中国石油大学(北京 )热能及动力工程专业 答辩

1、答辩人：金永斐 指导教师：赵洪滨教授Performance Analysis of 660MW Supercritical Direct Air Cooled Power Plant 660MW660MW超临界直接空冷燃煤电厂超临界直接空冷燃煤电厂性能分析性能分析中国石油大学（北京） 机械与储运工程学院 CONTENTS142536研究背景研究方法研究意义分析与讨论研究内容结论与建议*大学 *学院 * University1研究背景 改革开放以来，我国电力行业得到了快速发展，发电量和装机容量逐年增多。我国发电形式多样，其中火电是我国主要的发电模式，火力发电量占总发电量的比例超过80%，装机容量

2、占总装机总容量的73%左右，由此可见火电消耗能源较多，是使用能源的大户。我国能源的特点是“富煤、贫油、少气”。煤炭是主要的一次能源，丰富的煤炭资源为火力发电提供了能源基础。但火力发电也存在着较多的弊端，如环境污染、浪费水资源、投资成本高等。这些问题的根源在于火力发电效率低下，设备能耗严重，相关技术还不够成熟。因此，对于火电站的性能分析和研究是很有必要的。 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m节能降耗 火力发电消耗的煤炭量巨大，研究火电站的性能，提高火电机

3、组的发电效率，将在一定程度上减缓煤炭资源的消耗。环境友好 减少二氧化碳等温室气体的排放，减少了对大气环境的污染。经济运行火电站的投资成本往往比较高，而燃煤电厂性能的提高可以节约投资成本，减少不必要的经济损失。2研究意义 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m(1) 汽轮机:端差分析、系统各蒸汽流量、各级抽汽量的计算、汽轮机各缸的效率等；(2) 锅炉:煤消耗量、过量空气系数、烟气中水蒸气的显热、排污率和补水率、锅炉各项热损失、锅炉热效率等；(3) 电站热力系

4、统:负荷率、电厂煤耗、电厂热耗、机组汽耗、循环热效率等3研究内容 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m热力性能计算 根据从现场采集的数据，然后在热力模型的指导下，进行不同工况下的热力性能计算和分析。结果分析 找出火电机组系统中能量损失最多的地方和能量利用率低的薄弱环节，研究机组的节能方法。模块化分解 将整个热力系统分别进行模块化的分解，分别建立起锅炉、汽轮机、电站系统性能指标计算模型可靠性分析对性能计算进行必要的可靠性分析，包括初始数据、计算方法、计算结

5、果的可靠性分析。ARBC4研究方法 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u mARBC5研究对象 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m电厂热力系统流程图端差分析图1 各加热器端差对比图 6分析与讨论 1#、2#、3#加热器端差均有不同程度的增大，最大端差控制在5以内。端差的存在和变化，虽然没有发生直接的热损失，但是增加了

6、热交换的不可逆性，产生了额外的冷源损失，降低了装置的经济性。 从上面的分析中可以得出结论，降低加热器端差，提高加热器的传热效率对整个电厂热力性能的提高具有现实意义。汽轮机分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m效率分析图2 各缸效率随负荷变化6分析与讨论 高压缸和低压缸的效率均随着负荷的增加而逐渐增大，而中压缸几乎不变。 所以高负荷运行对提高汽轮机效率，尤其是高压缸和低压缸效率有重要意义。汽轮机分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油

7、 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m各项热损失分析图3 锅炉热损失随负荷变化6分析与讨论 随着负荷的增加排烟损失逐渐减少，而散热损失和机械热损失则有轻微递增的趋势，不过总体来说变化不大，灰渣损失和化学损失的数值太小变化基本不大。锅炉分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m效率分析图4 锅炉正反平衡效率变化对比6分析与讨论 随着负荷的增加锅炉正、反平衡效率均在波动中

8、呈递增规律变化 锅炉在高负荷条件下运行时效率更高。锅炉分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m汽耗分析图5 机组汽耗随负荷的变化6分析与讨论 随着负荷的增加机组汽耗逐渐降低，这是因为机组负荷增大时补水率降低，从而使汽耗也降低。 可见，汽耗在高负荷运行时较小，经济性更高。机组分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u

9、m发电煤耗分析图6 发电煤耗随负荷的变化6分析与讨论 发电煤耗随着负荷的增加而减小，这使得机组及电厂的经济性有了提高。机组分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m发电热耗分析图7 发电热耗随负荷的变化6分析与讨论 随着机组负荷的增加，发电热耗逐渐减降低。 可见机组高负荷运行时热耗低，其对节能及整个电厂经济性的提高有重要意义。机组分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r

10、s i t y o f P e t r o l e u m机组热效率分析图8 机组热效率随负荷的变化6分析与讨论 随着负荷的增加机组热效率逐渐增大，热效率在36%41%之间。 因此高负荷运行条件下，机组的效率更高，对电厂的经济运行有利。机组分析 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m结论(1) 汽轮机高压缸和低压缸的效率随着负荷的增大而增大，中压缸效率基本不变。(2) 锅炉排烟损失随者负荷的增大而减小，锅炉效率随着负荷的增大而增大；(3) 机组汽耗、发电热耗、发电煤耗随着负荷的增大而逐渐减小，机组热效率随着负荷的增大而逐渐增加；7结论与建议 中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m1423u 在高负荷运行条件下，汽轮机可以有效地提高各缸效率；u 降低总热损失、提高锅炉效率可以通过减小排烟热损失和机械热损失来实现；u 高负荷运行有利于电厂经济运行；u 在高负荷运行条件