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1、第1页中国矿业大学2010届本科生毕业设计（论文）电厂初步设计1 概述1.1电力工业的发展及现状1.1.1我国电力工业的发展与现状 改革开放以后，尤其是20世纪80年代末以后，我国在大力提高一次能源产品生产能力的同时，将能源工业建设的重点放在了电力工业上。二十多年来，新增发电机组容量25858万kw；平均增加1077万kw，相当于以前各计划时期5年的新增容量，甚至还要多。其中，19902001年，新增发电机组容量18864万kw，年均增加1572万kw，10多年间如此大规模的的发展，在世界经济发展史上也是不多见的。截止2007年底，全国发电机容量达到71329万kw。其中，水电达到14526万
2、kw，约占总容量的20.36%；火电达到55442万kw，约占总容量的77.73%。随着华能玉环电厂、华电邹县电厂、国电泰州电厂共七台百万千瓦超超临界压力机组的相继投运，标志着我国已成功掌握世界先进的火力发电技术，电力工业已开始进入“超超临界”时代。1978年，全国发电量仅为2566亿kw.h。经过20多年的持续发展，到2001年，全国年发电量已达到14819亿kw.h，年均增长7.9%。其中20世纪80年代及以前，年均增长7.8%，20世纪90年代以来，年均增长达到8.1%，基本达到了与社会经济发展相适应的水平。到2007年，全国全口径发电量达到32559亿kw.h，年增长14.44%，其中
3、水电发电量4867亿kw.h，约占全部发电量的14.95%，同比增长17.61%；火电发电量26980亿kw.h，约占全部发电量的82.86%，同比增长13.82%；核电发电量626亿kw.h，约占全部发电量1.92%，同比增长14.05%。与此同时，机组容量结构也有了明显的变化。以各时期累计的新增机组容量计算，19781989年，火电新增机组容量占全部新增机组容量的比重为77.6%，而19902001年，这一比重已降低到71.1%，相应的清洁能源水电、核电、风能发电等新增机组容量的比重提高。2007年，全国进一步加大了电源结构调整力度，水电建设步伐加快，三峡电站已有21台机组投产，发电能力达
4、1480万kw。龙潭、小湾、构皮滩、瀑布沟、锦屏、拉西瓦、向家坝、溪洛渡等一大批大型水电站相继开工建设，其中一些项目的部分工程已投产发电，金沙江水电开发全面启动，溪洛渡电站已经实现截流。核电方面，随着田湾核电站两台核电机组投产，全国核电装机容量已达885万kw，红沿河核电项目已开始启动。风力发电取得突破性进展，中国国电集团公司、中国大唐集团公司风电装机容量相继超过百万千瓦，内蒙古自治区成为全国首个风电装机容量突破百万千瓦的省份。我国第一个海上风电站在渤海油田顺利投产，拉开了我国有效利用海上风能的序幕。一批生物质发电厂建成投产，光伏发电和煤层气发电的开发积极推进，将对解决我国因能源消费而引起的环
5、境污染问题带来积极的影响。全国220kv及以上输电线路长度达32.71万kw，220kv及以上变电设备容量达114445万kv.A。随着大批电源项目的相继建成投产，电力供应形式进一步缓和，全国供需总体基本平衡，发电设备利用小时数继续大幅回落。2007年，全国6000kw及以上电厂累计平均设备利用小时数为5011h。其中水电设备利用小时数为3532h，火电设备利用小时数为5316h，核电设备利用小时数为7737h。节能减排工作初见成效。2007年全年共关停小火电1438万kw。2007年全国供电煤耗为357g/(kw.h)，比2006年降低10g/(kw.h)；电网输电线路损失率为6.85%，比
6、2006年减少0.19%。1.1.2电力工业发展方针“十一五”期间，电力工业发展要坚持提高能源利用效率、重视生态环境保护、加强电网建设、优化发展火电、有序开发水电、积极推进核电建设、适度发展天然气发电、鼓励新能源发电、带动装备工业技术进步、加强国际合作、深化电力体制改革的基本方针。以大型高效环保机组为重点，优化发展火电。建设大型超超临界压力电站和大型空冷电站。推进洁能净煤发电，建设单机600MW级循环流化床电站，启动整体煤气化燃气蒸汽联合循环电站工程。鼓励发展坑口电站，建设大型煤电基地。适度发展天然气发电。加快淘汰落后的小火电机组。在保护生态基础上有序开发水电。统筹做好移民安置、环境治理、防洪
7、和航运。建设金沙江、澜沧江、黄河上游等水电基地和溪洛渡、向家坝等大型水电站。适当建设抽水蓄能电站。积极推进核电建设。重点建设百万千瓦级核电站，逐步实现先进压水堆核电站的设计、制造、建设和运营自主化。加强核燃料资源勘查、开采、加工工艺改造以及核电关键技术开发和核电人才培养。加强电网建设。建设西电东送、南北互济、全国联网。加强区域、省级电网建设，同步发展输配电网络，加强城乡电网建设和改造，完善城乡配电网络，扩大供电范围，确保供电安全。1.1.3电力工业节能我国是能源资源严重短缺的国家。石油、天然气人均剩余可采储量仅有世界水平的7.7%和7.1%，储量比较丰富的煤炭也只有世界平均水平的58.6%。近
8、年来能源消费急剧增长，供需矛盾日益突出，已成为我国经济社会可持续发展的最大制约，直接威胁国家经济安全。2005年煤炭产量达21.9亿吨，比2000年翻了一番，仍不能满足需要。石油净进口量由2000年的0.76亿吨，迅速增长到2005年的1.43亿吨。与能源短缺形成强烈反差的是能源浪费惊人。我国能源有效利用率只有33%，远低于国际先进水平，2003年单位国内生产总值能耗是世界平均水平的3.1倍。近年来单位国内生产总值能耗不降反升，按2000年价格计算，2002年2004年分别为1.30、1.36、1.43吨标准煤/万元，2005年与2004年持平，2006年上半年同比上升0.8%。“十五”期间，
9、能源消费弹性系数（能源消费增长速度与经济增长速度之比）年均为1.04，是改革开放以来的最高值。据测算，如果今后15年能源消费弹性系数年均控制在1.0，2020年我国一次能源消费将超过50亿吨标准，这是我国根本无法承受的。目前，我国工业能耗占全国一次能源消费的70左右，我国的能源结构以煤炭、石油、天然气等不可再生能源为主，不可再生能源在生产和消费总量中分别占92.1和92.7%，新能源和可再生能源的开发和使用比例偏低。节能技术的研发推广跟不上，具有自主知识产权的技术和产品少。现有技术水平普遍较低，与国际先进水平存在明显差距。2004年火电供电标准煤耗379g/(kw)，比国际先进水平高67g/(
10、kw.h)。节能势在必行。“十一五”规划纲要提出的5年节能目标是，单位GDP能耗要降低20%左右。目前，我国发电装机容量，火电约占总容量的77.73%。因此，火电行业是消耗一次能源的大户，发电厂节能降耗具有十分重要的意义。长期以来，人们为了提高电厂经济性，做了大量的研究和试验工作，并采取了一些有效措施，如完善燃烧技术，降低排烟温度，提高蒸汽初参数，降低蒸汽终参数，采用回热、再热，热电联产等，基本上都是从设备方面考虑的，但对发电厂热力系统节能方面重视不够，相应的对其定量计算分析也也研究得不够。实践证明，发电厂热力系统的节能潜力非常大，而且节能改造简单易行，投资较少。因此，发电厂热力系统节能是电厂
11、节能的重要内容，包括热力系统优化分析和技术改造，热力系统设备的完善以及定量分析运行参数和操作管理等方面的节能工作。热力系统节能可以同热平衡查定相结合，即可对热平衡查定的数据进行优化处理，发现存在问题，提出改造方案，确定节能的潜力。1.2电厂概况灵州电厂的厂址位于宁夏灵武市磁窑堡境内草墩东北侧；北距灵武矿区中心区约2.5KM。灵州电厂属资源综合利用型坑口电厂（燃料为：煤泥、煤矸石、劣质煤和原煤），灵州电厂规划建设规模为：2135MW+4600MW。周期建设规模为2135MW，装机方案为两台135MW超高压、中间再热、双缸双排汽、凝汽式汽轮机，两台150MW空冷发电机和两台440t/h循环流化床锅
12、炉。一期注册资本金25517万元，占工程动态投资的20%，该项目一期工程（黄羊墩厂址）动态投资为130577万元。电厂部分用水取自煤矿井下水，使废水得到利用；本项目采用循环流化床锅炉，可消耗掉煤矿产生的矸石及煤泥，不但产生了经济效益，而且还消除了对周边环境的污染，取得显著的社会效益和环境效益，是一个符合国家能源政策的综合利用项目。2 燃料供应2.1燃煤供应2.1.1煤源灵州电厂燃用煤业集团所属的灵武矿区的燃煤。灵武矿区属宁东煤田，是该煤田目前唯一正在开发的矿区，其储量丰富，勘探程度高，总储量达29.23亿吨。灵武矿区2005年设计开采能力1300万吨/年，包括灵新煤矿300万吨/年，羊肠湾煤矿
13、500万吨/年、瓷窑堡技改进300万吨/年、碎石进小煤矿100万吨/年、石沟驿煤矿100万吨/年。2010年规划设计开采能力2100万吨/年，包括灵新煤矿300万吨/年、羊肠湾煤矿800万吨/年、瓷窑堡技改进300万吨/年、碎石进小煤矿100万吨/年、石沟驿煤矿100万吨/年、枣泉煤矿500万吨/年.矿区最终设计生产能力达2620万吨/年。另外，煤业集团灵武矿区年产10万吨，可全部作为循环流化床锅炉（CFB）的燃料。2.1.2煤质本期2135MW循环流化床机组燃煤由灵新矿和瓷窑堡的末煤、矸石及泥煤混合而成，按照每年10万吨煤泥和14万吨矸石全部用完的原则，将灵新矿、瓷窑堡矿一矿、瓷窑堡二矿的末
14、煤和矸石按一定的比例混合，作为本期工程的设计煤种和两个校核煤种，煤质分析资料见表2-1。表2-1 煤质分析表名称符号单位设计煤种校核煤种1校核煤种2全水分Mt%21.221.522空气干燥基水分Mat%12.8112.37.77收到基灰分Aar%18.7321.0716.87收到基碳Car%47.8544.6348.49收到基氢Har%2.813.053.09收到基氧Oar%8.859.418.52收到基氮Nar%0.090.10.45全硫St，ar%0.370.240.58收到基高位发热量Qgr，arMJ/kg18.051718.81收到基低位发热量Qgr，arMJ/kg16.9815.88
15、17.67灰熔点变形温度DT1.190.260.22软化温度ST1.271.371.28半球温度HT1.331.411.34流动温度FT1.41.451.4灰成分二氧化硅%51.252.5848.54三氧化二铝%26.9326.0425.09三氧化二铁%4.862.735.21氧化钙%5.747.3410.48氧化镁%3.243.323氧化钠%0.410.370.43氧化钾%1.140.930.62二氧化钛%1.241.340.92三氧化硫%3.542.073.24二氧化锰%0.160.10.11冲刷磨损指数Ke2.171.752.942.1.3燃煤供应灵州电厂工程为坑口电站，燃用煤业集团所属灵武矿区的燃煤，燃煤的供应由煤业集团内部统筹安排。电厂本期耗煤量85万吨/年，由灵州矿和瓷窑堡矿供给。根据灵武矿区灵新矿和
