热电厂热经济性指标分析实证研究

1、PAGE 摘 要热电联产集中供供热具有明显显地节约能源源、改善环境境、提高供热热质量、增加加电力供应等等综合效益。热热电厂的建设设是治理大气气污染和提高高能源综合利利用率的重要要手段之一。本本文结合大唐唐黑龙江省鸡鸡西热电厂生生产运行的实实际问题分析析，对热电厂厂热经济运行行进行了以下下的分析和研研究。 （1）阐述述热电联产原原则性热力系系统拟定，主主设备性能的的优选。（2）对不供热热机组联合运运行热负荷的的分配，热力力计算及经济济指标的计算算。 （3）根据据计算比较热热量法与(火火用)方法在在热力系统分分析计算上的的差别。 （4）针对对日益增长的的热负荷需求求，结合热电电厂生产运行行的实际问

2、题题进行具体分分析计算，得出如如何做好经济济指标分析的的结论。关键词：热电联联产；热经济济性指标；热热负荷；热分分摊比；经济济运行；原则则性热力系统统AbstracctHeat annd eleectriccity ccogeneeratioon andd conccentraated hheat ssupplyy can realiize.Thhe prooject of haas thee synttheticc of ssavingg enerrgy,ennvironnmentaal prootectiion,immproviing thhe quaality of heeatingg

3、and increeasingg elecctriciity seerviciing.Itts onne of the iimporttant mmeasurre forr the city to deeal wiith thhe airr polllutionn and enhanncing the eenergyys syynthettic uttilizaation ratioo.And its also the bbasal estabblishmment oof commmonweeal too imprrove ccitizeens llivingg leveel,whiich j

4、uust acccordss to oour coounty s suustainnable devellopmennt strrategyy.This paaper pproviddes thhe anaalysiss and studyy of eeconommic opperatiion off heatt poweer plaan,whiich coombinees witth prooblemss indwwelledd in ppractiical pproducction.The ffollowwings are tthe maain coontentts：The papper

5、coonductts thee disttributtion oof heaat loaad, thhermoddynamiical ccalcullationn and econoomic iindex calcuulatioon forr the unionn operrationn of vvariouus heaating unitss.This arrticlee anallyses and studiies thhe facctors that affecct thee econnomic indexx of tthe heeat poower pplan， and ggives

6、out tthe appproacches aand meeasurees whiich acchievee bettter beenefitt in ppractiice.Thermall poweer plaant too run econoomic aanalyssis annd deccisionn-makiing；Thhermall poweer plaant annd sett of aassesssment of ecconomiic andd techhnicall indiicatorrs.Heat looad foor thee growwing nneeds of Daa

7、lian Thermmal Poower PPlant to ruun a sspeciffic annalysiis of the aactuall quesstion, how do drraw coonclussions of thhe anaalysiss of eeconommic inndicattors.Key worrds：Heeat annd eleectriccity ccogeneeratioon，theermo-eeconommic inndex，hheat lload，hheat ddistriibutioon rattio，ecconomiic opeeratioo

8、n，thee heatt systtem off prinnciplee 目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263514082 第一章 绪 论 PAGEREF _Toc263514082 h 1 HYPERLINK l _Toc263514083 1.1 热电联联产概述 PAGEREF _Toc263514083 h 1 HYPERLINK l _Toc263514084 1.2 热电联联产在我国体体现的优越性性： PAGEREF _Toc263514084 h 1 HYPERLINK l _Toc263514085 1.3 本文设设计的主要内内容及任务：

9、PAGEREF _Toc263514085 h 2 HYPERLINK l _Toc263514086 第二章 热电联联产的主要设设备及热力系系统拟定 PAGEREF _Toc263514086 h 3 HYPERLINK l _Toc263514087 2.1 锅炉的的类型 PAGEREF _Toc263514087 h 3 HYPERLINK l _Toc263514088 2.1.1 锅锅炉的容量和和参数 PAGEREF _Toc263514088 h 3 HYPERLINK l _Toc263514089 2.1.2 锅锅炉蒸汽参数数对锅炉形式式、受热面布布置的影响 PAGEREF _

10、Toc263514089 h 4 HYPERLINK l _Toc263514090 2.1.3 锅锅炉的总体布布置 PAGEREF _Toc263514090 h 7 HYPERLINK l _Toc263514091 2.1.4 循循环流化床锅锅炉技术及发发展 PAGEREF _Toc263514091 h 9 HYPERLINK l _Toc263514092 2.2 供热式式汽轮机组的的类型 PAGEREF _Toc263514092 h 13 HYPERLINK l _Toc263514093 2.2.1 供供热式汽轮机机组的型式 PAGEREF _Toc263514093 h 13

11、 HYPERLINK l _Toc263514094 2.2.2 供供热式汽轮机机的特点 PAGEREF _Toc263514094 h 14 HYPERLINK l _Toc263514095 2.2.3 供供热式机组机机型选择 PAGEREF _Toc263514095 h 14 HYPERLINK l _Toc263514096 2.2.4 背背压式汽轮机机的类型及特特点 PAGEREF _Toc263514096 h 14 HYPERLINK l _Toc263514097 2.2.5 抽抽汽式汽轮机机主要参数的的选择 PAGEREF _Toc263514097 h 15 HYPERL

12、INK l _Toc263514098 2.2.6凝汽汽采暖两用用机组 PAGEREF _Toc263514098 h 16 HYPERLINK l _Toc263514099 2.3 原则性性热力系统的的拟定及计算算 PAGEREF _Toc263514099 h 17 HYPERLINK l _Toc263514100 2.3.1 发发电厂原则性性热力系统的的作用与组成成 PAGEREF _Toc263514100 h 17 HYPERLINK l _Toc263514101 2.3.2 编编制发电厂原原则性热力系系统的主要步步骤： PAGEREF _Toc263514101 h 17 H

13、YPERLINK l _Toc263514102 2.3.3 热热电厂原则性性热力系统计计算 PAGEREF _Toc263514102 h 19 HYPERLINK l _Toc263514103 2.3.4原则则性热力系统统计算实例 PAGEREF _Toc263514103 h 20 HYPERLINK l _Toc263514104 第三章 热力发发电厂热经济济性评价 PAGEREF _Toc263514104 h 27 HYPERLINK l _Toc263514105 3.1 评价热热力发电厂热热经济性的两两种基本分析析方法 PAGEREF _Toc263514105 h 27 H

14、YPERLINK l _Toc263514106 3.2 热电联联产的概念 PAGEREF _Toc263514106 h 27 HYPERLINK l _Toc263514107 3.3 热电联联产的类型 PAGEREF _Toc263514107 h 28 HYPERLINK l _Toc263514108 3.4 热电联联产的主要形形式： PAGEREF _Toc263514108 h 28 HYPERLINK l _Toc263514109 3.5 热电厂厂总热耗量的的分配及主要要热经济指标标 PAGEREF _Toc263514109 h 30 HYPERLINK l _Toc263

15、514110 3.5.1 热热电厂总热耗耗量的分配： PAGEREF _Toc263514110 h 30 HYPERLINK l _Toc263514111 3.5.2 热热电厂主要热热经济指标： PAGEREF _Toc263514111 h 31 HYPERLINK l _Toc263514112 3.6 热电联联产热经济性性的计算分析析 PAGEREF _Toc263514112 h 35 HYPERLINK l _Toc263514113 3.7计算总结结 PAGEREF _Toc263514113 h 42 HYPERLINK l _Tooc26355141144 第四章 总结与展

16、望望 PAGEREF _Toc263514114 h 43 HYPERLINK l _Toc263514115 致谢辞 PAGEREF _Toc263514115 h 44 HYPERLINK l _Toc263514116 参考文献 PAGEREF _Toc263514116 h 455 PAGE 71第一章 绪 论1.1 热电联联产概述随着经济的发展展和技术的进进步，电与热热能在生活中中的作用越来来越重要。据统计，我国发发电能耗占总总能耗的1/3以上。20004年，全国国燃煤火电机机组已达到33.4亿千瓦瓦以上。按年年运行60000h，发电电煤耗4000g/(kwwh)，全国需需耗标煤8.

17、16亿吨，如如果发电效率率提高1，将少耗耗标煤81660万吨，减减少粉尘排放放量83万吨，减减少排放量13.3万吨。这这对于改善环环境将起到显显著作用。热电联产是根据据能源梯级利利用原理，先先将煤、天然然气等一次能能源发电，再再将发电后的的余热用于供供热的先进能能源利用形式式。热电联产产与热电分产产相比有如下下优点：节约能源；减轻大气污污染，改善环环境质量；增加电力供供应；节约城市用用地；提高供热质质量；便于综合利利用；改善城市形形象；减少安全事事故等。我国政府很重视视发展热电联联产。19997年制定的的中国211世纪议程和和中华人民民共和国节约约能源法。2000年制定的中华人民共和国大气污染

18、防治法等法规，都明确鼓励发展热电联产。2004年国务院已经将热电联产作为重点领域和重点工程。1.2 热电联联产在我国体体现的优越性性：(1) 节能北京第一热电厂厂从19733年开始至今今，年发电煤煤耗均在3000克/千瓦时以下，最最好的19886年曾达2611克/千瓦时，供热标标煤耗为36637公斤/吉焦。多数数热电厂的供供电标煤耗可可在360克/千瓦时以下。分分散小锅炉供供热的标准煤煤耗率为55562.1公斤斤/吉焦，20万千瓦凝凝汽机组的发发电标准煤耗耗率为3500克/千瓦时因而热电电厂能有效的的节约能源。(2) 改善环环境质量分散供热小锅炉炉一般是单台台容量小，烟烟囱低，除尘尘效果差，有

19、有的小锅炉甚甚至无正规的的除尘设备。而而热电厂的锅锅炉容量大，热热效率高，烟烟囱高，除尘尘效率高。一一般可在900以上，最最近几年推广广使用的循环环流化床电站锅锅炉还可以在在锅炉内脱硫硫，更有利于于环境保护。由由于热电联产产节省大量燃燃料，锅炉容容量大，热效效率高，除尘尘效果好并能能高空排放，故故能有效地改改善环境质量量。(3) 缓和当当地电力紧张张以前由于多种原原因造成电力力工业的发展展赶不上国民民经济的发展展，长时期大大范围的形成成电力紧张的的局面。近年年来才得到缓缓和，热电联联产的地建设设有效的缓和和了当地电力力紧张的被动动情况，有的的热电厂已形形成当地的重重要电源点。热热电厂都建在在热

20、负荷中心心，区域热电电厂的上网电电量也在就近近消化，而电电力系统的大大型电站则要要远距离输电电，由热电厂厂供电减少的的线路损失也也是可观的经经济效益。(4) 提高供供热质量，发发展生产，改改善人民生活活分散小锅炉房由由于设备条件件限制和煤质质变化，不易易保证供热质质量，压力和和温度的波动动会影响工艺艺生产。居民民采暖的小锅锅炉，一般为为间断供热，供供热时间短，温温度低，热电电厂集体供热热为连续运行行，稳定可靠靠供热质量高高。(5) 为灰渣渣综合利用创创造了有利条条件分散供热时灰渣渣不好集中利利用，热电联联产则为灰渣渣综合利用创创造了有利条条件。(6) 节约宝宝贵的城建占占地工业企业中的锅锅炉房

21、连同煤煤场、渣场要要占用比较大大的面积，对对上海、天津津这样的老工工业城市，有有的连扩建一一台锅炉的地地方都很紧张张，因而想尽尽快实现热电电联产集中供供热，原来的的锅炉房和煤煤场、灰场可可移做他用以以扩大再生产产。1.3 本文设设计的主要内内容及任务：根据我国能源利利用现状及燃燃料供应以煤煤为主的特点点，了解热电电联产具有明明显的节能和和环保效益，是是实现可持续续发展的重要要手段和措施施。利用热量量法和(火用用)方法在能能量的数量和和质量上对热热电联产进行行分析计算，为为供热机组“以热定电”运行提供依依据，得出热热电联产最佳佳负荷分配方方法。阐述热热电联产原则则性热力系统统拟定，主设设备性能的

22、优优选，使供热热机组达到热热尽其用的目目的。 第二章 热电联联产的主要设设备及热力系系统拟定热电厂的主要设设备有锅炉、汽汽轮机、发电电机，特别是是锅炉和供热热机组的类型型和参数优选选最为重要。2.1 锅炉的的类型锅炉是将燃料的的化学能转变变为热能的设设备。燃料化化学能转变成成热能的方式式是通过化学学反应燃烧来完完成的。燃烧烧的方式主要要有分层燃烧烧和悬浮燃烧烧，悬浮燃烧烧又有喷燃式式和流化床（沸沸腾床）两种种。根据燃烧烧方式分类，有有链条炉（层层燃式）、煤煤粉炉、旋风风炉（喷燃）及及循环流化床锅炉。链链条炉适合燃燃烧优质的煤煤种，而煤粉粉炉及循环流流化床锅炉则则适合燃用劣劣质的煤种，特特别是循

23、环流流化床锅炉，不不仅可燃烧劣劣质煤，而且且煤种适应性性广；还可以以进行炉内脱脱硫，达到清清洁燃烧，减减少及的排放量，是是目前热电厂厂建设的首选选炉型。锅炉将燃料的化化学能转变成成能做功的蒸蒸汽热能，需需要将锅炉烟烟气的热能传传递给工质水水蒸汽，锅炉炉中的工质汽汽、水为了更更好地吸收烟烟气的热量，有有不同的运行行方式自然循环环、强制循环环和直流锅炉炉等。2.1.1 锅锅炉的容量和和参数下表列出了我国国锅炉的容量量和参数的系系列表2.1 我国锅炉的的容量和参数数的系列参数容量（t/h）备注蒸汽压力（g）/MPa蒸汽温度/C给水温度/C0.588饱和200.1 0.2 0.4 0.7 1 1.5

24、2 330.784饱和200.1 0.2 0.4 0.7 1 1.5 2 33 41.27饱和25030035050（100）1.5 2 3 44 6.55 10 15 2020以上未定（1.586）3503751006.5 100 15 2020以上未定2.454004201006.5 100 15 2020以上未定3.8345017235 65 75 （130） 130 （240）9.80510215230540220 411013.72540/5400240670200000kkw555/5555400125000kkw16.66555/55553201000300000kkw540/5

25、4001980600000kkw我国习惯上称蒸蒸汽压力在11.27Mppa及以下的的锅炉为低参参数锅炉，22.4533.83Mppa的锅炉为为中参数锅炉炉，9.8MMpa的锅炉为为高参数锅炉炉。13.772Mpa为超高参参数锅炉，116.66MMpa为亚临界界参数锅炉，222.05MMpa以上为超超临界参数锅锅炉。由上表可看出，小小容量锅炉一一般采用低参参数，中小锅锅炉采用中高高参数，容量量更大的锅炉炉采用超高参参数、亚临界界参数，甚至至采用超临界界参数。2.1.2 锅锅炉蒸汽参数数对锅炉形式式、受热面布布置的影响锅炉的形式从汽汽水流动的情情况来分，可可以分为自然然循环锅炉、强强制循环锅炉炉、

26、直流锅炉炉三种。自然然循环锅炉中中汽水主要靠靠水和蒸汽密密度的差别而而循环流动，锅锅炉工作压力力愈低，这个个差别愈大，循循环比较可靠靠。在锅炉为为高、超高参参数锅炉时，只只要适当的设设计锅炉的循循环回路，汽汽水循环还是是很可靠的，甚甚至在锅炉采采用亚临界参参数时，虽然然汽包中压力力已达18.13Mpa左右，水水和蒸汽密度度差别已比较较小，只要很很好的掌握炉炉内辐射传热热的分布规律律，合理的设设计循环系统统，就可以制制成自然循环环的形式，不不过在参数高高时，汽包壁壁要设计的很很厚，在制造造上很困难，汽汽包也很重，运运输、安装都都很困难。强制循环锅炉主主要是借循环环系统中的循循环泵使汽水水循环，在

27、可可以采用自然然循环锅炉的的参数领域都都可以采用强强制循环，由由于它的循环环不是靠汽和和水的密度差差，因此在锅锅炉工作压力力高于18.13Mpa，甚至接接近19.66 Mpa时仍可采采用这种循环环形式的锅炉炉，参数再高高则由于汽水水不容易或不不可能用汽包包来分离，就就只有采用直直流锅炉。直流锅炉中的工工质水、汽混混合物是由于于给水泵的压压力而流动的的，因此称为为直流锅炉。它它只有互相连连接的受热面面，从省煤器器到过热器没没有保证汽水水分离的汽包包。当锅炉工工作压力接近近或超过临界界压力时，只只有采用直流流锅炉，当锅锅炉工作压力力低于临界压压力时，由于于直流锅炉可可以省去沉重重而难于制造造的汽包

28、，有有时采用直流流锅炉也是经经济的，它的的缺点是给水水质量要求较较高，对自动动控制系统的的要求也较高高，给水泵消消耗能量较大大，因此一般般只有在锅炉炉参数为高压压或超高压时时才开始采用用。锅炉的蒸汽参数数除了对锅炉炉形式选择有有决定性影响响以外，还对对锅炉受热面面的布置有影影响。锅炉给水在进入入锅炉后吸收收热量，最后后成为过热蒸蒸汽，给水在在锅炉中所吸吸收的总热量量根据热力学学分析可以分分为预热热、汽汽化热与过热热热三部分。锅锅炉的给水温温度、蒸汽参参数不同，这这三部分热量量的比例也不不同。压力愈愈高，汽化热热愈小，预热热热、过热热热则相应增大大。对于超高高参数再热锅锅炉来说，除除过热热之外外

29、，还有再热热热（即再过过热热量）。这这几部分热量量比例的变化化会对锅炉受受热面的布置置有很大影响响。表2.2 不同同参数的锅炉炉预热热、汽汽化热、和过过热热的分配配比例蒸汽压力/att给水温度/C过热温度/C再热温度/C预热热汽化热过热热再热热1350一一23.976.116100375一16.169.514.439172450一13.66620.4100215540一18.851.729.5140240570一21.243.335.414024055555517.936.728.616.8由上表可看出，由由低压到中压压，由中压到到高压，预热热热与过热热热所占的比例例是增大的，而而汽化热则是是

30、减小的。对于低参数小容容量锅炉来说说，受热面中中以蒸发受热热面为主，在在这种锅炉中中水冷壁、对对流受热面基基本是蒸发受受热面，只在在尾部装有面面积不大的铸铸铁省煤器以以预热给水（吸吸收预热热），同同时使烟气通通过它时得到到进一步冷却却，减少排烟烟损失，提高高锅炉效率。对于中参数锅炉炉来说，预热热热与过热热热所占比例增增大，汽化热热所占比例减减小，因此过过热器受热面面与省煤器受受热面增加，同同时由于采用用了煤粉燃烧烧，尾部还增增加了空气预预热器，在炉炉腔中装设了了很多水冷壁壁，炉膛中水水冷壁吸热很很多，它所吸吸收的热量基基本上已满足足汽化热的要要求，因此除除了在炉膛出出口有几排凝凝渣管之外，和和

31、低压锅炉相相比，不再需需要更多的对对流蒸发受热热面，这样，中中压锅炉一般般具有下图的的形式： 图2.1 中参数锅炉炉受热面积的的布置对于高参数锅炉炉来说，预热热热与过热热热所占比例更更大些，汽化化热所占比例例更小些，由由于汽化热减减少，不必把把炉膛里的水水冷壁都做成成蒸发受热面面，同时，由由于蒸汽温度度高些，为了了得到足够的的温压，有必必要将一部分分过热器受热热面移入炉膛膛，如顶棚过过热器，炉膛膛出口代替凝凝渣管簇的屏屏式过热器，下下图所示为高高参数锅炉的的受热面的布布置。图2.2 高参参数锅炉受热热面的布置对于超高参数带带有再热的锅锅炉，由于汽汽化热所占比比例进一步减减小，过热热热、再热热增

32、增大，有必要要把更多的过过热器受热面面放入炉膛中中，炉膛中除除了在高压锅锅炉中就有了了的出口屏式式过热器及顶顶棚过热器之之外，又在炉炉膛上部前侧侧装设了前屏屏式过热器，在在水平烟道的的后面和垂直直烟道的最上上面布置了再再热受热面，过过热受热面和和再热受热面面进一步向前前移入炉膛，同同时也向后扩扩张到原来（中中高参数时）放放省煤器的部部位。对于压压临界参数锅锅炉来说没有有相变，也没没有汽化潜热热存在，但是是在锅炉设计计中仍习惯用用省煤器，过过热器等名称称，不过它们们之间已无明明显的界限。2.1.3 锅锅炉的总体布布置锅炉的总体布置置也就是锅炉炉炉膛中的辐辐射受热面与与对流烟道和和其中各种对对流受

33、热面的的总布置，既既与锅炉的参参数、容量有有关，也和锅锅炉所用的燃燃料性质等因因素有关，由由于具体条件件不同，会产产生很多不同同的总布置方方案。其中最常见的是是倒U型方案案。这个方案案虽然站的面面积稍大，但但布置受热面面比较方便，检检修尾部受热热面也比较方方便，送风机机、引风机、除除尘设备都可可放在地面上上，由于它有有这些优点，采采用的较多，如如图：图2.3 倒UU型方案倒L型方案与倒倒U型方案很很相近，只是是取消了水平平烟道，尾部部受热面和前前面炉膛一样样，采用完全全悬吊的结构构，节省材料料。例如国产产220t/h高参数锅锅炉采用这种种布置方案时时，比采用倒倒U型布置方方案节省钢材材约250

34、tt，耐火材料料约200tt。不过它的的尾部受热面面检修困难，在在采用管式空空气预热器时时，因为不好好悬吊，不宜宜采用这种方方案，如图：图2.4 倒LL型方案U型布置时，燃燃烧器布置在在炉膛顶部，煤煤粉管道、空空气管道也都都要一直连到到这样的高度度，不够合理理，锅炉结构构也复杂，采采用的比较少少。如图：图2.4 U型型方案塔式布置适用于于灰分较多的的燃料，烟气气在对流受热热面中不改变变流动方向，因因此烟气中的的飞灰不会因因离心力而集集中，因而不不会引起局部部受热面集中中的磨损，但但现在锅炉很很高，尤其是是空气预热器器、除尘器、送送吸风机置于于炉顶时，锅锅炉高达七八八十米或近百百米，锅炉的的支架

35、支撑很很困难，因此此只有在燃料料中灰分很多多时采用，有有时为了减少少支架的重量量，把空气预预热器、除尘尘器、送吸风风机仍放于地地面上，结果果就与倒U型型方案相似。如如图：图2.5 塔型型方案 图图2.6 改改良塔型方案案在燃油时，由于于可以把炉膛膛容积相对的的缩小，又可可以省去或简简化凝渣管簇簇，可以把锅锅炉布置成箱箱形方案，这这种方案一般般只用于燃油油或天然气锅锅炉。如图：图2.7 箱型型方案2.1.4 循循环流化床锅炉技技术及发展我国电力目前仍仍以燃用煤炭炭为主，并在在今后相当长长的时期内仍仍然保持这种种状况。作为为一个地域广广阔的燃煤大大国，我国电电力燃煤的含含硫量分布很很不均匀，其其中

36、约有500为中、高高硫煤，燃煤煤发电时排放放的等有害气气体对环境造造成的污染日日趋加重。22004年，我我国燃煤机组组容量达kww，年排放11400万吨吨，600万万吨，严重破破坏人类赖以以生存的环境境，这也成为为制约电力工工业及国民经经济可持续发发展的重要问问题之一。此外，我国很多多地区的煤种种属于高灰分分、低挥发分分煤，在采用用煤粉炉时，常常出现燃烧不不稳甚至灭火火放炮等问题题，有的煤种种灰熔点低，炉炉膛内易出现现挂焦，尾部部烟气严重积积灰等问题，影影响锅炉安全全经济运行。循环流化床锅炉炉由于效率高高，污染低，煤煤种适应性好好，负荷调整整范围大，造造价相对便宜宜等优点，成成为目前最为为实用

37、的煤清清洁燃烧技术术之一，得到到了较快发展展，与煤粉相相比其排放的的减少8090。A、循环流化床床锅炉的原理理循环流化床燃烧烧是近四十年年来发展起来来的新型燃烧烧技术，是对对传统层燃烧烧和喷燃式煤煤粉炉燃烧的的一个重大革革新。利用这这种燃烧技术术的循环流化化床锅炉，其其燃烧特性介介于层燃炉和和煤粉炉之间间，既不像煤煤粉炉那样要要把燃煤磨成成细粉吹进炉炉膛呈悬浮态态下燃烧，也也不像层燃炉炉那样把燃煤煤铺在炉排上上燃烧，而是是把燃煤破碎碎成小颗粒，送送进床层中呈呈流化态燃烧烧，床层中积积存有大量呈呈炽热状态的的惰性物料（如如灰分、砂粒粒等），在鼓鼓风压头的作作用下呈流化化状态，加入入的燃料只占占床

38、料的很少少一部分，床床层温度保持持在固定碳的的着火温度和和灰渣开始变变形温度之间间，一般为88509550，由于床料料提供了大量量的热量，燃燃料的着火条条件好，气固固混合均匀，床床中热质交换换强烈。燃尽尽后的灰渣从从炉膛底部排排渣口排出，烟烟气中携带的的未燃尽的飞飞灰通过炉膛膛后部设置的的飞灰分离器器，被分离出出来，经返料料器送入炉膛膛内循环燃烧烧，这样使得得飞灰含碳量量大为降低，提提高了锅炉的的燃烧效率。通通过向燃料或或炉内添加脱脱硫剂的方式式能脱除燃煤煤中85以以上的硫分，降降低了锅炉尾尾部烟道的腐腐蚀，减少建建设地区的的的排放量，减减轻烟气对大大气环境的污污染。同时，由由于炉膛燃烧烧温度

39、低，也也减少了的生生成，减少了了有害气体的的排放。B、基本设备循环流化床锅炉炉包括本体设设备和辅助系系统两部分。循环流化床的本本体部分包括括炉膛及布风风装置、循环环灰分离器、回回料阀、尾部部受热面竖井井烟道和外置置式循环灰换换热器，其中中炉膛由膜式式水冷壁构成成，底部为布布风板。炉膛膛下部锥段用用耐火防磨材材料覆盖，并并依燃烧工艺艺要求开二次次风口，循环环灰回灰口、排排底渣口以及及启动点火油油燃烧器等孔孔口。上部直直段炉膛四壁壁为水冷壁受受热面。炉膛膛出口和循环环灰分离器相相连，分离出出口则与布置置过热器、省省煤器及空气气预热器等对对流受热面的的尾部竖井相相连。为平衡衡炉膛换热量量，可在炉膛膛

40、上部或灰循循环回路中另另行布置部分分受热面，炉炉膛本体不设设置底渣冷却却处理系统。为为了提高燃烧烧效率，有时时采用飞灰再再循环技术，将将尾部除尘器器收集的飞灰灰送回到炉膛膛底部复燃。炉炉膛出口处、分分离器及回料料系统内壁面面也大都覆盖盖耐火防磨材材料。锅炉本本体多采用钢钢架悬吊和支支撑相结合的的方式固定。除除因燃烧工艺艺要求，在部部分受热面的的布置上有所所差异外，循循环流化床锅炉汽汽水系统的工工作原理及功功能与常规煤煤粉炉相同。辅助系统的性能能直接影响循循环流化床锅炉的的可靠性和经经济性。主要要辅助系统为为：风烟系统统，锅炉采用用平衡通风方方式运行，特特点是风机压压头要求较高高，一、二次次风机

41、的压头头分别达188Kpa和12KKpa左右；煤煤制备系统，比比常规制粉系系统简单，一一般需采用两两级锤击式破破碎机和防黏黏堵能力强的的筛子，国内内也采用环锤锤式破碎机；石灰石制备备系统两级制制备，第一级级多为锤击式式破碎机,第第二级可用低低速棒式磨或或钢球磨；灰灰渣处理系统统，从各灰斗斗收集的飞灰灰可用浓相气气力输送方式式至飞灰仓，底底渣经冷渣器器或水冷绞龙龙冷却后送至至底渣仓；燃燃油点火启动动系统，常采采用床下热烟烟发生炉和床床上燃烧器联联合加热的方方式，加热床床料至煤的着着火温度，设设计燃油热功功率相当于锅锅炉额定热功功率的1530；热控系统，比比煤粉炉热控控系统多了床床温、床压、排放等

42、控制回路。C、循环流化床床锅炉类型和和结构特点循环流化床锅炉炉循环量的大大小受燃烧粒粒度、燃烧成成灰特性、燃燃烧室内风速速、排灰系统统的设置、分分离器的分级级分离效率、物物料回送系统统的性能、床床料层厚度等等诸多因素影影响，同时也也受回灰温度度的制约。其其中分离器的的分级分离效效率是首要因因素，因此分分离器是循环环流化床锅炉的的重要部件，锅锅炉结构与其其有着直接的的关系。分离离器共有以下下四种主要类类型： 高温热旋风风筒分离器其入口烟温在8850左右，优点点是技术成熟熟，锅炉燃烧烧效率高。缺缺点是体积庞庞大、密封和和膨胀系统复复杂、内衬厚厚、耐火材料料及砌筑要求求高、耐火材材料用量大、费费用高

43、、启动动时间长、运运行中易出现现故障。在燃燃用可燃性较较强的煤种时时，旋风筒内内温度可能比比炉膛温度更更高，易引起起旋风筒内超超温而结焦等等。这样就使使得分离器内内防磨材料磨磨损及启动热热膨胀问题不不易解决，分分离器前后膨膨胀节是长期期运行的隐患患，分离器内内运行结焦不不易控制。上上述问题经过过试验和研究究都已得到解解决。如图：图2.8 高温温热旋风筒分分离器中、低温热旋旋风筒分离器器分离器入口烟温温在450550，可使旋风风筒尺寸减小小，内衬减薄薄，解决高温温旋风筒分离离器的一系列列问题，但因因炉膛采用塔塔式布置，炉炉膛上部布置置有过热器和和高温省煤器器等，为减少少磨损，设计计烟速较低，循循

44、环灰浓度低低，使得燃烧烧效率比较低低。水（汽）冷旋旋风筒分离器器水（汽）冷旋风风筒分离器可可吸收一部分分热量，分离离器内物料温温度不会上升升，甚至略有有下降，并较较好的解决了了旋风筒防磨磨问题。但是是该旋风筒制制造工艺复杂杂、生产成本本高、维修不不方便，不能能取消分离器器入口、出口口的膨胀节，给给运行带来隐隐患。异形（方形）水水冷分离器该分离器是四四周用膜式水水冷壁组成的的方形分离器器，但烟气入入口段用水冷冷壁管弯制成成圆弧形加速速段，是一种种非方非圆的的结构。它解解决了水（汽汽）冷旋风筒筒分离器制造造成本高的问问题，保留了了高温水（汽汽）冷旋风筒筒分离器的所所有优点，还还取消了分离离器入口、

45、出出口的膨胀节节，彻底解决决了膨胀、密密封及分离器器内结焦的问问题。缺点是是燃用低灰分分煤时，回灰灰温度低，锅锅炉燃烧效率率下降。如图图：图2.9 异型型（方形）水水冷分离器以上四种分离器器是目前循环环流化床锅炉发发展的主流，从从技术先进性性来看，异形形（方形）水水冷分离器技技术具有明显显的优势。在在国内，四川川锅炉厂、无无锡锅炉厂、哈哈尔滨锅炉厂厂等都向中国国专利拥有者者清华大学学购买了该技技术。使用此四种分离离器的循环流流化床锅炉的的技术见下表表：表2.3 循循环流化床锅炉的的技术比较高温热旋风筒分分离器中、低温热旋风风筒分离器水（汽）冷旋风风筒分离器异形（方形）水水冷分离器点火方式耗油高

46、，启动慢慢分离器分离效果好防磨不好，成本本高分离效果好防磨效好，成本本较低分离效果好，防防磨好，成本本低分离效果较好，防防磨好，成本本低整体性分离器前后有膨膨胀节，密封封、膨胀性不不好分离器前后有膨膨胀节，密封封、膨胀性不不好分离器前后有膨膨胀节，密封封、膨胀性不不好分离器与炉膛、尾尾部烟道成为为一个整体，膨膨胀密封性好好防磨材料耗量多、成本高高炉膛内均有内衬衬，耗量多，成成本高耗量少，成本低低耗量少，成本低低回料系统复杂简单复杂简单尾部烟道烟气速度高、有有磨损烟气速度低、无无磨损烟气速度高、有有磨损烟气速度低、无无磨损风系统风机多、系统复复杂风机少、系统简简单风机多、系统复复杂风机少、系统简

47、简单煤种适应性烟煤和无烟煤不不能通用对灰分大或成灰灰特性好的煤煤，需排循环环灰煤种变化不能太太大较广燃烧效率燃烧效率高中、低温分离，燃燃烧效率低燃烧效率高燃烧效率高，低低负荷时有所所下降2.2 供热式式汽轮机组的的类型2.2.1 供供热式汽轮机机组的型式现代热电厂中，由由于电力和热热力负荷种类类及数量不同同，热电厂中中的主要供热热设备汽轮机的的形式有多种种。为了在热热电厂设计时时正确选择供供热式机组，进进行热电厂热热力系统和供供热系统计算算，确定热经经济指标，以以及在运行中中合理安排供供热机组的运运行方式等，必必须对供热机机组的形式及及动力特性有有充分的了解解。供热式汽轮机是是一种同时承承担供

48、热和发发电两项任务务的汽轮机，主主要有背压式式（纯背压式式B型机、 抽汽背压式式CB型机）、调调节抽汽式（一一次调节抽汽汽式C型机、两两次调节抽汽汽式CC型机机）和凝汽采暖两用机机组（NC型型机）三种类类型。提高汽汽轮机排气压压力，由排汽汽向热用户直直接供热或采采用热交换器器的方式向热热用户供热，这这种利用做过过功的排汽进进行供热的汽汽轮机，称为为背压式汽轮轮机。从汽轮轮机某中间级级抽出做过功功的蒸汽，向向外界热用户户供热，减少少进入凝汽器器内的排汽量量，这种利用用中间抽汽供供热方式的机机组，称为抽抽汽式汽轮机机组。抽汽式式汽轮机是将将汽轮机的某某一级或两级级抽汽供给热热用户；其余余的蒸汽和纯

49、纯凝汽电厂一一样回热和做做功。凝汽采暖两用机机组是在中压压缸至低压缸缸的导汽管上上设置了蝶阀阀，在采暖期期以减少发电电来增加对外外供热，在非非采暖期仍然然为凝汽式机机组。大型热热电站用的供供热式汽轮机机，几乎都是是一方面通过过电网供电，一一方面通过热热网向热用户户供热。为了了完成供电和和供热两项任任务，供热式式汽轮机必须须在一定的装装置系统中工工作，才能获获得满意的效效果。2.2.2 供供热式汽轮机机的特点背压式汽轮机的的排汽用来供供热，排汽放放出的热量不不再是一项能能量损失。机机组的热耗率率与热力系统统的循环热效效率和机组的的相对内效率率无关，而只只决定于锅炉炉效率、管道道效率、机械械效率和

50、发电电机效率。蒸蒸汽在汽轮机机内的焓降只只取决于蒸汽汽的初参数和和终参数。背背压式机组排排汽压力和过过热度根据有有关资料确定定后，其排汽汽量由总供热热量决定。背背压式机组的的排汽状态和和供热量以及及回水参数确确定后，其进进汽量也就确确定了。这时时背压式机组组能够发出的的功率决定于于进汽和排汽汽参数。进汽汽参数越高，其其绝热焓降也也越大，所发发出的功率也也越大。在对对热电厂进行行全面分析之之后才能选择择最佳进汽参参数，国产背背压机组312MW的的进汽参数一一般为3.4434.99Mpa，温度为为435。其背压因因机而异，最最低的为0.29 Mppa,最高的的为3.633 Mpa。背压机机组在运行

51、中中不得使排汽汽压力过多的的低于额定压压力，以防止止末级叶片超超负荷运行，致致使设备损坏坏。在运行中中背压式汽轮轮机是按照“以热定电”的运行方式式，电能和热热能不能单独独调节，没有有热负荷时，背背压机不能单单独运行。当当用户要求增增加热负荷时时，必须多供供给汽轮机蒸蒸汽，这样发发电量也要相相应增加。当当满足供热时时，所差的电电容量由电网网补偿，因而而增大了电网网的备用容量量。抽汽式机组克服服了背压式机机组供热的缺缺点，可同时时满足热、电电负荷两者随随时变化的需需要。抽汽从从汽轮机的某某中间级抽出出送往热用户户，蒸汽在热热用户放热后后，其凝结水水又被部分或或全部回收至至电厂的疏水水回收器中，再再

52、由水泵重新新送往锅炉循循环使用。如如果在运行中中热负荷增大大时，汽轮机机则根据热负负荷的需要增增大进汽量，满满足外界热负负荷增加的需需要。汽轮机机进汽量增加加，电负荷亦亦相应增大，这这时为维持电电负荷不变，由由中压调节汽汽阀控制进入入汽轮机低压压缸的进汽量量，减少低压压缸的负荷，而而高压缸负荷荷相应增加时时总发电量保保持不变，使使热电负荷达达到了新的平平衡。因此抽抽汽式汽轮机机在热负荷不不够稳定的热热电厂中得到到广泛采用。当当外界热负荷荷变动时，可可以同时调节节供热用的抽抽汽量和汽轮轮机总的进汽汽量，以使发发电量保持不不变。2.2.3 供供热式机组机机型选择对于生产工艺热热负荷等的全全年性热负

53、荷荷，一年四季季变化不大，一一般可选用背背压式或抽汽汽式机组，具具体以两种机机型的节煤量量为基础，再再通过全面的的技术经济比比较确定。对于采暖、通风风等的季节性性热负荷，在在全天中相对对比较稳定而而在全年中变变化很大，只只有采暖期才才存在一般选选用凝汽采采暖两用机组组或抽汽式机机组，具体也也是以两种机机型的节煤量量为基础，再再通过全面的的技术经济比比较确定。当一台机组要同同时承担全年年性热负荷和和季节性热负负荷时，应装装设抽汽式机机组。2.2.4 背背压式汽轮机机的类型及特特点背压式汽轮机的的主要任务是是在一定排汽汽参数下供应应用户规定的的蒸汽量，并并能同时发出出一定的电能能。它与凝汽汽式汽轮

54、机相相比，没有凝凝汽设备。由由于没有凝汽汽器中的冷却却损失，所以以在经济上是是优越的。如如图：图2.10 背背压式汽轮机机装置简图背压式汽轮机无无法同时满足足热、电两种种负荷。其基基本的运行方方式是：“以热定电”，电能并入入电网，电负负荷的变动由由电网中并列列运行的其它它机组承担。热热负荷缺少的的供热蒸汽由由锅炉减温减减压后供给，此此时热电厂的的经济性要下下降。如果需要将现有有的中压电厂厂加以改造，可可以设置背压压式汽轮机，用用它的排汽供供给进汽压力力较低的汽轮轮机使用。这这种背压式汽汽轮机称为前前置式汽轮机机，其排汽压压力要根据原原有机组的参参数选择。2.2.5 抽抽汽式汽轮机机主要参数的的

55、选择A、设计流量的的选择设计一次调节抽抽汽式汽轮机机时，高压缸缸的设计流量量可选为额定定功率和额定定抽汽量时总总进汽量的11.2倍，对对于二次调节节抽汽式汽轮轮机中压缸的的设计流量可可选为额定功功率、工业抽抽汽量为零而而供暖抽汽量量为最大时的的总进汽量的的7090。低压压缸的设计流流量是机组在在额定功率，调调节抽汽为零零时通过低压压缸流量的66080，因为为这种工况不不常遇到，故故其设计流量量选得较小些些，以免在经经常运行工况况下，通流面面积过大，使使效率降低，但但是为了带走走因摩擦鼓风风损失热量，低低压缸最小流流量应为低压压缸设计流量量的510。B、抽汽压力的的选择一次调节抽汽压压力应在满足

56、足外界热用户户的要求下，尽尽量降低其压压力值，这样样抽汽的理想想焓降较大，可可以提高机组组的发电量，改改善其经济性性。如将工业业抽汽压力由由11.2MPPa降低到0.660.7MPPa,供暖抽抽汽压力由00.120.25MMpa降低到0.0050.25 Mpa，则可使机机组的发电经经济性显著提提高。有些机机组甚至采用用两次供暖抽抽汽，高压供供暖压力范围围为0.0660.25 Mpa。低压供暖暖压力范围为为0.030.2 MMpa。根据不同同需要采用两两次供暖抽汽汽与采用一次次供暖抽汽相相比可降低燃燃料消耗量的的34。2.2.6凝汽汽采暖两用用机组凝汽采暖式机机组是一种新新型供热式机机组，采用在

57、在凝汽式机组组中低压缸的的导汽管上安安装蝶阀，在在采暖期通过过关小蝶阀，减减少低压缸的的进汽量，即即减小电功率率的方法来对对外供热。是是专为季节性性采暖热负荷荷设计的。其其示意图如下下：图2.11 凝凝汽-采暖式式机组热力系系统示意图与抽汽式机组供供季节性采暖暖热负荷相比比具有以下特特点：A、设备利用率率高。由于凝凝汽采暖式式机组按纯凝凝汽式机组设设计，所以一一年短时间的的采暖期内，仅仅低压缸、低低压加热器和和发电机未达达到设计能力力。大部分时时间内按纯凝凝汽工况运行行，所有设备备的利用率均均可达到1000，可收收到最大的投投资效益。相相反，若采用用抽汽式机组组，供热工况况下发电机虽虽达到设计

58、能能力。在一年年的非供暖期期内，锅炉、汽汽轮机包括进进汽部分在内内的高压部分分、除氧器、给给水泵、高压压加热器等的的能力没有得得到发挥，这这部分的投资资总和远高于于发动机。B、非采暖期（89个月）具有较高的热效率。凝汽采暖式机组的热耗仅比同容量的凝汽式机组高0.20.3，增高部分主要是由蝶阀的额外节流损失引起。相反，在非采暖期抽汽式机组的调节阀远没有开足，高压通流部分的负荷率低，变工况幅度大，总的热效率降低23。C、机组设计工工作量小。与与同容量同型型式的凝汽式式汽轮机本体体上通用，且且主辅机配套套基本相同。D、凝汽采暖暖式机组可起起到缓解电空空调器引起的的夏季用电高高峰的作用。以以东方汽轮机

59、机厂生产的NNC300为为例，冬季采采暖期NC机组比额额定功率少发发电约28，夏季季NC机组基本本恢复铭牌功功率，夏季比比冬季发电量量多，可起到到缓解电空调调引起的夏季季用电高峰的的作用。E、与凝汽式机机组在电网中中形成冬夏容容量互补。以以NC3000与N300机组组为例，冬季季采暖期NCC机组比额定定功率少发电电约28，此时时N型机组处于于冬季低背压压下，与额定定背压比可增增加电功率约约2。夏季NCC机组基本恢恢复铭牌功率率，而N型机组却因因高背压少发发电约3，从而形形成冬夏容量量互补。由此此可减少电网网中的补偿容容量，理论上上，当电网中中的NC机组总容容量达到电网网容量的177时，两者者冬

60、夏容量可可完全互补。总体上看，NCC机在非采暖暖期比C型机热经济济性高，但会会使电网中的的补偿容量增增大，而在采采暖期比C型机热经济济性稍低，因因为C型机采暖期期属设计工况况，NC机为非设设计工况，低低压缸通流量量减小，鼓风风摩擦损失增增大。从全年年来看，NCC机供采暖热热负荷具有较较高的热经济济性。2.3 原则性性热力系统的的拟定及计算算2.3.1 发发电厂原则性性热力系统的的作用与组成成以规定的符号来来表示工质按按某种热力循循环顺序流经经的各种热力力设备之间联联系的线路图图，称为发电电厂的原则性性热力系统。发电厂的原则性性热力系统表表明工质的能能量转换及其其热量利用的的过程，它反反映了发电