供热区热用户热用户主热源供热区区主热源供热区区热用户热用户4.4.间接联接多热源系统间接联接多热源系统 热电联产典型循环热力原理图5.多热源联合供热设计中应考虑的主要问题：多热源联合供热设计中应考虑的主要问题：a.进行联合供热系统可行性研究或设计时，必须首先确定进行联合供热系统可行性研究或设计时，必须首先确定它的设计原则和运行方式。它的设计原则和运行方式。b.b.考虑到联合供热系统的运行工况，整个采暖期会有明显考虑到联合供热系统的运行工况，整个采暖期会有明显的