热力发电厂绪论

1、 绪绪 论论一、我国的能源资源和能源结一、我国的能源资源和能源结构构 能源资源丰富，但人均拥有量相对不足能源资源丰富，但人均拥有量相对不足 以煤炭为主要能源以煤炭为主要能源 占一次能源消费量占一次能源消费量62 预计到预计到2050年仍占能源消费量年仍占能源消费量50% 电力能源一直以煤为主电力能源一直以煤为主煤炭在总能源中比例0102030405060708090100196519701975198019851990 1995 2000 年份煤炭比例/%2002年我国能源状况 一次能源消费量为一次能源消费量为14.8亿吨标准煤，产量为亿吨标准煤，产量为13.87亿吨标准煤，为世界第二大能源消

2、费国亿吨标准煤，为世界第二大能源消费国 煤炭占煤炭占66.1%66.1%，石油，石油23.4%23.4%，天然气，天然气2.7%2.7%，水，水电电7.1%7.1%，核电，核电0.7%0.7% 发电装机容量发电装机容量3.57亿千瓦，居世界第亿千瓦，居世界第2位位 据能源统计年鉴，我国石油进口达据能源统计年鉴，我国石油进口达6600万吨万吨 近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势2010年我国能源状况 全年全国全社会用电量全年全国全社会用电量41923亿千瓦时，亿千瓦时，“十一五十一五”期间年期间年均增长均增长11.09%。全国工业用电量。全国工业用电量308

3、87亿千瓦时亿千瓦时 2010年基建新增装机连续年基建新增装机连续5年超过年超过9000万千瓦，年底发电万千瓦，年底发电装机容量达到装机容量达到9.6亿千瓦，供应能力总体充足；电源结构继亿千瓦，供应能力总体充足；电源结构继续优化，水电装机容量突破续优化，水电装机容量突破2亿千瓦，非化石能源发电装机亿千瓦，非化石能源发电装机容量所占比重持续提高；容量所占比重持续提高； 鉴于煤炭在我国能源结构中的基础地位，鉴于煤炭在我国能源结构中的基础地位，“十二五十二五”期间，期间，火电仍将是我国的主要火电仍将是我国的主要电源电源。但节能、环保压力，将限制。但节能、环保压力，将限制火电发展速度，并促使火电设备制

4、造企业进一步开发大容火电发展速度，并促使火电设备制造企业进一步开发大容量、高效率的量、高效率的产品产品。2010年我国能源状况 在我国能源体系中，火电一直处于一种矛盾状态。一方面，在我国能源体系中，火电一直处于一种矛盾状态。一方面，火电一直占据着能源供应的主要地位，到火电一直占据着能源供应的主要地位，到20102010年，其比重年，其比重仍在仍在70%70%左右左右; ;另一方面，节能、减排、环保压力，又要求另一方面，节能、减排、环保压力，又要求我国尽可能减少火电消耗。我国尽可能减少火电消耗。 专家预计，到专家预计，到“十二五十二五”末期，火电所占比重将有所降低，末期，火电所占比重将有所降低，

5、但仍将高于但仍将高于60%60%。 20112011年年1 1月月6 6日召开的国家能源局全国能源工作会议表日召开的国家能源局全国能源工作会议表示，示，“十二五十二五”时期，火电仍然是我国的主力电源。据初时期，火电仍然是我国的主力电源。据初步测算，步测算，“十二五十二五”时期新开工建设火电规模将达时期新开工建设火电规模将达2.62.6亿至亿至2.72.7亿千瓦。其中，亿千瓦。其中，20112011年拟新开工火电年拟新开工火电80008000万千瓦。万千瓦。 火电还将继续扮演主力电源的角色，源于煤炭在我国火电还将继续扮演主力电源的角色，源于煤炭在我国能源供应中的基础性地位。能源供应中的基础性地位

6、。 能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的4 45 5倍，倍，产品单耗比发达国家高产品单耗比发达国家高40%40%，能源综合利用率不到，能源综合利用率不到30%30% 。 污染严重，污染严重， COCO2 2的排放量已成为世界第的排放量已成为世界第2 2位位二、我国火力发电工业的成就二、我国火力发电工业的成就 我国电力工业的发展我国电力工业的发展年代年代 项项 目目1882188219491949198719871995199519981998 20022002装机装机容量容量GWGW12(kW)12(kW) 1.851.85101.9

7、3101.93214.4214.4227227356356倍数倍数 1 15555116116123123192192世界世界顺位顺位21217 74 42 2发电量发电量TWhTWh4.34.34964961000100011671167 16141614倍数倍数1 1115115233233271271375375世界世界顺位顺位25252 2三、我国电力规划及火电技术发展动向三、我国电力规划及火电技术发展动向 近两年缺近两年缺电拉闸给我们的启示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电

8、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；足经济快速、持续发展和人民用电增长的需求；电力产、供、销瞬时平衡的特点要求电力必须电力产、供、销瞬时平衡的特点要求电力必须超前需求而发展；超前需求而发展；(去年浙江部分地区出现拉三送四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；平衡隐患的盖子； “十六大十六大”提出经济翻两番目标的实现：经济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

9、济列车提供强大发展推动电力，电力发展为经济列车提供强大的动力；的动力；社会发展对电力的新需求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；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、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开放、节约土地、与环境友好的的输变电新技术；术；“厂网分开厂网分开”要求制订厂网协调，统一规要求制订厂网协调，统一规划、分头实施，确保安全和资源优化配置，

10、在划、分头实施，确保安全和资源优化配置，在发展中求得多赢的制度；发展中求得多赢的制度； 现代化大都市和现代化大都市和“全面实现小康全面实现小康“要求实现充要求实现充足、可靠、优质、个性化的配、供电与营销新足、可靠、优质、个性化的配、供电与营销新技术技术;与国民经济发展相协调的超前发展与国民经济发展相协调的超前发展 高效高效 (高效率、高效益、高有效性高效率、高效益、高有效性) 绿色绿色（洁净化、（洁净化、“三废三废“资源化、与环境友好）资源化、与环境友好） 节约节约（节水源、节能源、节资源、节土地）（节水源、节能源、节资源、节土地） 可靠可靠（高安全性、高灵活性、高电能质）（高安全性、高灵活性

11、、高电能质） 可柔性可柔性（方便灵活、个性化）（方便灵活、个性化） 管理现代管理现代（信息化、数字化、网络化）（信息化、数字化、网络化）未来未来20年电力可持续发展主题年电力可持续发展主题从从2003年到年到2020年，平均年增装机年，平均年增装机3000万万kW，年投，年投资约资约1200亿元，亿元，18年累计增加装机年累计增加装机5.5亿亿kW，需投资，需投资约约22000亿元亿元. 2010年西电东送和区域电网间电力交换年西电东送和区域电网间电力交换能力达能力达40000和和30000MW。 到到2020年电源发展的蓝图年电源发展的蓝图电源可持续发展思路电源可持续发展思路 优化电源结构：

12、优化电源结构： 优先发展水电，加快发展核电，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，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；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；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，重视生态环境，加大技术改造，提高能源效率， 优化发展煤电：优化发展煤电： 优先发展高效、洁净煤、节水发电，提高机组调优先发展高效、洁净煤、节水发电，提高机组调 峰能力；峰能力； 大力发展煤炭利用全过程的洁净利用；大力发展煤炭利用全过程的洁净利用；

13、 努力试点发展发电、煤化工等多联产；努力试点发展发电、煤化工等多联产； 未来未来20年电源发展规划年电源发展规划 年年 代代项项 目目20002000 20052005 20102010 20202020装机总容量，亿装机总容量，亿kWkW3.193.194.304.305.8(085.8(08年年7.9,097.9,09年年8.74,108.74,10年年9.6)9.6)9 9 9.59.5常规水电，常规水电， 亿亿kWkW0.790.791.051.051.501.50（1010年年2.132.13) )2.202.20抽水蓄能抽水蓄能 ， 万万kWkW570570617617158215

14、8225002500燃煤发电燃煤发电 ， 亿亿kWkW2.372.373.153.154.004.00（超超7 7）5.8 5.8 6.06.0天然气发电，万天然气发电，万kWkW700700 2000200050005000核电核电 ， 万万kWkW2102108708701170(1170(10801080在建在建 通过审核通过审核36923692) )4000(4000(86008600) )风电风电 ， 万万kWkW46.8(2002)46.8(2002)100100250(250(1010年年41804180) )16001600光伏发电光伏发电 ， 万万kWkW3 3（200220

15、02）6060160160生物质发电，万生物质发电，万kWkW200200500500供电煤耗，供电煤耗，gcegce/kWh/kWh392392360(360(1010年年335335）330330耗耗水率，水率， m m3 3/s/GW/s/GW0.90.91.01.00.80.80.15(0.15(空冷机组空冷机组) )0.60.60.15(0.15(空冷机组空冷机组) )高效、绿色发电技术高效、绿色发电技术硫资源化脱硫硫资源化脱硫高效发高效发电电超超(超超)临界机组临界机组联合循环联合循环多联产多联产煤炭加工与转化煤炭加工与转化流化床流化床FBC整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环IG

16、CC可再生能源发电及核电可再生能源发电及核电烟气净化烟气净化灰渣及废水资源化灰渣及废水资源化空冷机组空冷机组烟气循环流化床脱硫烟气循环流化床脱硫其它节水技术其它节水技术燃料电池燃料电池微型燃气轮机微型燃气轮机太阳光发电太阳光发电风力发电风力发电洁净发电洁净发电节水发电节水发电分布式电源分布式电源新型发电新型发电 以煤气化为核心以煤气化为核心以发电为核心以发电为核心火电发展的关键技术火电发展的关键技术 超临界机组（超临界机组（SCSC）+ +高效烟气净化技术高效烟气净化技术 超超临界机组（超超临界机组（USCUSC）+ +高效烟气净化技术高效烟气净化技术 大型循环流化床（大型循环流化床（CFBC

17、FB） 蒸汽燃气联合循环机组蒸汽燃气联合循环机组(GTCC)(GTCC) 整体煤气化蒸汽燃气联合循环（整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCCIGCC） 热电（冷）联产热电（冷）联产 大容量空冷机组大容量空冷机组 以煤气化为核心的多联产技术以煤气化为核心的多联产技术超临界、超超临界机组超临界、超超临界机组-现实而先进的发电技术现实而先进的发电技术超临界点：超临界点：22.115MPa,22.115MPa,374.15374.15超临界机组（超临界机组（SCSC）：）：全世界已运行全世界已运行600600多台，一般主汽压多台，一般主汽压力力24MPa24MPa及以上及以上, ,主汽和再热汽温度主汽和

18、再热汽温度540-560540-560 （效率比亚临界机组高约（效率比亚临界机组高约2%2%）超超临界机组（超超临界机组（USCUSC） ：全世界已运行全世界已运行6060多台，一般主汽多台，一般主汽压力压力25-28MPa25-28MPa及以上或主汽和再热汽温度及以上或主汽和再热汽温度580580以上以上（效率比超临界机组高约（效率比超临界机组高约4%4%） 20032003年年20102010年新建火电机组年新建火电机组4040为为SCSC机组；机组； 20102010年年20202020年：年：600MW600MW及以上新建机组将全部建及以上新建机组将全部建 SCSC机组；新建火电机组一

19、半以上为机组；新建火电机组一半以上为USCUSC； 美美 国国 前前 苏苏 联联 日日 本本 中中 国国 第一台机组第一台机组 投运年份投运年份 1957 1953 1967 1962最大单机容量，最大单机容量，MW 1300 1200 1050 900 装机情况装机情况1982年年166台台 112898MW1988年年222台台，占火电机组，占火电机组容量的容量的51%94台，占火台，占火电机组容量电机组容量的的61%引 进引 进 1 1 4 0 0 1 1 4 0 0 M W ,M W , 投 运投 运10200 MW,10200 MW,占占火电机组容火电机组容量的量的3.5%3.5%

20、容量范围容量范围500MW以上以上300MW以上以上450MW以上以上300MW以上以上我国与世界主要国家超临界机组的比较我国与世界主要国家超临界机组的比较 超超( (超）临界机组经济性估算超）临界机组经济性估算 20002000年我国火电机组平均供电煤耗年我国火电机组平均供电煤耗392g/kWh,392g/kWh,比超临界机组比超临界机组 高高707080 g/kWh80 g/kWh，比超超临界，比超超临界机组高机组高104g/kWh104g/kWh。20022002年火电发电量年火电发电量16386 16386 亿亿kWh kWh ，如一半由超（超超）临界机组发出，则，如一半由超（超超）临

21、界机组发出，则每年可节约约每年可节约约5000500070007000（90009000）万吨（标准）万吨（标准煤）煤）;2020;2020年为年为1.4-1.8(2.3)1.4-1.8(2.3)亿吨亿吨 ； 计划关停小火电计划关停小火电30GW30GW（煤耗高达（煤耗高达550g/kWh550g/kWh以以上），如其中的一半用超（超超）临界机组替上），如其中的一半用超（超超）临界机组替代，每年可节煤代，每年可节煤20002000万吨；万吨； 相应的节能、节水、节资源和环保效益显著相应的节能、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G124燃烧室e余热锅炉89气轮机凝汽器57

22、给水加热器水泵10燃气蒸气联合循环原理（燃气蒸气联合循环原理（GTCCGTCC）当代先进燃气轮机及联合循环性能当代先进燃气轮机及联合循环性能 机型机型项目项目西屋西屋501-501-ATSATSGE-MS7001HGE-MS7001HABB GT26ABB GT26西门子西门子KWUKWU燃气初温，燃气初温，15101510143014301260126011901190压压 比比28282323303016.616.6简单循环净出力简单循环净出力,MW,MW290290265265240240简单循环效率简单循环效率,%,%414138.538.53838联合循环净出力联合循环净出力,MW,

23、MW426426400400396396359359联合循环效率联合循环效率,%,%6161606058.558.558.158.1我国我国GTCC （蒸汽燃气联合循环）（蒸汽燃气联合循环）发展的展望发展的展望 电力工业将持续发展并增加电力工业将持续发展并增加GTCCGTCC比重比重 w20002000年我国年我国GTCCGTCC装机容量约装机容量约700700万万kWkW，占装机容量，占装机容量2%2%w我国计划到我国计划到20102010和和20202020年新增年新增GTCCGTCC到到20002000和和50005000万万kWkW（占装机容量（占装机容量3.43.4和和5%5%），需

24、天然气约），需天然气约200200和和500500亿亿m m3 3/ /年，年，占全国天然气用量占全国天然气用量2020和和2525。w电力工业为提高效率、优化电源结构和减少环境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，在东南沿海及污染、增加调峰能力、机组增容，在东南沿海及 “ “西气东输西气东输”沿线因地制宜地发展沿线因地制宜地发展GTCCGTCC发电。发电。 必须燃用油、气等优质燃料，必须燃用油、气等优质燃料，IGCC IGCC 发电技术发电技术将突破上述限制将突破上述限制煤整体气化蒸汽燃气联合循环煤整体气化蒸汽燃气联合循环(IGCC)IGCC的特点的特点1

25、1. 联合循环热效率高，并可进一步提高效率联合循环热效率高，并可进一步提高效率2. “2. “最清洁的煤电最清洁的煤电”，环保性能优良，环保性能优良3. 3. 燃料适应性强，高硫煤的硫可资源化燃料适应性强，高硫煤的硫可资源化4. 4. 调峰性能好，节约水资源调峰性能好，节约水资源5. 5. 单位造价不断降低单位造价不断降低 全世界已建全世界已建, ,在建和拟建在建和拟建IGCCIGCC电站电站3030余座，我国余座，我国 在山东烟台拟建在山东烟台拟建300-400300-400MWMW级的级的IGCCIGCC示范电站。示范电站。以煤气化为核心的发电、煤化工以煤气化为核心的发电、煤化工综合能源利

26、用系统综合能源利用系统 21世纪能源工厂的预计指标：世纪能源工厂的预计指标： 发电效率发电效率：燃煤：燃煤 60%（HHV），）， 天然气天然气 75% (LHV) 热电联产热电联产：热效率：热效率 85-90% 污染排放污染排放：粉：粉 尘和尘和SO2、NOx接近零排放接近零排放 温室气体温室气体：排放减少：排放减少50%，并，并100%分离分离 联产产品联产产品：合成气、：合成气、H2、煤化工产品等、煤化工产品等“展望展望 21世纪世纪“ 能源系统能源系统 高温高压高温高压气化炉气化炉变换制氢变换制氢氢气分离氢气分离高温高温燃料燃料电池电池煤煤煤气煤气高温高压高温高压热交换器热交换器 氧气分离氧气分离空气空气先进循环