热力发电厂-1教材

热力发电厂杨阳2024/6/51yang7621@163.co究对象：热力发电厂整体热力发电厂是将热能转换成机械能，然后将机械能转换成电能的工厂。研究内容:不同热力发电厂热功转换理论基础汽轮机发电厂的热力设备及其热力系统热经济性的定性分析和定量计算热力发电厂2024/6/52研究方法:热量法（热力学第一定律法）——热经济性的定量计算火用方法（热力学第二定律法）——热经济性的定性分析课程要求：了解我国能源和电力工业的概况及国内外火电发展方向了解热力发电厂主要热力性能、经济性能及环保性能评价指标熟悉汽轮机发电厂的热力设备及其热力系统掌握热力发电厂经济效益分析的方法熟练运用热经济性的定性分析和定量计算2024/6/53能源分类及相关概念我国的能源资源和能源结构我国电力工业发展的特点热力发电厂的类型火力发电主要技术发展方向绪论123452024/6/54按来源：

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）

光热转换、光电转换、光化转换地球本身蕴藏的能量（原子能、地热能等）核电站

地热能就地转变成电能，200～400℃直接发电及综合利用地球和其他天体相互作用产生的能量（潮汐能）

地球－月亮－太阳系统的吸引力和热能是形成潮汐能的来源

潮汐能发电能源分类及相关概念2024/6/55按能源的基本形态：一次能源：以原始状态存在于自然界中，无需加工或转换即可直接用于供热或提供动力的能源，如煤、石油、天然气、核能、水能、太阳能、潮汐能、风能、地热能等天然能源。

一次能源可以进一步分为可再生能源和非再生能源两大类。二次能源：由一次能源经加工转换成的电能、热能（蒸汽、热水）、焦炭、煤气、各种石油制品、酒精、沼气等人工能源。电力是唯一的能够大规模利用煤炭、水力、核能的二次能源。能源分类及相关概念2024/6/56常规能源：又称传统能源，已经大规模生产和广泛利用的煤炭、石油和天然气（化石能源）、水能等。新能源：在新技术的基础上系统的开发利用的能源，如核能、太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能、氢能等。常规能源和新能源能源分类及相关概念2024/6/57人均每日能源消耗的发展人类能源的消耗由生物能源转变为煤、石油等化石能源050100150200250人均每日能源消耗（×107大卡）现代美国现代一般发达国家早期工业社会后期农业社会早期农业社会采集-狩猎社会原始社会能源分类及相关概念2024/6/58能源分类及相关概念我国的能源资源和能源结构我国电力工业发展的特点热力发电厂的类型火力发电主要技术发展方向绪论123452024/6/59能源资源丰富分布严重不均以煤炭为主要能源，电力能源一直以煤为主能源利用率低，平均能耗高能源消费水平低我国的能源资源和能源结构2024/6/5102024/6/511我国2004年化石能源探明储量及年产量

探明储量年产量石油23亿吨1.74亿吨天然气22300亿立方米408亿立方米煤1145亿吨9.9亿吨按2004年我国的化石能源探明储量及年产量，石油只够开采13年，天然气只能使用54年，煤稍还能使用116年。我国的能源资源和能源结构2024/6/512我国的能源资源和能源结构2009年全国动力煤产量分布图风能水电煤炭用电负荷我国能源资源分布图我国的能源消费结构图2024/6/5131952年2024/6/514中国各种一次能源消费百分比我国的能源资源和能源结构年份原油天然气煤核能水电再生能源能源消费总量（百万吨油当量/Mtoe）200322.12.469.30.85.31204.2200422.42.568.70.85.61423.5200520.92.669.90.85.71566.7200620.42.970.20.75.71729.8200719.53.470.50.85.91862.8200818.83.670.20.86.62002.5200917.73.771.20.76.40.32187.7201017.64.070.50.76.70.52432.2201117.74.570.40.76.00.72613.2201217.74.768.50.87.11.22735.2能源分类及相关概念我国的能源资源和能源结构我国电力工业发展的特点热力发电厂的类型火力发电主要技术发展方向绪论123452024/6/515电力装机容量、发电量持续增长我国电力工业发展的特点2024/6/516项目1882194919871995200220092014装机容量GW12(kW)1.851022143568741360世界排名2174221发电量TWh4.34961000161436505463世界排名252212024/6/517我国电力工业发展的特点清洁能源比重上升项目火电水电核电风电20117.65462.310.120.65比例（%）72.527.520138.622.800.150.75比例（%）69.130.9各种能源装机容量（亿千万）2014年，全国火电装机容量9.2亿千瓦，设备平均利用小时4706小时，同比减少314小时，是1978年以来的最低水平。2024/6/518电网规模扩大火电技术装备水平大幅提高

截止2014年2月，我国已建成投产的百万千瓦级超超临界组达到60台，超过全球同类机组保有量的总和。上海电气制造的外高桥三期2台百万千瓦机组，供电煤耗达到290g/kW·h。我国电力工业发展的特点节能减排初见成效2014年，全国供电标准煤耗321g/(kW·h)，美国的平均水平为360g/(kW·h)煤炭消费量占能源消费总量的66.0%，煤炭消费量下降2.9%——这是多年来的首次下降——《2014年国民经济和社会发展统计公报》2024/6/519我国电力工业发展的特点能源分类及相关概念我国的能源资源和能源结构我国电力工业发展的特点热力发电厂的类型火力发电主要技术发展方向绪论123452024/6/5202024/6/521热力发电厂的类型按发电厂热能的来源不同，热力发电厂可以分为：火力发电厂、原子能发电厂、太阳能发电厂、地热发电厂等。按燃料分燃煤、燃油、燃气、余热、生物质按供出能源凝汽式、热电厂按原动机类型蒸汽轮机、燃气轮机、燃气-蒸汽联合循环按蒸汽压力和温度等级中低压、高压、超高压、亚临界、超临界、超超临界火力发电厂分类能源分类及相关概念我国的能源资源和能源结构我国电力工业发展的特点热力发电厂的类型火力发电主要技术发展方向绪论123452024/6/522火力发电主要技术发展方向超临界机组（SC）+高效烟气净化技术超超临界机组（USC）+高效烟气净化技术大容量空冷机组大型循环流化床机组（CFB）燃气蒸汽联合循环机组(GTCC)整体煤气化燃气蒸汽联合循环机组（IGCC）热电（冷）联产机组以煤气化为核心的多联产技术2024/6/523超临界、超超临界机组——现实而先进的发电技术2024/6/524火力发电主要技术发展方向机组类型蒸汽参数给水温度（oC)热效率(%)亚临界17MPa/540oC/540oC27535超临界24MPa/538oC/566oC27540超超临界25MPa/600oC/600oC27545各种蒸汽参数火电机组热效率的比较

超(超）临界机组经济性估算2000年我国火电机组平均供电煤耗392g/(kW·h)，比超临界机组高70-80g/(kW·h)，比超超临界机组高104g/(kW·h)。2002年火电发电量16386亿kW·h，如一半由超（超超）临界机组发出，则每年可节约约5000～7000（9000）万吨（标准煤）；2020年为1.4-1.8(2.3)亿吨计划关停小火电30GW（煤耗高达550g/(kW·h)以上），如其中的一半用超（超超）临界机组替代，每年可节煤2000万吨；相应的节能、节水、节资源和环保效益显著。2024/6/525火力发电主要技术发展方向大容量空冷机组优点：大量节水缺点：一次性投资高、煤耗高2024/6/526火力发电主要技术发展方向自然通风冷却塔直接空冷流程图大型循环流化床机组（CFB）热效率较高、运行稳定、操作简单、燃料适应性广污染物排放量低：脱硫效率可达90%，NOx排放低于200mg/m32024/6/527火力发电主要技术发展方向燃气蒸汽气联合循环(GTCC)供电效率远远超过燃煤的蒸汽轮机电站；比投资费用低，建设周期短，用地用水都比较少；运行高度自动化，每天都能起停，便于快速“黑启动”

；运行的可用率高达85％～95％；采用天然气或液体燃料，低污染排放，无飞尘、SOx和NOx很少；燃烧天然气时，大大地减少CO2的排放量。2024/6/528火力发电主要技术发展方向整体煤气化燃气蒸汽联合循环机组（IGCC）

联合循环热效率高，并可进一步提高