热力发电厂第一章

1、热力发电厂中国矿业大学电力工程学院 0.1 我国能源供应与电力工业p0.1.1 能源的定义与分类p0.1.2 我国的能源状况p0.1.3 我国的电力工业绪 论0.2 热力发电厂课程简介p0.2.1 发电厂的定义与分类p0.2.2 现代火电厂的组成p0.2.3 热力发电厂涉及的知识领域p0.2.4 热力发电厂教学计划0.1.1 能源的定义与分类p能源的定义n能源是可以提供能量的物质与自然过程p能源的作用n人类文明进步与能源利用直接相关n火的发现和利用在人类文明进步中发挥主导作用n水蒸汽及蒸汽机的热利用带动了第一次工业革命n汽轮机及电能的广泛应用引起了第二次工业革命p能源工作者的任务n肩负着社会和

2、谐发展的光荣使命，责任重大n清洁利用常规能源、并开发利用可再生能源能源形式及其转化能源形式及其转化风风 能能化学能化学能太阳能太阳能水水 能能热热能能机机械械能能电能电能化学能化学能光能光能太阳能太阳能电能电能化学能化学能热能热能机械能机械能机械能机械能 热能热能 核能核能热能热能机械能机械能电能电能热热 能能电电 能能机机 械械 能能 风风能能水水力力能能化化学学能能核核能能地地热热能能太太阳阳能能一次能源一次能源( (天然存在天然存在) )二次能源二次能源 光电转换光电转换燃料电池燃料电池光热光热聚变聚变裂变裂变燃烧燃烧水车水车水轮机水轮机风车风车热机热机电动机电动机发电机发电机90%转转

3、换换直接利用直接利用供暖供暖能源转换利用的关系能源转换利用的关系世界矿物能源的资源世界矿物能源的资源BPBP世界能源统计世界能源统计20062006 石油石油 Petroleum 40年年 天然气天然气 Natural Gas 65年年 煤煤炭炭 Coal 162年年p能源的种类n依来源：分第一类、第二类和第三类能源p第一类：含太阳能(化石燃料、风能、海洋热能)和射线p第二类：地球热能与原子核能p第三类：潮汐能n依存在：分一次(自然存在)和二次(人工生产)能源p一次：可再生(风能草木地震等)和非再生(煤、核能)p二次：电能、氢能、汽油、火药、甲醇、硝化甘油等n依载能质：分含能体能源和过程性能源

4、p含能体：草木化石燃料、地热、氢能和高水位水库p过程性：风能、太阳能、地震、电能n依运动形式：分化学能、热能、机械能和电能n依能量传递形式：分热量传递和热功转换0.1.1 能源的定义与分类p我国的能源资源n能源总量丰富，但人均占有严重不足n能源分布不均，造成能源供应的运输瓶颈n能源结构不良，优质液体和气体燃料短缺p能源供应的特点n以煤为主、北煤南运、西气东输、西（水）电东送p能源使用的问题n资源趋于枯竭、环境污染严重、交通运输紧张0.1.2 我国的能源状况p我国的能源消耗n能源消耗结构不良，能源消费以煤为主p西气东输有助于改善能源消费结构，但以煤为主格局难以改观n各产业能耗偏高加剧了能源供应相

5、对不足p产值能耗据高不下，产品单耗高、能源利用率偏低p降低能耗，构建节约型社会n改变经济增长模式，改变投资拉动的状况n提高科技贡献率，促进行业降低能耗提高产值n促进结构调整、提高企业的专业化和市场占有率n提高节能意识，引导正确的能源消费方式避免浪费0.1.2 我国的能源状况p我国的能源发展战略n开源：加强能源合作，大力发展高效清洁的发电方式n节流：全面促进工农业生产节能降耗，构建节约社会p能源矛盾的缓解n多渠道投资办电，发展超（超）临界超大容量机组n大力开发水电、核电和风能等清洁、可再生能源n利用信息技术改造传统产业，向管理要效益600MW亚临界和超临界机组煤耗相差1.5g/kw.h0.1.2

6、 我国的能源状况中国与世界平均人均能源资源比较中国与世界平均人均能源资源比较0246810CoalPetoroleumSum of energyresourcesWorld averageChina7 %50 %50 %中国能源资源缺乏中国能源资源缺乏p电能的优点n电能是一种优质二次能源，支撑现代生产生活各方面n优点：使用方便、高效清洁、便于输送和转换p电力生产的性质n电能不宜储存，生产和消费同时完成，且时刻平衡n电力系统将生产和使用联成整体，紧密联系并制约p电力生产的特点n电力生产技术资金密集，故障危害大，安全第一n电力生产中消费大量资源，节能降耗意义重大n电力生产还是主要污染源，清洁生产惠

7、泽子孙0.1.3 我国的电力工业概况p作为工农业生产动力基础的电力工业，其规模与作为工农业生产动力基础的电力工业，其规模与发展水平是衡量国民经济发展和综合国力的一个发展水平是衡量国民经济发展和综合国力的一个重要标志。重要标志。 0.1.3 我国的电力工业概况中国电力工业始于中国电力工业始于18821882年，至年，至20132013年已有年已有130130年年的历史的历史至至20062006年底发电设备装机容量达年底发电设备装机容量达11.311.3亿千瓦亿千瓦，年发电量突破年发电量突破4900049000亿度，分别比亿度，分别比19491949年增长了年增长了近近350350倍和倍和7007

8、00倍，电力增长速度全世界第一，倍，电力增长速度全世界第一，发电设备装机容量和年发电量均居世界第发电设备装机容量和年发电量均居世界第2 2位。位。0.1.3 我国的电力工业概况装机容量指的是一个发电厂或一个区域电网具有的汽(水)轮发电机组总容量，一般以“万千瓦”或“兆瓦（即千千瓦）”为单位，说的是它的发电能力，是功率单位。 我国发电设备装机容量发展情况 中国电力工业已经从大机组、大电厂、大电网、超中国电力工业已经从大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化发展时期进入跨大区联网和推进全国高压、自动化发展时期进入跨大区联网和推进全国联网的新阶段。联网的新阶段。年份年份装机装机火电比例火电比例水电比例

9、水电比例核电比例核电比例风电比例风电比例200520055.08 5.08 75.60 75.60 22.90 22.90 20077.1377.73 20.36 200820087.93 7.93 75.87 75.87 21.64 21.64 1.13 1.13 200920098.74 8.74 74.60 74.60 22.52 22.52 1.04 1.04 1.85 1.85 2011201110.510.572.572.521.8321.874.270.1.3 我国的电力工业概况时间19495765781980198590952011位次251397654

10、21（4.7万亿）万亿）2012年人均用电量3483千瓦时，刚超过世界平均水平。2007年，美国13616，日本84750.1.3 我国的电力工业p成就n发电设备制造从无到有，从小到大，形成基地n火电机组设计含跨区域的六大设计院和省级院n电力生产企业形成五大集团公司，装机容量居先n高电压传输电网覆盖全国形成跨区域网和省网p技术发展n发展高参数超大容量机组，如超（超）临界机组n大力发展坑口电站变输煤为输电，缓解交通压力n环保优先走可持续发展之路，洁净煤燃烧新技术n配合西气东输工程，大力发展燃气蒸汽联合循环n鼓励清洁的新能源发电，如水电、风电与核电等n提升火电厂的自动化信息化水平，挖掘管理效益热力

11、发电厂0.2 热力发电厂课程简介p0.2.1 发电厂的定义与分类p0.2.2 现代火电厂的组成p0.2.3 热力发电厂涉及的知识领域p0.2.4 热力发电厂教学计划0.2.1 发电厂的定义与分类p热力发电厂：利用热能发电的企业n火力发电厂：利用化石燃料发电的企业n原子能发电厂：利用受控核裂变热能发电的企业n地热发电厂：利用地下热水(蒸汽)热能发电的企业n太阳能发电厂：利用太阳热能发电的企业0.2.1 发电厂的定义与分类p火电厂的分类n依原动机：汽轮机、燃气轮机、燃气蒸汽联合循环n依燃料分：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂n依服务分：区域性发电厂、自备发电厂、列车电站n依供能量：供电的凝汽发电

12、厂、供电供热的热电厂热力发电厂热力发电特点：热力发电特点： 投资较少、建期较短、布局和规模投资较少、建期较短、布局和规模灵活、可以既发电又供热；灵活、可以既发电又供热； 消耗大量燃料、发电成本高、技术消耗大量燃料、发电成本高、技术管理较复杂、对环境有污染。管理较复杂、对环境有污染。 热力发电厂水力发电特点：水力发电特点： 不消耗燃料、发电成本低、不消耗燃料、发电成本低、 运行操作比较简单、运行操作比较简单、对环境无污染；对环境无污染； 工程浩大、投资多、建期长、布局和规模受自然工程浩大、投资多、建期长、布局和规模受自然条件限制、发电能力在枯水季节将大幅度减小条件限制、发电能力在枯水季节将大幅度

13、减小 。原子能发电特点：原子能发电特点： 核燃料热值比煤的热值高出核燃料热值比煤的热值高出250万倍，因而核燃料万倍，因而核燃料的消耗量少，运输量小，发电成本低，污染小；的消耗量少，运输量小，发电成本低，污染小； 初投资大，用于放射性污染的防护费用高。初投资大，用于放射性污染的防护费用高。热力发电厂各种各样的现代化电站各种各样的现代化电站 葛洲坝水电站葛洲坝水电站是在长江干流上是在长江干流上修建的第一座大修建的第一座大型水电工程。电型水电工程。电站共装机站共装机2121台台总容量总容量271.5271.5万万千瓦千瓦19881988年底年底葛洲坝工程全部葛洲坝工程全部完成。完成。 长江三峡水利

14、枢纽工程长江三峡水利枢纽工程该工程自年开始准备，年月日正式该工程自年开始准备，年月日正式开工，将于年建成，工期年。三峡工程建筑由大开工，将于年建成，工期年。三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。共装机坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。共装机2626台，单台，单机额定容量机额定容量7070万千瓦的水轮发电机组，总装机容量为万千瓦的水轮发电机组，总装机容量为18201820千瓦，千瓦，年发电量年发电量847847亿千瓦时。亿千瓦时。秦山核电站秦山核电站: :位于浙江省海盐县东南秦山。一期工程额定位于浙江省海盐县东南秦山。一期工程额定发电功率发电功率3030万千瓦万千瓦; ;

15、二期工程规模为两台二期工程规模为两台6060万千瓦万千瓦; ;三期总装机三期总装机容量为两台容量为两台728728兆瓦核电机组兆瓦核电机组; ;现在秦山核电站已成为总装机容现在秦山核电站已成为总装机容量为量为300300万千瓦的中国核电基地。万千瓦的中国核电基地。 首座商用重水堆核电站首座商用重水堆核电站秦山秦山三期核电站工程三期核电站工程 大亚湾核电站：大亚湾核电站：位于中国广东省，是中国大陆建成的位于中国广东省，是中国大陆建成的第二座核电站，也是大陆首座使用国外技术和资金建设的核第二座核电站，也是大陆首座使用国外技术和资金建设的核电站。此后，在大亚湾核电站之侧又建设了岭澳核电站，两电站。此

16、后，在大亚湾核电站之侧又建设了岭澳核电站，两者共同组成一个大型核电基地。者共同组成一个大型核电基地。江苏田湾核电站江苏田湾核电站: :厂区按厂区按4 4台百万千瓦级压水堆核电机台百万千瓦级压水堆核电机组规划，并留有扩建三、四期的余地。总装机容量可达组规划，并留有扩建三、四期的余地。总装机容量可达80080010001000万千瓦，年发电万千瓦，年发电600600700700亿千瓦时，产值亿千瓦时，产值250250亿元以亿元以上。一期工程建设上。一期工程建设2 2台单机容量为台单机容量为106106万千瓦核电机组。万千瓦核电机组。东北首座核电东北首座核电- - 红沿河核电站红沿河核电站 辽宁红沿

17、河核电站，是国家“十一五”期间首个批准建设的核电项目，是我国首次一次同意4台百万千瓦级核电机组标准化、规模化建设的核电项目，是东北地区第一个核电站。0.2.2 现代火电厂的组成p发电机n将轴的旋转机械能转换为电能的设备p汽轮机n将汽轮机进汽热能转换为轴旋转机械能的设备p燃煤锅炉n将燃料的化学能转换为蒸汽热能的设备p蒸汽动力循环n水工质在锅炉中吸收燃料燃烧烟气的热量转化为蒸汽n蒸汽在汽轮机中膨胀作功，低压排汽在凝汽器中凝结n凝结水经汽轮机热力系统中水泵和加热器至锅炉循环火力发电装置基本特点火力发电装置基本特点锅锅炉炉汽轮机汽轮机 发电机发电机 给水泵给水泵 凝凝汽汽器器过热器过热器 1、热源，冷

18、源热源，冷源2、工质（水，蒸工质（水，蒸 汽）汽）3、膨胀做功膨胀做功4、循环循环 ( (加压、加热、加压、加热、膨胀做功、放热膨胀做功、放热) )热力发电厂现代化的火电厂现代化的火电厂华能上海石洞口第二发电厂华能上海石洞口第二发电厂（2x600 2x600 MW）热力发电厂现代化的火电厂现代化的火电厂大唐国际发电股份有限大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂公司陡河发电厂 大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂位于河北省唐大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂位于河北省唐山市开平区。电厂始建于山市开平区。电厂始建于19731973年，拥有两台年，拥有两台12.512.5万千瓦、万千瓦、两台两台2525万

19、千瓦及四台万千瓦及四台2020万千瓦机组，到万千瓦机组，到19871987年年1010月，八台月，八台机组全部建成投产，总装机容量机组全部建成投产，总装机容量155155万千瓦，年发电量近百万千瓦，年发电量近百亿千瓦时。亿千瓦时。热力发电厂现代化的火电厂现代化的火电厂 哈三电厂哈三电厂总装机容量总装机容量 1600MW热力发电厂现代化的火电厂现代化的火电厂山东邹县电厂山东邹县电厂 华电国际邹县发电厂是一座现代化特大型坑口火力发电厂,拥有 4 台 33.5 万千瓦、 2 台 60 万千瓦和 2 台 100 万千瓦机组， 总装机容量 454 万千瓦， 是全国最大、国内综合节能和环保水平最高的燃煤电

20、厂之一，隶属于中国华电集团公司，是华电国际电力股份有限公司的全资企业。国电泰州发电厂总规划容量为4台1000兆瓦超超临界机组，分两期建设。其中一期工程2台1000兆瓦超超临界机组，2008年投产。 浙江宁波北仑电厂浙江宁波北仑电厂原建设规模为原建设规模为5 5台台6060万千瓦火力发电万千瓦火力发电机组，总装机容量为机组，总装机容量为300300万千瓦，年发电量达万千瓦，年发电量达165165亿千瓦时亿千瓦时。 三期工程新增两台三期工程新增两台100100万千瓦超超临界燃煤发电机组，万千瓦超超临界燃煤发电机组，工程计划于工程计划于20092009年完成，届时，北仑电厂将拥有年完成，届时，北仑电

21、厂将拥有7 7台燃煤机台燃煤机组，总装机容量达到组，总装机容量达到500500万千瓦万千瓦，年设计发电能力达到，年设计发电能力达到275275亿千瓦时，成为全国最大的现代化火电厂。亿千瓦时，成为全国最大的现代化火电厂。热力发电厂能源研究所能源研究所IPACIPAC模型研究组对中国电力部门模型研究组对中国电力部门未来发展的预测结果表明，到未来发展的预测结果表明，到20202020年中国的年中国的电力装机容量将达到电力装机容量将达到9.619.61亿千瓦，发电量达亿千瓦，发电量达到到4.444.44万亿千瓦时，届时中国人均用电水平万亿千瓦时，届时中国人均用电水平为为30203020千瓦时。千瓦时。

22、到到20302030年中国的电力装机容量将继续增加到年中国的电力装机容量将继续增加到12.412.4亿千瓦，发电量增加到亿千瓦，发电量增加到5.955.95万亿千瓦时万亿千瓦时。未来发展趋势热力发电厂中国将尽量降低煤电的比例，力争到中国将尽量降低煤电的比例，力争到20302030年年把煤电的比例控制在把煤电的比例控制在50%50%左右左右，增加的机组也，增加的机组也将主要以大容量的超临界（效率将主要以大容量的超临界（效率43%-45%43%-45%）、）、超超临界（效率超超临界（效率47%-50%47%-50%）、和整体煤气化联）、和整体煤气化联合循环机组（效率合循环机组（效率45%-47%4

23、5%-47%）为主，希望到）为主，希望到20302030年中国发电平均效率达到年中国发电平均效率达到41%41%。未来发展趋势热力发电厂到到20102010年全国年全国水电水电装机容量可达到装机容量可达到1.81.8亿千瓦。亿千瓦。20102010年年-2020-2020年期间，新增大中型水电装机容年期间，新增大中型水电装机容量量1.11.1亿千瓦左右，小型和微型水电仍可维持亿千瓦左右，小型和微型水电仍可维持每年每年200200万万千瓦的开发速度，到千瓦的开发速度，到20202020年全国水年全国水电装机容量可达电装机容量可达3.23.2亿千瓦，届时的开发率将亿千瓦，届时的开发率将达到达到58

24、%58%以上。到以上。到20302030年，水电资源容量开发年，水电资源容量开发率接近极限水平（率接近极限水平（70%70%），总装机容量为），总装机容量为3.83.8亿千瓦。亿千瓦。未来发展趋势热力发电厂预计，未来中国的预计，未来中国的核电核电将进入加速发展期，将进入加速发展期，到到20202020年，核电装机容量达到年，核电装机容量达到40GW40GW， 20302030年，核电的装机容量容量将达到年，核电的装机容量容量将达到75GW75GW。风力风力发电装机在发电装机在20102010年达到年达到10001000万千瓦，万千瓦，20202020年达到年达到20002000万千瓦，万千瓦，

25、20302030年达到年达到50005000万万千瓦。其它可再生能源发电也比一般的预期千瓦。其它可再生能源发电也比一般的预期的发展更快。的发展更快。 未来发展趋势0.2.3 热力发电厂涉及的知识领域p水和水蒸汽的热物理性质（汽态、液态、湿蒸汽）p水蒸汽动力循环原理（朗肯回热再热及供热循环）p汽轮机热力系统分析n加热器与热力系统的热平衡分析n原则性热力系统设计、拟定和分析n全面性热力系统设计、拟定和分析p汽轮机辅机设备特性（加热器、除氧器、凝汽器）n设备结构、工作原理、运行特性p火电机组的经济指标体系n凝汽机组、供热机组0.2.4 本课程的任务、作用与要求p要求n目的明确p养成良好的学习习惯（用

26、脑、用眼、用耳、用嘴、用手）p掌握有效的学习方法（提高趣味性、激发创造欲）p培养卓越的学习能力（阅读迅速、知识广泛、理解准确）n态度端正p自主学习，不断获得学习的原动力p无功利目的的学习，不为考试而学习n遵守学习纪律，不迟到、不早退，认真听讲作笔记n按时独立完成作业，诚实守信n刻苦钻研、认真思考，大胆创新0.2.4 本课程的任务、作用与要求p任务n使学生全面掌握电厂热力系统及基本运行知识；n掌握电厂主要热力辅助设备的构造、工作原理和运行知识；n掌握发电厂管道与其附件等基本知识；n了解电厂辅助生产系统及设备；n了解发电厂主要热经济指标及计算方法；n了解提高热经济性的基本途径；n p作用 使学生具

27、有热力发电厂系统与设备正确运行与控制的能力，初步具备对机组运行情况提出经济性改进措施的能力，为发电机组的安全、稳定、经济运行打下基础。绪论小结p我国能源供应状况与电力工业n电能以其优越的特点成为当代文明的重要支柱n我国电力工业煤电独大的格局短期内无法改变n提高效率减少污染是火电机组技术发展的出路p热力发电厂课程主要教学内容n研究蒸汽动力循环的原理及其完善化解决方案n掌握燃煤汽轮机电厂经济性的指标体系和方法n掌握热力系统中主要设备的原理、特性和运行p本课程的任务、作用与要求n目标明确、态度端正、改善方法、提高能力、遵守纪律第一章 热力发电厂的评价p前提n安全、可靠和环保p目标n经济效益好、可持续

28、发展p主要内容n1.1 火电厂的安全可靠性n1.2 火电厂的环境保护n1.3 火电厂的经济性评价n1.4 凝汽式发电厂的能量转换及热经济指标1.1 火电厂的安全可靠性p火电厂的安全可靠性p提高电力生产安全可靠性的意义n电力无法储存，产供销多个环节相互影响，事故多发n电力是国民经济的命脉和人民生活的基础，影响重大n电力生产资金密集，设备庞大且条件恶劣，损失巨大p1.1.1 火电厂的安全性管理p1.1.2 火电厂热力设备的可靠性p1.1.3 火电厂热力设备的寿命1.1.1 火电厂的安全性管理p火电厂安全管理的目标n保证电力生产过程中人员和设备的安全，防止事故p火电厂安全管理的特点n电网规模大，电厂

29、、电网、用户密切关联（系统性）n设备大型化、高参数化，对运行要求高（技术性）p火电厂安全管理的措施n电力生产全过程安全管理（运行、检修、管理）n运行管理中严格管理，强化巡检和安检n检修管理中加强质量监督n组织全厂安全生产管理网络（宣传、学习、核查）n制定反事故措施预案管理，加强员工技能培训n提高事故分析质量，真正吸取教训，总结经验1.1.2 火电厂热力设备的可靠性p定义n在预订时间和规定的技术条件下，保持系统、设备、部件、元件发出额定电力的能力，以量化指标来体现p可靠性指标n火电机组的状态图（图11）横坐标为时间纵为出力pPH是统计期间的时间（按季或年）pAH可用小时数是运行小时数SH和备用小

30、时数RH之和pPOH为计划停运小时数pUOH为非计划停运小时数（其中包含强迫停用小时FOH） UOH1需要立即停运 UOH2需要6h内立即停运 UOH3可在6h以上，但周末前停运1.1.2 火电厂热力设备的可靠性p可靠性指标n可用系数AF，见式（11）n非计划停运系数UOF ，见式（12）n等效可用系数EUF ，见式（13）n强迫停用率FOR ，见式（14）n非计划停用次数，按定义计算p可靠性水平n可靠性是设备、运行、检修和管理诸水平的综合表现n一般大热量机组、技术成熟机组的可靠性水平高n与先进水平相比，我国同容量机组的可靠性低512n提高可用率5，相当于虚拟建设3000MW以上机组1.1.3

31、 火电厂热力设备的寿命p设备的三种寿命n物质寿命：指物质磨损消耗决定的寿命又称自然寿命n经济寿命：指由于设备老化检修费用剧增决定的寿命n技术寿命：因技术进步使原设备未达自然寿命而淘汰p火电机组热力设备的自然寿命n热力设备长期承受高温作用，会产生蠕变损耗n热力设备承受交变应力作用，产生低周疲劳应力p需要关注的热力设备n锅炉汽包、过热器、再热器、主蒸汽管道与阀门n高压汽轮机转子和汽缸、中压汽轮机转子和汽缸1.1.3 火电厂热力设备的寿命p寿命管理n基础：设备运行状态、金属材料性能长期连续监测n计算：在应力计算的基础上计算该设备的寿命损耗n作用：全面掌握设备寿命消耗状况及时维修和更换p寿命分配n根据

32、不同运行条件下的寿命损耗及寿命周期内该工况出现次数，确定合理的温度变化速率和负荷变化速率n寿命分配表见表12p设备延寿n高温构件与管道的设备延寿具有重要的意义1.2 火电厂的环境保护p1.2.1 火电厂环保的重要性和要求p1.2.2 火电厂的废气排放p1.2.3 节约水资源及废水资源化p1.2.4 灰渣的治理与综合利用p1.2.5 噪声防止1.2.1 火电厂环评的重要性和要求p火电厂对环境的影响(以2400MW燃煤电厂为例)n占用大量土地资源（厂区70万m2、灰场200万m2 ）n消耗大量煤炭资源（年耗煤750万t，助燃油3万m3）n消耗大量的水资源（循环供水时耗用补水6000m3）n排放废气

33、（SOx 14万t、NOx 7万t、飘尘 0.7万t）n排放废水（补水中大部分成为废水排放）n排放废渣（年产灰渣150万t）n排放废热（循环水带至环境中的热量为热耗的55）p环保方针n全面规划、合理布局、综合利用、化害为利n依靠群众、大家动手、保护环境、造福人民1.2.1 火电厂环评的重要性和要求p一般要求n装机容量在50MW以上的机组要作环境影响评价n防止污染的设计和主体工程同时设计、同时施工n环保设计要贯彻统一规划、分期建设、分期受益原则n环保设计在保证环保要求的前提下确保安全经济发电p分阶段要求n初步可行性研究阶段：n可行性研究阶段：n初步设计阶段：n施工图设计和施工及竣工验收阶段1.2

34、.2 火电厂的废气排放p环境空气质量标准n根据空气质量功能区分为三类，执行分类标准p火电厂大气污染物排放标准n火电厂大气污染物排放标准规定SO2、烟尘浓度和黑度p大气污染防治n高烟囱排放n高效除尘器nSO2控制技术p流化床技术p干法和湿法烟气脱硫技术1.2.3 节约水资源及废水资源化p节约水资源n火电厂水资源消耗于冷却水、冲灰水和补水n节水的关键是新型工艺技术和设备（减少冲灰水5措施）p废污水处理n废污水宜纳入城市污水处理系统，无条件则因地制宜p控制热排水污染n凝汽器循环水温升可达810，影响水质或水生物n对于40以上的热排水应采取措施1.2.4 灰渣的治理与综合利用p根据水污染防治法，灰渣严

35、禁排入江、河、湖、海p灰渣的多种综合利用n原则：贮用结合、因地制宜、多种途径、讲究实际n政策：谁投资，谁受益；减免税收、优惠贷款和奖励n技术：灰渣利用技术达200余项p建筑工程p建筑材料p道路施工p回填p农业p资源回收1.2.5 噪声防止p噪声标准n见表17p火电厂噪声举例n见表18p火电厂的噪声n噪声源控制p在送引风机、磨煤机、汽轮机、发电机等噪声源采取隔音措施n噪声传播途径控制p在噪声传播途径上包覆隔振阻尼材料或设置隔声结构n个人防护措施p佩戴护耳器（如耳塞等）或设置隔音房间发电厂中能量的转换过程（存在各种损失）发电厂中能量的转换过程（存在各种损失） 化学能化学能 热能热能 机械能机械能

36、电能电能 （煤）（煤） （锅炉）（锅炉） （汽轮机）（汽轮机） （发电机）（发电机）发电厂热经济性的评价发电厂热经济性的评价通过能量转换过程中能量的通过能量转换过程中能量的利用程度利用程度或或损失大小损失大小来衡来衡量量目的：目的：研究损失产生的部位、大小、原因及其相互关研究损失产生的部位、大小、原因及其相互关系，找出减少这些热损失的方法和相应措施系，找出减少这些热损失的方法和相应措施 第二节第二节 热力发电厂热经济性的评价方法热力发电厂热经济性的评价方法一、评价发电厂热经济性的两种方法：一、评价发电厂热经济性的两种方法：1 1 热量法、热效率法热量法、热效率法 基于热力学第一定律基于热力学第

37、一定律 以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于定量分析厂的热经济性，常用于定量分析2 2 熵方法、熵方法、火用方法、做功能力法火用方法、做功能力法 基于热力学第一、二定律基于热力学第一、二定律 以燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价以燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于定性分析电厂的热经济性，常用于定性分析二、热量法二、热量法热量法以热量法以热效率热效率或或热损失率热损失率的大小衡量电厂的热经济性的大小衡量电厂的热经济性热效率反映热力设备将能量热效率反映热力设备将能量转换或输出转换或输出有效能量有效能量的的

38、程度程度，不同阶段热效率不同。不同阶段热效率不同。能量平衡关系：能量平衡关系：供给热量供给热量=有效利用热量有效利用热量+损失热量损失热量1001100供给热量损失热量供给热量有效利用热量热效率简单凝汽式发电厂循环系统图简单凝汽式发电厂循环系统图GBTCbicp=bpimggmpQbQ0锅炉能量平衡关系：锅炉能量平衡关系：输入燃料热量输入燃料热量Qcp = 锅炉热负荷锅炉热负荷Qb +锅炉热损失锅炉热损失Qb锅炉热损失锅炉热损失Qb ：排烟损失、散热损失、未完全燃烧损失、排烟损失、散热损失、未完全燃烧损失、 排污损失等排污损失等（1）锅炉）锅炉bcpQbQbh hz z D D 1cpQbQc

39、pQbQBqbQbD D 1neth h0.90.94管道能量平衡关系：管道能量平衡关系：锅炉热负荷锅炉热负荷Qb = 汽轮机热耗量汽轮机热耗量Q0 +管道热损失管道热损失Qp（2）管道）管道bQpQbQQpD10h)1 (pbcpQpQphhzDGBTC0.980.99QbQ0p汽轮机能量平衡关系：汽轮机能量平衡关系：汽轮机热耗汽轮机热耗Q0=汽轮机内功率汽轮机内功率Wi+汽轮机冷源损失汽轮机冷源损失Qc冷源热损失冷源热损失Qc ：凝汽器中汽轮机排汽的汽化潜热损失凝汽器中汽轮机排汽的汽化潜热损失 膨胀过程中的节流、抽汽、散热损失等膨胀过程中的节流、抽汽、散热损失等（3 3） 汽轮机汽轮机01

40、0QcQQiWiDh)1 (ipbcpQcQchhhzD0.450.450.470.47GTiQ0WiQc010QcQQiWiDh)1 (ipbcpQcQchhhzD010QcQQiWiDh汽轮机机械能量平衡关系：汽轮机机械能量平衡关系：汽轮机内功率汽轮机内功率Wi=发电机轴端功率发电机轴端功率Ws +机械损失机械损失Qm（4）机械效率）机械效率0.965 0.965 0.99 0.99(1)mQmmbp iQcpzh hhhD1WQmmWWiishD发电机能量平衡关系：发电机能量平衡关系：发电机输入功率发电机输入功率Ws=发电机输出功率发电机输出功率Pe+能量损失能量损失Qg（5）发电机）发

41、电机0.95 0.95 0.98 0.98(1)gQggbp imQcpzh hh hhD1QPgegWWsshD全厂能量平衡关系：全厂能量平衡关系：发电机输出功率发电机输出功率Pe=全厂热耗量全厂热耗量Qcp-全厂能量损失全厂能量损失Qj（6）全厂总效率）全厂总效率DcpjQcpQeP3600 DcpjcpQcpjQgmipbcpQePcpzhhhhhh113600DcpjcpQcpjQgmipbcpQePcpzhhhhhh1136000.380.380.420.42全厂总能量损失全厂总能量损失Qj j= = Qb b + + Qp p + + Qc c + + Qm m + + Qg g

42、火力发电厂的各项损失（火力发电厂的各项损失（%）项目项目高参数高参数超高参数超高参数超临界参数超临界参数Qb1098Qp10.50.5Qc57.552.550.5QmQg总能量损失总能量损失69.56360全厂总效率全厂总效率30.53740热流图热流图DDcpjcpcpjeQQQBqP13600三、火用方法三、火用方法1 1火用效率与火用损火用效率与火用损能量平衡关系能量平衡关系：供给的可用能供给的可用能= =有效利用的可用能有效利用的可用能+ +火用损火用损火用效率火用效率exex100exh有效利用的可用能供给的可用能火用火用 损：损：() ()inq

43、iouteneeeweTsD D热力设备eqeinwieouteD火用火用 平衡方程的图解平衡方程的图解 电厂典型热力设备的火用电厂典型热力设备的火用 损及火用损及火用 效率效率 设设 备备 特特 点点 比比火用火用 损损E （kJ/kg ） 火用火用效率效率ex（%）汽轮机汽轮机 eq=0 outinteweE D D1 outinitexeew h h 锅炉、换热器锅炉、换热器 wi=0 outqinbeeeE D D qinoutbexeee h h 管道管道 eq=0, wi=0 outinpeeE D D inoutpexee h h 火用流图火用流图 第三节第三节 凝汽式发电厂的热

44、经济性指标凝汽式发电厂的热经济性指标 常用的热经济性指标：能耗、能耗率、热效率。常用的热经济性指标：能耗、能耗率、热效率。 一、汽轮发电机组热经济性指标一、汽轮发电机组热经济性指标 ( (一一) ) 绝对内效率绝对内效率ii 1. i 1. i 表达式表达式正热平衡法 反热平衡法 th （1）wi=输入能量-输出能量 （2）凝汽流与各回热抽汽所做内功之和 （3）wi为1kg凝汽流所做内功与各段抽汽作功不足之差 （4）wi等效于 kg的凝汽流的实际焓降 （5）wi=q0-DqczjjYa1)1(2 汽轮机的实际比内功汽轮机的实际比内功wi的五种计算方法的五种计算方法hfw DfwDfwD1(a1

45、)Dj(aj)Dz(az)Dc(ac)hcDz(az)hzDj(aj)hjD1(a1)h1D0(1),h0Db, hbDrh(arh)DlDblhblqrhqrh(b)汽轮机和发电厂的汽水参数 （二）汽耗（二）汽耗D D0 0和汽耗率和汽耗率d d0 0zjcDDD10汽耗率d0 由式（l24）的分母得出： （三）热耗（三）热耗Q Q0 0和热耗率和热耗率q q0 0 Q0=D0（h0hfw）Drhqrh q=Q0/Pe=d0(h0hfwrhqrh) 二、锅炉效率二、锅炉效率b b与主蒸汽管道效率与主蒸汽管道效率p p锅炉效率： b=Qb/Qcp=Qb/Bq1 锅炉热负荷Qb： 主蒸汽管道效率

46、 p=Q0/Qb 现代火电厂的p可达 99%左右。 三、全厂热经济性指标三、全厂热经济性指标 1 1全厂发电热经济性指标全厂发电热经济性指标 标准煤低位发热量q1=29270kJ/kg全厂标准煤耗率:全厂热效率cp 全厂供电标准煤耗率 2 2全厂供电热经济性指标全厂供电热经济性指标 全厂净效率 全厂供电热耗率 四、热经济指标间的变化关系四、热经济指标间的变化关系 p分热效率和总热效率p分热效率和能耗率p分热效率变化不大时iihhiebcphhhhsibqh五、机组的能量平衡式五、机组的能量平衡式03600imgimgeD wWPh hh h003600cpbpimgbpimgimgimgeQQ

47、QD wPh h hh hh hh hhh hh h1003600cpcpcpeimgeBqQQD wPhhhh h13600cpcpcpcpeimgb qqqdwhhhh h能耗：能耗率：kJ/hiw1.比内功110120200()()()()zijjcczzrhccrhwhahhhhhhhqa hhqDD0iiwqh三个重要参数 ， 和cczjjrhrhihDhDqDhDW100cczjjrhrhihhqhw10输入、输出汽轮机能量之差凝汽流、各级回热抽汽所做内功之和11zjc物质平衡式：001()zjjccrhqha hhqD00000rhrhfwfwfwrhrhQD hD qD hDh

48、hD qrhrhfwfwrhrhqhhhqhq0002. 机组比热耗 （循环吸热量）0q1001()zjjcciizjjccrhhahwqha hhqhDDD汽轮机机组无工质损失时3. 汽轮机的绝对内效率ih 六、热效率、能耗、能耗率六、热效率、能耗、能耗率汽轮发电机组、锅炉设备、全厂性p1.热效率p2.能耗(单位时间能耗) p3.能耗率(单位发电量的能耗) GQgbQpQmmg3600PeQcWi icppQbQoQbQcp凝汽式电厂各个热力设备的热损失和热效率凝汽式电厂各个热力设备的热损失和热效率锅炉效率 汽轮机的相对内效率、绝对内效率和绝对电效率 管道效率、机械效率、发电机效率 发电热效

49、率、供电热效率1. 热效率热效率bpQQ0h136003600eecpbpimgbpecpPPBqQhh h hh hh h hapcpydwapencpBQPPzhh1360000iaiitriaWWWQQWhhhiriaWWh1bbbcpQQQBqhgmieeQPhhhh03600axmiPPhegaxPPh2. 能耗能耗( (单位时间能耗单位时间能耗,/h),/h) l电厂煤耗Bl电厂热耗Qcpl汽轮机热耗Q0 l汽轮机汽耗D0 l相互关系 13600ecpPBqhcpecpPQh3600eePQh36000gmiewPDhh36000113600ebpimgcpPBqBqh h hh

50、hhegmiQQhhhh00gmiwDhh03. 能耗率能耗率(单位发电量的能耗，单位发电量的能耗，/KWh) p发电煤耗率p标准发电煤耗率p电厂热耗率 p汽轮机热耗率p汽轮机汽耗率p相互关系 13600ecpBbPqh11cpeBqqbqPePQq0ePDd013600cpcpcpeimgbqqqdwhhhh h360029270ssecpBbPh例题一例题一 某凝汽式机组的参数为某凝汽式机组的参数为Po=13.5MPa、to=550，Pc=0.005MPa，Pe=125000kw，与之相配的锅炉参，与之相配的锅炉参数为数为Pb=14.1MPa、tb=555 ，若按朗肯循环运行，若按朗肯循环

51、运行，ri=0.80，b=0.91，m=0.98，g=0.985，厂用电率，厂用电率 ap=0.07，求：，求： （ 1）汽轮发电机组的汽耗量、汽耗率、热耗量、）汽轮发电机组的汽耗量、汽耗率、热耗量、热耗率；热耗率； （2）发电厂的热耗量、热耗率、热效率、标准煤）发电厂的热耗量、热耗率、热效率、标准煤耗率和供电煤耗率。耗率和供电煤耗率。朗肯循环过程朗肯循环过程hs0213理想循环理想循环解：解： 由由P Pb b、t tb b查查h-sh-s图，得：图，得：h hb b=3474kJ/kg=3474kJ/kg， 由由P Po o、t to o查查h-sh-s图，得：图，得：h ho o=3467kJ/kg=3467kJ/kg， 由由h ho o沿定熵线至沿定熵线至P Pc c，查得，查得h hcaca=2009kJ/kg=2009kJ/kg 由由P Pc c查饱和水表，得：查饱和水表，得：h hc