熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析研究

1、分類(lèi)號(hào)鄭州電力高等專科學(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題目:熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析研究 Title : Analysis of thermal power plant thermal economic indicators 系部動(dòng)力工程系 專業(yè) 電廠熱能動(dòng)力裝置 姓名* 班級(jí)* 指導(dǎo)教師* 職稱*論文報(bào)告提交日期2012年6月1日 鄭州電力高等?？茖W(xué)校摘要：熱電聯(lián)產(chǎn)是指發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用汽輪發(fā)電機(jī)作過(guò)功的蒸汽對(duì)用戶供熱的生產(chǎn)方式。以熱電聯(lián)產(chǎn)方式運(yùn)行的火電廠稱為熱電廠。對(duì)外供熱的蒸汽源是抽汽式汽輪機(jī)的調(diào)整抽汽或背壓式汽輪機(jī)的排汽，前者供工業(yè)生產(chǎn)，后者供民用采暖。熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱具有明顯地節(jié)約能

2、源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益。熱電廠的建設(shè)是治理大氣污染和提高能源綜合利用率的重要手段之一。通過(guò)對(duì)熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行分析和研究與對(duì)不供熱機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行熱負(fù)荷的分配，熱力計(jì)算及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算比較熱量法與(火用)方法在熱力系統(tǒng)分析計(jì)算上的差別。同時(shí)，針對(duì)日益增長(zhǎng)的熱負(fù)荷需求，結(jié)合熱電廠生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行具體分析計(jì)算，得出如何做好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析的結(jié)論。關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)；熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；熱負(fù)荷；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；原則性熱力系統(tǒng)Abstract：Cogeneration power plants produce both electricity, turbine generat

3、or for the production of the power of steam users heating. Known as the thermal power plant to run cogeneration thermal power plant. Source of external heating steam extraction turbine to adjust extraction or back pressure steam turbine exhaust steam, the former for the industrial production, the la

4、tter for civil heating. Cogeneration district heating and energy conservation, improve the environment, improve the quality of heating, increasing electricity supply and other comprehensive benefits. Heat and power plant construction is an important means of air pollution and improve the comprehensi

5、ve utilization of energy. Analysis and research and not a joint operation of the heating unit heat load distribution of thermodynamic calculation and the calculation of economic indicators, according to the calculation of the heat method (fire) method in the calculation of the thermodynamic system a

6、nalysis on the hot economic operation of thermal power plants difference. For increasing the thermal load demand, combined with the practical problems of heat and power plant production run for the specific analysis and calculation, how to do the analysis of economic indicators conclusion.Keywords:

7、cogeneration; hot-economic indicators; heat load; economic operation; principle thermodynamic system目錄1緒 論12熱電聯(lián)產(chǎn)的主要設(shè)備及熱力系統(tǒng)擬定32.1 鍋爐的類(lèi)型32.2 供熱式汽輪機(jī)組的類(lèi)型32.2.1 供熱式汽輪機(jī)組的型式32.2.2 供熱式汽輪機(jī)的特點(diǎn)42.2.3 供熱式機(jī)組機(jī)型選擇52.2.4 背壓式汽輪機(jī)的類(lèi)型及特點(diǎn)62.2.5 抽汽式汽輪機(jī)主要參數(shù)的選擇62.2.6凝汽采暖兩用機(jī)組72.3 原則性熱力系統(tǒng)的擬定及計(jì)算92.3.1 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的作用與組成92.3.2 編

8、制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要步驟：92.3.3 熱電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算103熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)133.1 評(píng)價(jià)熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的兩種基本分析方法133.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的主要形式：143.3 熱電廠總熱耗量的分配及主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)153.3.1 熱電廠總熱耗量的分配153.3.2 熱電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：173.4熱電聯(lián)產(chǎn)熱經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算分析223.5結(jié)果分析294 總結(jié)與展望30結(jié)束語(yǔ)31參考文獻(xiàn)32附錄331緒 論隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電與熱能在生活中的作用越來(lái)越重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)電能耗占總能耗的1/3以上。2004年，全國(guó)燃煤火電機(jī)組已達(dá)到3.4億千瓦以上。按年運(yùn)行6000h，發(fā)電

9、煤耗400g/(kw·h)，全國(guó)需耗標(biāo)煤8.16億噸，如果發(fā)電效率提高1，將少耗標(biāo)煤8160萬(wàn)噸，減少粉塵排放量83萬(wàn)噸，減少 排放量13.3萬(wàn)噸。這對(duì)于改善環(huán)境將起到顯著作用。熱電聯(lián)產(chǎn)是根據(jù)能源梯級(jí)利用原理，先將煤、天然氣等一次能源發(fā)電，再將發(fā)電后的余熱用于供熱的先進(jìn)能源利用形式。熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源；減輕大氣污染，改善環(huán)境質(zhì)量；增加電力供應(yīng)；節(jié)約城市用地；提高供熱質(zhì)量；便于綜合利用；改善城市形象；減少安全事故等。我國(guó)政府很重視發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。1997年制定的中國(guó)21世紀(jì)議程和中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法。2000年制定的中華人民共和國(guó)大氣污染防治法等法規(guī)，都明確鼓

10、勵(lì)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。2004年國(guó)務(wù)院已經(jīng)將熱電聯(lián)產(chǎn)作為重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)工程。熱電聯(lián)產(chǎn)在我國(guó)體現(xiàn)的優(yōu)越性：(1) 節(jié)能多數(shù)熱電廠的供電標(biāo)煤耗可在360克/千瓦·時(shí)以下。分散小鍋爐供熱的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為5562.1公斤/吉焦，20萬(wàn)千瓦凝汽機(jī)組的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為350克/千瓦·時(shí)因而熱電廠能有效的節(jié)約能源。(2) 改善環(huán)境質(zhì)量分散供熱小鍋爐一般是單臺(tái)容量小，煙囪低，除塵效果差，有的小型鍋爐甚至無(wú)正規(guī)的除塵設(shè)備。而熱電廠的鍋爐容量大，熱效率高，煙囪高，除塵效率高。一般可在90以上，最近幾年推廣使用的循環(huán)流化床電站鍋爐還可以在鍋爐內(nèi)脫硫，更有利于環(huán)境保護(hù)。由于熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)省大量燃料，鍋爐容量大

11、，熱效率高，除塵效果好并能高空排放，故能有效地改善環(huán)境質(zhì)量。(3) 緩和當(dāng)?shù)仉娏o張熱電聯(lián)產(chǎn)的建設(shè)有效的緩和了當(dāng)?shù)仉娏o張的被動(dòng)情況，有的熱電廠已形成當(dāng)?shù)氐闹匾娫袋c(diǎn)。熱電廠都建在熱負(fù)荷中心，區(qū)域熱電廠的上網(wǎng)電量也在就近消化，而電力系統(tǒng)的大型電站則要遠(yuǎn)距離輸電，由熱電廠供電減少的線路損失也是可觀的經(jīng)濟(jì)效益。(4) 提高供熱質(zhì)量，發(fā)展生產(chǎn)，改善人民生活分散小鍋爐房由于設(shè)備條件限制和煤質(zhì)變化，不易保證供熱質(zhì)量，壓力和溫度的波動(dòng)會(huì)影響工藝生產(chǎn)。居民采暖的小鍋爐，一般為間斷供熱，供熱時(shí)間短，溫度低，熱電廠集體供熱連續(xù)運(yùn)行，穩(wěn)定可靠，供熱質(zhì)量高。(5) 為灰渣綜合利用創(chuàng)造了有利條件分散供熱時(shí)灰渣不好集中

12、利用，熱電聯(lián)產(chǎn)則為灰渣綜合利用創(chuàng)造了有利條件。(6) 節(jié)約寶貴的城建用地工業(yè)企業(yè)中的鍋爐房連同煤場(chǎng)、渣場(chǎng)要占用比較大的面積，對(duì)老工業(yè)城市，有的連擴(kuò)建一臺(tái)鍋爐的地方都很緊張，因而想盡快實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，原來(lái)的鍋爐房和煤場(chǎng)、灰場(chǎng)可移做他用以擴(kuò)大再生產(chǎn)。本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及任務(wù)就是根據(jù)我國(guó)能源利用現(xiàn)狀及燃料供應(yīng)以煤為主的特點(diǎn)，了解熱電聯(lián)產(chǎn)具有明顯的節(jié)能和環(huán)保效益，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段和措施。利用熱量法和(火用)方法在能量的數(shù)量和質(zhì)量上對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)進(jìn)行分析計(jì)算，為供熱機(jī)組“以熱定電”運(yùn)行提供依據(jù)，得出熱電聯(lián)產(chǎn)最佳負(fù)荷分配方法。闡述熱電聯(lián)產(chǎn)原則性熱力系統(tǒng)擬定，主設(shè)備性能的優(yōu)選，使供熱機(jī)組達(dá)到熱盡

13、其用的目的。2熱電聯(lián)產(chǎn)的主要設(shè)備及熱力系統(tǒng)擬定熱能和電能聯(lián)合生產(chǎn)稱為熱電聯(lián)產(chǎn)，是根據(jù)能源梯級(jí)利用原理，先將煤、天然氣等一次能源發(fā)電，再將發(fā)電后的余熱用于供熱的能量生產(chǎn)方式。實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)必須具備的基本條件是：有熱用戶，而且要保證熱用戶所需要的參數(shù)（壓力和溫度）和流量；在供熱的同時(shí)還要保證必須數(shù)量的電能。熱電廠的主要設(shè)備有鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，特別是鍋爐和供熱機(jī)組的類(lèi)型和參數(shù)選擇最為重要。2.1 鍋爐的類(lèi)型鍋爐是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿脑O(shè)備。燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能的方式是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)燃燒來(lái)完成的。燃燒的方式主要有分層燃燒和懸浮燃燒，懸浮燃燒又有噴燃式和流化床（沸騰床）兩種。根據(jù)燃燒方式分類(lèi)，有鏈條

14、爐（層燃式）、煤粉爐、旋風(fēng)爐（噴燃）及循環(huán)流化床鍋爐。鏈條爐適合燃燒優(yōu)質(zhì)的煤種，而煤粉爐及循環(huán)流化床鍋爐則適合燃用劣質(zhì)的煤種，特別是循環(huán)流化床鍋爐，不僅可燃燒劣質(zhì)煤，而且煤種適應(yīng)性廣；還可以進(jìn)行爐內(nèi)脫硫，達(dá)到清潔燃燒，減少及的排放量，是目前熱電廠建設(shè)的首選爐型。鍋爐將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成能做功的蒸汽熱能，需要將鍋爐煙氣的熱能傳遞給工質(zhì)水蒸汽，鍋爐中的工質(zhì)汽、水為了更好地吸收煙氣的熱量，有不同的運(yùn)行方式自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)和直流鍋爐等。2.2 供熱式汽輪機(jī)組的類(lèi)型2.2.1 供熱式汽輪機(jī)組的型式現(xiàn)代熱電廠中，由于電力和熱力負(fù)荷種類(lèi)及數(shù)量不同，熱電廠中的主要供熱設(shè)備汽輪機(jī)的形式有多種。為了在熱電廠設(shè)計(jì)

15、時(shí)正確選擇供熱式機(jī)組，進(jìn)行熱電廠熱力系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)計(jì)算，確定熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以及在運(yùn)行中合理安排供熱機(jī)組的運(yùn)行方式等，必須對(duì)供熱機(jī)組的形式及動(dòng)力特性有充分的了解。供熱式汽輪機(jī)是一種同時(shí)承擔(dān)供熱和發(fā)電兩項(xiàng)任務(wù)的汽輪機(jī)，主要有背壓式（純背壓式B型機(jī)、 抽汽背壓式CB型機(jī)）、調(diào)節(jié)抽汽式（一次調(diào)節(jié)抽汽式C型機(jī)、兩次調(diào)節(jié)抽汽式CC型機(jī)）和凝汽采暖兩用機(jī)組（NC型機(jī)）三種類(lèi)型。提高汽輪機(jī)排汽壓力，由排汽向熱用戶直接供熱或采用熱交換器的方式向熱用戶供熱，這種利用做過(guò)功的排汽進(jìn)行供熱的汽輪機(jī)，稱為背壓式汽輪機(jī)。從汽輪機(jī)某中間級(jí)抽出做過(guò)功的蒸汽，向外界熱用戶供熱，減少進(jìn)入凝汽器內(nèi)的排汽量，這種利用中間抽汽供熱方式的

16、機(jī)組，稱為抽汽式汽輪機(jī)組。抽汽式汽輪機(jī)是將汽輪機(jī)的某一級(jí)或兩級(jí)抽汽供給熱用戶；其余的蒸汽和純凝汽電廠一樣回?zé)岷妥龉?。凝汽采暖兩用機(jī)組是在中壓缸至低壓缸的導(dǎo)汽管上設(shè)置了蝶閥，在采暖期以減少發(fā)電來(lái)增加對(duì)外供熱，在非采暖期仍然為凝汽式機(jī)組。大型熱電站用的供熱式汽輪機(jī)，幾乎都是一方面通過(guò)電網(wǎng)供電，一方面通過(guò)熱網(wǎng)向熱用戶供熱。為了完成供電和供熱兩項(xiàng)任務(wù)，供熱式汽輪機(jī)必須在一定的裝置系統(tǒng)中工作，才能獲得滿意的效果。2.2.2 供熱式汽輪機(jī)的特點(diǎn)背壓式汽輪機(jī)的排汽用來(lái)供熱，排汽放出的熱量不再是一項(xiàng)能量損失。機(jī)組的熱耗率與熱力系統(tǒng)的循環(huán)熱效率和機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率無(wú)關(guān)，而只決定于鍋爐效率、管道效率、機(jī)械效率和發(fā)電

17、機(jī)效率。蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的焓降只取決于蒸汽的初參數(shù)和終參數(shù)。背壓式機(jī)組排汽壓力和過(guò)熱度根據(jù)有關(guān)資料確定后，其排汽量由總供熱量決定。背壓式機(jī)組的排汽狀態(tài)和供熱量以及回水參數(shù)確定后，其進(jìn)汽量也就確定了。這時(shí)背壓式機(jī)組能夠發(fā)出的功率決定于進(jìn)汽和排汽參數(shù)。進(jìn)汽參數(shù)越高，其絕熱焓降也越大，所發(fā)出的功率也越大。在對(duì)熱電廠進(jìn)行全面分析之后才能選擇最佳進(jìn)汽參數(shù)，國(guó)產(chǎn)背壓機(jī)組312MW的進(jìn)汽參數(shù)一般為3.434.9Mpa，溫度為435。其背壓因機(jī)而異，最低的為0.29 Mpa,最高的為3.63 Mpa。背壓機(jī)組在運(yùn)行中不得使排汽壓力過(guò)多的低于額定壓力，以防止末級(jí)葉片超負(fù)荷運(yùn)行，致使設(shè)備損壞。在運(yùn)行中背壓式汽輪機(jī)是

18、按照“以熱定電”的運(yùn)行方式，電能和熱能不能單獨(dú)調(diào)節(jié)，沒(méi)有熱負(fù)荷時(shí)，背壓機(jī)不能單獨(dú)運(yùn)行。當(dāng)用戶要求增加熱負(fù)荷時(shí)，必須多供給汽輪機(jī)蒸汽，這樣發(fā)電量也要相應(yīng)增加。當(dāng)滿足供熱時(shí)，所差的電容量由電網(wǎng)補(bǔ)償，因而增大了電網(wǎng)的備用容量。抽汽式機(jī)組克服了背壓式機(jī)組供熱的缺點(diǎn)，可同時(shí)滿足熱、電負(fù)荷兩者隨時(shí)變化的需要。抽汽從汽輪機(jī)的某中間級(jí)抽出送往熱用戶，蒸汽在熱用戶放熱后，其凝結(jié)水又被部分或全部回收至電廠的疏水回收器中，再由水泵重新送往鍋爐循環(huán)使用。如果在運(yùn)行中熱負(fù)荷增大時(shí)，汽輪機(jī)則根據(jù)熱負(fù)荷的需要增大進(jìn)汽量，滿足外界熱負(fù)荷增加的需要。汽輪機(jī)進(jìn)汽量增加，電負(fù)荷亦相應(yīng)增大，這時(shí)為維持電負(fù)荷不變，由中壓調(diào)節(jié)汽閥控制進(jìn)

19、入汽輪機(jī)低壓缸的進(jìn)汽量，減少低壓缸的負(fù)荷，而高壓缸負(fù)荷相應(yīng)增加時(shí)總發(fā)電量保持不變，使熱電負(fù)荷達(dá)到了新的平衡。因此抽汽式汽輪機(jī)在熱負(fù)荷不夠穩(wěn)定的熱電廠中得到廣泛采用。當(dāng)外界熱負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，可以同時(shí)調(diào)節(jié)供熱用的抽汽量和汽輪機(jī)總的進(jìn)汽量，以使發(fā)電量保持不變。2.2.3 供熱式機(jī)組機(jī)型選擇對(duì)于生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷等的全年性熱負(fù)荷，一年四季變化不大，一般可選用背壓式或抽汽式機(jī)組，具體以兩種機(jī)型的節(jié)煤量為基礎(chǔ)，再通過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。對(duì)于采暖、通風(fēng)等的季節(jié)性熱負(fù)荷，在全天中相對(duì)比較穩(wěn)定而在全年中變化很大，只有采暖期才存在一般選用凝汽采暖兩用機(jī)組或抽汽式機(jī)組，具體也是以兩種機(jī)型的節(jié)煤量為基礎(chǔ)，再通過(guò)全面的技術(shù)

20、經(jīng)濟(jì)比較確定。當(dāng)一臺(tái)機(jī)組要同時(shí)承擔(dān)全年性熱負(fù)荷和季節(jié)性熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)裝設(shè)抽汽式機(jī)組。2.2.4 背壓式汽輪機(jī)的類(lèi)型及特點(diǎn)背壓式汽輪機(jī)的主要任務(wù)是在一定排汽參數(shù)下供應(yīng)用戶規(guī)定的蒸汽量，并能同時(shí)發(fā)出一定的電能。它與凝汽式汽輪機(jī)相比，沒(méi)有凝汽設(shè)備。由于沒(méi)有凝汽器中的冷卻損失，所以在經(jīng)濟(jì)上是優(yōu)越的。如下圖2.1：圖2.1 背壓式汽輪機(jī)裝置簡(jiǎn)圖背壓式汽輪機(jī)無(wú)法同時(shí)滿足熱、電兩種負(fù)荷。其基本的運(yùn)行方式是：“以熱定電”，電能并入電網(wǎng)，電負(fù)荷的變動(dòng)由電網(wǎng)中并列運(yùn)行的其它機(jī)組承擔(dān)。熱負(fù)荷缺少的供熱蒸汽由鍋爐減溫減壓后供給，此時(shí)熱電廠的經(jīng)濟(jì)性要下降。如果需要將現(xiàn)有的中壓電廠加以改造，可以設(shè)置背壓式汽輪機(jī)，用它的排汽

21、供給進(jìn)汽壓力較低的汽輪機(jī)使用。這種背壓式汽輪機(jī)稱為前置式汽輪機(jī)，其排汽壓力要根據(jù)原有機(jī)組的參數(shù)選擇。2.2.5 抽汽式汽輪機(jī)主要參數(shù)的選擇（1）設(shè)計(jì)流量的選擇設(shè)計(jì)一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)時(shí)，高壓缸的設(shè)計(jì)流量可選為額定功率和額定抽汽量時(shí)總進(jìn)汽量的1.2倍，對(duì)于二次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)中壓缸的設(shè)計(jì)流量可選為額定功率、工業(yè)抽汽量為零而供暖抽汽量為最大時(shí)的總進(jìn)汽量的7090。低壓缸的設(shè)計(jì)流量是機(jī)組在額定功率，調(diào)節(jié)抽汽為零時(shí)通過(guò)低壓缸流量的6080，因?yàn)檫@種工況不常遇到，故其設(shè)計(jì)流量選得較小些，以免在經(jīng)常運(yùn)行工況下，通流面積過(guò)大，使效率降低，但是為了帶走因摩擦鼓風(fēng)損失熱量，低壓缸最小流量應(yīng)為低壓缸設(shè)計(jì)流量的51

22、0。（2）抽汽壓力的選擇一次調(diào)節(jié)抽汽壓力應(yīng)在滿足外界熱用戶的要求下，盡量降低其壓力值，這樣抽汽的理想焓降較大，可以提高機(jī)組的發(fā)電量，改善其經(jīng)濟(jì)性。如將工業(yè)抽汽壓力由11.2MPa降低到0.60.7MPa,供暖抽汽壓力由0.120.25Mpa降低到0.050.25 Mpa，則可使機(jī)組的發(fā)電經(jīng)濟(jì)性顯著提高。有些機(jī)組甚至采用兩次供暖抽汽，高壓供暖壓力范圍為0.060.25 Mpa。低壓供暖壓力范圍為0.030.2 Mpa。根據(jù)不同需要采用兩次供暖抽汽與采用一次供暖抽汽相比可降低燃料消耗量的34。2.2.6凝汽采暖兩用機(jī)組凝汽采暖式機(jī)組是一種新型供熱式機(jī)組，采用在凝汽式機(jī)組中低壓缸的導(dǎo)汽管上安裝蝶閥，

23、在采暖期通過(guò)關(guān)小蝶閥，減少低壓缸的進(jìn)汽量，即減小電功率的方法來(lái)對(duì)外供熱。是專為季節(jié)性采暖熱負(fù)荷設(shè)計(jì)的。其示意圖如下圖2.2：圖2.2 凝汽-采暖式機(jī)組熱力系統(tǒng)示意圖與抽汽式機(jī)組供季節(jié)性采暖熱負(fù)荷相比具有以下特點(diǎn)：（1）設(shè)備利用率高。由于凝汽采暖式機(jī)組按純凝汽式機(jī)組設(shè)計(jì)，所以一年短時(shí)間的采暖期內(nèi)，僅低壓缸、低壓加熱器和發(fā)電機(jī)未達(dá)到設(shè)計(jì)能力。大部分時(shí)間內(nèi)按純凝汽工況運(yùn)行，所有設(shè)備的利用率均可達(dá)到100，可收到最大的投資效益。相反，若采用抽汽式機(jī)組，供熱工況下發(fā)電機(jī)雖達(dá)到設(shè)計(jì)能力。在一年的非供暖期內(nèi)，鍋爐、汽輪機(jī)包括進(jìn)汽部分在內(nèi)的高壓部分、除氧器、給水泵、高壓加熱器等的能力沒(méi)有得到發(fā)揮，這部分的投資

24、總和遠(yuǎn)高于發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）非采暖期（89個(gè)月）具有較高的熱效率。凝汽采暖式機(jī)組的熱耗僅比同容量的凝汽式機(jī)組高0.20.3，增高部分主要是由蝶閥的額外節(jié)流損失引起。相反，在非采暖期抽汽式機(jī)組的調(diào)節(jié)閥遠(yuǎn)沒(méi)有開(kāi)足，高壓通流部分的負(fù)荷率低，變工況幅度大，總的熱效率降低23。（3）機(jī)組設(shè)計(jì)工作量小。與同容量同型式的凝汽式汽輪機(jī)本體上通用，且主輔機(jī)配套基本相同。（4）凝汽采暖式機(jī)組可起到緩解電空調(diào)器引起的夏季用電高峰的作用。以東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的NC300為例，冬季采暖期NC機(jī)組比額定功率少發(fā)電約28，夏季NC機(jī)組基本恢復(fù)銘牌功率，夏季比冬季發(fā)電量多，可起到緩解電空調(diào)引起的夏季用電高峰的作用。（5）與凝汽式機(jī)

25、組在電網(wǎng)中形成冬夏容量互補(bǔ)。以NC300與N300機(jī)組為例，冬季采暖期NC機(jī)組比額定功率少發(fā)電約28，此時(shí)N型機(jī)組處于冬季低背壓下，與額定背壓比可增加電功率約2。夏季NC機(jī)組基本恢復(fù)銘牌功率，而N型機(jī)組卻因高背壓少發(fā)電約3，從而形成冬夏容量互補(bǔ)。由此可減少電網(wǎng)中的補(bǔ)償容量，理論上，當(dāng)電網(wǎng)中的NC機(jī)組總?cè)萘窟_(dá)到電網(wǎng)容量的17時(shí)，兩者冬夏容量可完全互補(bǔ)?？傮w上看，NC機(jī)在非采暖期比C型機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性高，但會(huì)使電網(wǎng)中的補(bǔ)償容量增大，而在采暖期比C型機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性稍低，因?yàn)镃型機(jī)采暖期屬設(shè)計(jì)工況，NC機(jī)為非設(shè)計(jì)工況，低壓缸通流量減小，鼓風(fēng)摩擦損失增大。從全年來(lái)看，NC機(jī)供采暖熱負(fù)荷具有較高的熱經(jīng)濟(jì)性。2.3

26、原則性熱力系統(tǒng)的擬定及計(jì)算2.3.1 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的作用與組成以規(guī)定的符號(hào)來(lái)表示工質(zhì)按某種熱力循環(huán)順序流經(jīng)的各種熱力設(shè)備之間聯(lián)系的線路圖，稱為發(fā)電廠的原則性熱力系統(tǒng)。發(fā)電廠的原則性熱力系統(tǒng)表明工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換及其熱量利用的過(guò)程，它反映了發(fā)電廠能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程的技術(shù)完善程度和發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的好壞。由于原則性熱力系統(tǒng)只表示工質(zhì)流過(guò)時(shí)狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化的各種熱力設(shè)備，故圖中同類(lèi)型同參數(shù)的設(shè)備只用一個(gè)來(lái)表示，并且它僅表明設(shè)備之間的主要聯(lián)系，因此備用設(shè)備、管道及附件不畫(huà)出。原則性熱力系統(tǒng)的作用主要是用來(lái)計(jì)算和確定各設(shè)備、管道的汽水流量，發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等，故又稱為計(jì)算熱力系統(tǒng)。發(fā)電廠的原則性熱力系統(tǒng)

27、主要由以下各局部系統(tǒng)組成：鍋爐、汽輪機(jī)、主蒸汽及再熱蒸汽管道和凝汽設(shè)備的連接系統(tǒng)；給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)；除氧器和給水箱系統(tǒng)；補(bǔ)充水系統(tǒng)；連續(xù)排污及熱量利用系統(tǒng)。2.3.2 編制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要步驟：發(fā)電廠的設(shè)計(jì)，必須按照國(guó)家規(guī)定的基本建設(shè)程序進(jìn)行，其程序應(yīng)為：初步可行性研究，可行性研究，初步設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)。在初步可行性研究報(bào)告中首先要確定在項(xiàng)目發(fā)電廠的型式，容量及其規(guī)劃容量。通過(guò)對(duì)原則性熱力系統(tǒng)的計(jì)算來(lái)確定某些典型工況時(shí)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；根據(jù)額定工況，最大工況時(shí)算得的各項(xiàng)汽水流量，來(lái)選擇主輔熱力設(shè)備；并據(jù)以繪制發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)。合理的擬定、正確的分析論證原則性熱力系統(tǒng)，是火電廠可行

28、性研究及初步設(shè)計(jì)中熱機(jī)部分的主要內(nèi)容。擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要內(nèi)容及其步驟如下：（1）確定發(fā)電廠的型式及規(guī)劃容量（2）選擇汽輪機(jī)（3）繪發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖（4）發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算（5）選擇鍋爐（6）選擇熱力輔助設(shè)備2.3.3 熱電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算（1）計(jì)算目的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算的主要目的是要確定在不同負(fù)荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由此可衡量熱力設(shè)備的完善性，熱力系統(tǒng)的合理性，運(yùn)行的安全性和全廠的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于僅有全年性熱負(fù)荷的熱電廠，一般只計(jì)算電、熱負(fù)荷均為最大時(shí)的工況和電負(fù)荷為最大、熱負(fù)荷為平均值時(shí)的工況兩種。對(duì)于有季節(jié)性熱負(fù)荷

29、的熱電廠，還要計(jì)算季節(jié)性熱負(fù)荷為零時(shí)的夏季工況，校核熱電廠在最大熱負(fù)荷時(shí)，抽汽凝汽式汽輪機(jī)最小凝汽流量。（2）計(jì)算的原始資料1）計(jì)算條件下的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖2）給定的電廠計(jì)算工況3）汽輪機(jī)、鍋爐及熱力系統(tǒng)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)4）給定工況下輔助熱力系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)（3）計(jì)算方法及步驟原則性熱力系統(tǒng)的計(jì)算就是聯(lián)立求解多元一次線性方程組。計(jì)算基本公式是熱平衡式、物質(zhì)平衡式和汽輪機(jī)功率方程式。計(jì)算可以相對(duì)量，即以1的汽輪機(jī)新汽耗量為基準(zhǔn)來(lái)計(jì)算，逐步算出與之相應(yīng)的其它汽水流量的相對(duì)值，最后根據(jù)汽輪機(jī)功率方程式求得汽輪機(jī)的汽耗量以及各汽水流量的絕對(duì)值。也可用絕對(duì)量來(lái)計(jì)算，或先估算新汽耗量，順序求得各汽水流量

30、的絕對(duì)值，然后求得汽輪機(jī)功率并予以校正。計(jì)算可用傳統(tǒng)方法，也可用其它方法；也可定功率、定供熱量計(jì)算，或定流量計(jì)算；還可以用正平衡、反平衡計(jì)算等眾多方式。（4）整理原始材料。此步驟要求得各計(jì)算點(diǎn)的汽水比焓值，編制汽水參數(shù)表。值得注意的是除了汽輪機(jī)外，還應(yīng)包括鍋爐、輔助設(shè)備的原始數(shù)據(jù)。當(dāng)一些小汽水流未給出時(shí)，可近似選為汽輪機(jī)汽耗量的比值，如射汽抽氣器新汽耗量和軸封用汽，可取為0.5，2；廠內(nèi)工質(zhì)泄漏汽水損失和鍋爐連續(xù)排污量的數(shù)值，應(yīng)參照電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)（試行）所規(guī)定的允許值選取。通常把廠內(nèi)汽水損失作為集中發(fā)生在新蒸汽管道上處理。當(dāng)鍋爐效率未給定時(shí)，可參考同參數(shù)、同容量、燃用煤種相同的同類(lèi)工程的

31、鍋爐效率選取。汽包壓力未給出時(shí)，可近似按過(guò)熱器出口壓力的1.25倍選取。鍋爐連續(xù)排污擴(kuò)容器壓力的確定，應(yīng)視該擴(kuò)容器出口蒸汽引至何處而定，若引至除氧器，還需考慮除氧器滑壓運(yùn)行或定壓運(yùn)行而定，并選取合理的壓損，最后才能確定鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)中有關(guān)汽水的比焓值、。（5）按“先外后內(nèi)，由高到低”順序計(jì)算。先計(jì)算鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)，熱電廠要根據(jù)熱負(fù)荷，確定汽輪機(jī)的供熱抽汽量。求得、之后，再進(jìn)行“內(nèi)部”回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算，此后的計(jì)算與機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)“由高到低”的計(jì)算順序完全一致，即通過(guò)聯(lián)立求解多元一次線性方程組。鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)計(jì)算的目的在于確定由擴(kuò)容器所分離出來(lái)的蒸汽量和補(bǔ)充水在排污冷卻器中的溫升，從而

32、確定排污利用系統(tǒng)所回收的工質(zhì)和熱量。3熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)3.1 評(píng)價(jià)熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的兩種基本分析方法凝汽式火力發(fā)電廠將燃料中的化學(xué)能在鍋爐中釋放出來(lái)并轉(zhuǎn)換為蒸汽能量，蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用以拖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為對(duì)外供應(yīng)的電能。在這些能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中總有部位不同，大小不等，原因各異的能量損失，正是通過(guò)衡量能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中能量利用程度（正熱平衡方法）或能量損失大小（反熱平衡方法）來(lái)評(píng)價(jià)火電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。評(píng)價(jià)火電廠熱經(jīng)濟(jì)性的方法有很多，但從熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)分析，只有兩種基本分析方法，即基于熱力學(xué)第一定律的熱量法和基于熱力學(xué)第二定律的(火用)方法。 熱量法是從能

33、量轉(zhuǎn)換的數(shù)量來(lái)評(píng)價(jià)其效果的，其指標(biāo)是熱力學(xué)第一定律效率，即有效利用的熱量與供給熱量之比。動(dòng)力裝置的熱力學(xué)第一定律效率為：式中：外部熱源供給的熱量； 該動(dòng)力裝置的理想比內(nèi)功（以熱量計(jì)）； 循環(huán)中各項(xiàng)能量損失之和； 各項(xiàng)能量損失系數(shù)之和；(火用)方法從能量的質(zhì)量（品位）來(lái)評(píng)價(jià)其效果，其指標(biāo)為熱力學(xué)第二定律效率，即有效利用的可用能與供給的可用能之比。動(dòng)力循環(huán)熱力學(xué)第二定律為：式中：供入系統(tǒng)的可用能； 循環(huán)中各項(xiàng)不可逆因素導(dǎo)致的各項(xiàng)可用能損失之和； 循環(huán)中各項(xiàng)可用能損失系數(shù)之和；3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的主要形式：（1）鍋爐加熱供熱式汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（2）燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（3）內(nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（4）燃

34、料電池我們主要采用鍋爐加熱供熱式汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。指熱電廠同時(shí)對(duì)熱電用戶供應(yīng)電能和熱能，而其生產(chǎn)的熱能取自汽輪機(jī)做過(guò)部分功的蒸汽，即同一股蒸汽流先發(fā)電后供熱。其熱力循環(huán)稱為供熱循環(huán)，這種發(fā)電廠稱為熱電廠。如下圖3.1：圖3.1 C型供熱機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖供熱式汽輪機(jī)除有一次調(diào)節(jié)抽汽式（C型）汽輪機(jī)，兩次調(diào)節(jié)抽汽式（CC型）汽輪機(jī)，還有背壓（B型）汽輪機(jī)（如下圖3.2）等。圖3.2 背壓機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖3.3 熱電廠總熱耗量的分配及主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.3.1 熱電廠總熱耗量的分配由于熱電廠既發(fā)電又供熱，為了確定其電能與熱能的生產(chǎn)成本及分項(xiàng)的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須將熱電廠總熱耗量合理的分配給兩種產(chǎn)品

35、。熱電廠總熱耗量：kJ/h kJ/kg 式中 熱電廠總?cè)剂舷牧?，kg/h； 、熱電廠供熱、發(fā)電的熱耗量，kJ/h；熱電廠總熱耗量分配的實(shí)質(zhì)，是將在熱電兩種產(chǎn)品間分配為、。通常先確定分配到供熱方面的熱耗量，再應(yīng)用下式求出發(fā)電方面的熱耗量。 ，kJ/h對(duì)熱電廠總總熱耗量分配方法的要求是：既要反映電、熱兩種產(chǎn)品的品位不同，又要反映熱電聯(lián)產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)完善程度，且計(jì)算簡(jiǎn)便，為國(guó)家節(jié)約能源，促進(jìn)熱電事業(yè)發(fā)展。我們可將分配方法歸納為三類(lèi)典型的熱電廠總熱耗量分配方法，一類(lèi)是熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸電法（熱量法），另一類(lèi)是熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸熱法（實(shí)際焓降法），兩者是分配的兩個(gè)不同極端方法，還有一類(lèi)方法是降低熱電聯(lián)產(chǎn)效益折衷

36、分?jǐn)傇诎l(fā)電、供熱兩個(gè)方面，這類(lèi)方法有多種，如做功能力法，凈效益法等。（1）熱量法熱量法以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)，只考慮能量的數(shù)量，不考慮能量的質(zhì)量差別，簡(jiǎn)單直觀，便于利用。熱量法將熱電廠總熱耗量按照生產(chǎn)熱、電兩種能量產(chǎn)品的數(shù)量來(lái)比例。首先確定分配給供熱方面的熱量。分配給供熱方面熱耗量為：，kJ/h式中熱電廠向外供出的熱量，kJ/h；熱用戶需要的熱量，kJ/h；熱網(wǎng)效率；（2）實(shí)際焓降法實(shí)際焓降法分配給供熱方面的熱耗量，按聯(lián)產(chǎn)供熱汽流在汽輪機(jī)中少做的內(nèi)功占新汽所做內(nèi)功的比例來(lái)分配總熱耗量。分配供熱方面的熱耗量：，kJ/h 式中 熱電廠聯(lián)產(chǎn)供熱蒸汽量，kg/h；此式適用于非再熱機(jī)組。此方法考慮了供熱

37、抽汽品質(zhì)方面的差別，熱用戶要求的供熱參數(shù)越高，供熱方面分?jǐn)偟臒岷牧吭酱?，可以鼓?lì)熱用戶降低用熱參數(shù)，提高熱化節(jié)能效果；這種方法把熱化發(fā)電的冷源損失無(wú)償供給了熱用戶，熱電聯(lián)產(chǎn)的好處全部歸供熱所有，又稱“好處歸熱法”。（3）做功能力法做功能力法分配給供熱方面的熱耗量，是按聯(lián)產(chǎn)汽流的最大做功能力占新蒸汽的最大做功能力來(lái)分配總熱耗量的。分配給供熱方面的熱耗量：，kJ/h式中：新蒸汽和供熱抽汽的比焓，kJ/kg； 新蒸汽和供熱抽汽的比，kJ/kg；新蒸汽和供熱抽汽的比熵，kJ/（kgk）； 環(huán)境溫度，k；3.3.2 熱電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)用來(lái)表示熱力設(shè)備或系統(tǒng)能量利用及轉(zhuǎn)換過(guò)程的技術(shù)完善程度。

38、凝汽式發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如全廠熱效率、全廠熱耗率和標(biāo)準(zhǔn)煤耗率既是數(shù)量指標(biāo)，又是質(zhì)量指標(biāo)。熱電廠的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要復(fù)雜多，表現(xiàn)在：熱電聯(lián)產(chǎn)汽流既發(fā)電又供熱，熱電兩種產(chǎn)品的質(zhì)量不同；若供熱參數(shù)不同，熱能的品位也有所不同；熱電廠有時(shí)還存在分產(chǎn)發(fā)電或分產(chǎn)供熱。熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)能反映能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的技術(shù)完善程度，既能用于供熱式機(jī)組間，熱電廠間進(jìn)行比較，也能便于在凝氣式電廠和熱電廠間比較。熱電廠總的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（1）熱電廠的燃料利用系數(shù)熱電廠的燃料利用系數(shù)又稱熱電廠總熱效率，是指熱電廠生產(chǎn)的電熱兩種產(chǎn)品的總能量與其消耗的燃料能量之比，即：式中 熱電廠的供熱量，kJ/h； 熱電廠的煤耗量，kg/h；熱電

39、廠的燃料的利用系數(shù)將高品位的電能按熱量單位折算后與對(duì)外供熱量相加，是數(shù)量指標(biāo)，不能表明熱、電兩種能量產(chǎn)品在品位上的差別，只能表明燃料能量在數(shù)量上的有效利用程度。電廠運(yùn)行時(shí)，熱電廠的燃料利用系數(shù)可能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動(dòng)，尤其是裝有抽汽式供熱機(jī)組的熱電廠：當(dāng)熱負(fù)荷為零時(shí)，由于其絕對(duì)內(nèi)效率比相同蒸汽初參數(shù)的凝汽式機(jī)組還??；所以也會(huì)比凝汽式發(fā)電廠的效率低；供熱式汽輪機(jī)帶高熱負(fù)荷時(shí)，可高達(dá)7080；當(dāng)供熱式汽輪機(jī)停止運(yùn)行，發(fā)電量為零，直接用鍋爐的新蒸汽減壓減溫后對(duì)外供熱時(shí)，沒(méi)有按質(zhì)用能，但也很高，顯然這是不合理的。既不能比較供熱式機(jī)組間的熱經(jīng)濟(jì)性，也不能比較熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，因此不能作為評(píng)價(jià)熱電廠熱經(jīng)濟(jì)

40、性的單一指標(biāo)。在設(shè)計(jì)熱電廠時(shí)，用以估算熱電廠燃料的消耗量。（2）供熱式機(jī)組的熱化發(fā)電率w熱化發(fā)電率又稱熱電比，只與聯(lián)產(chǎn)汽流生產(chǎn)的電能和熱能有關(guān)，聯(lián)產(chǎn)汽流生產(chǎn)的電能稱為熱化發(fā)電量，聯(lián)產(chǎn)汽流生產(chǎn)的熱量稱為熱化供熱量，熱化發(fā)電量與熱化供熱量的比值稱為熱化發(fā)電率w，即：，kw·h/GJ熱化發(fā)電率w的意義為供熱機(jī)組每單位吉焦熱化供熱量的熱化發(fā)電量，是評(píng)價(jià)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)完善程度的質(zhì)量指標(biāo)。，（kw·h）/h，（kw·h）/h式中 外部熱化發(fā)電量，指對(duì)外供熱抽汽的熱化發(fā)電量，（kw·h）/h； 內(nèi)部熱化發(fā)電量，指供熱返回水引入回?zé)峒訜崞髟黾拥母骷?jí)回?zé)岢槠l(fā)出的電量，（

41、kw·h）/h； 供熱返回水經(jīng)過(guò)的回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)； 各級(jí)抽汽加熱供熱返回水所增加的回?zé)岢槠?，GJ/h式中 供熱返回水和補(bǔ)充水的混合比焓， 為補(bǔ)充水比焓；為供熱返回水比焓；為供熱回水率，1，kJ/kg；式中 、外部、內(nèi)部熱化發(fā)電率，kw·h/GJ，kw·h/GJ ，kw·h/GJ一般內(nèi)部熱化發(fā)電量在總熱化發(fā)電量中所占的份額不大，近似計(jì)算中可忽略不計(jì)，影響w的因素有供熱機(jī)組的初參數(shù)，抽汽參數(shù)、回?zé)釁?shù)、回水溫度、回水率、補(bǔ)充水溫度、設(shè)備的技術(shù)完善程度以及回水所流經(jīng)的加熱器的級(jí)數(shù)等。當(dāng)供熱機(jī)組的汽水參數(shù)一定時(shí)，熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的技術(shù)完善程度越高，熱化發(fā)電量越高，即

42、對(duì)外供熱量相同時(shí)，熱化發(fā)電量越大，從而可以減少本電廠或電力系統(tǒng)的凝汽發(fā)電量，節(jié)省更多的燃料。所以w是評(píng)價(jià)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)完善程度的質(zhì)量指標(biāo)。要注意的是熱化發(fā)電率只能用來(lái)比較供熱參數(shù)相同的供熱式機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，不能比較供熱參數(shù)不同的熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，也不能用以熱電廠和凝汽式電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。因此，熱化發(fā)電率不能作為評(píng)價(jià)熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性的單一指標(biāo)。（3）熱電廠的熱電比熱電比為供熱機(jī)組熱化供熱量與發(fā)電量之比。熱電廠要實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，不供熱就不能叫熱電廠，因此對(duì)熱電比應(yīng)有底線的要求。對(duì)于凝汽火電廠，汽輪機(jī)排出的已做過(guò)功的蒸汽熱量完全變成了廢熱，雖然整個(gè)動(dòng)力裝置的發(fā)電量很大，但無(wú)供熱的成份，故熱電比為零。對(duì)背壓式

43、供熱機(jī)組，其排汽熱量全部被利用，可以得到很高的熱電比。對(duì)于抽汽式供熱機(jī)組，因抽汽量是可調(diào)節(jié)的，可隨外界熱負(fù)荷的變化而變化，當(dāng)抽汽量最大時(shí)，凝汽流量很小，只用來(lái)維持低壓缸的溫度不過(guò)分升高，并不能使低壓缸發(fā)出有效功來(lái)，此時(shí)機(jī)組有很高的熱效率，其熱電比接近于背壓機(jī)。當(dāng)外界無(wú)熱負(fù)荷，抽汽量為零，相當(dāng)于一臺(tái)凝汽式汽輪機(jī)組，其熱電比也為零。影響熱電比的主要因素如下：（1）熱電機(jī)組的新汽參數(shù)（初壓、初溫）。當(dāng)抽（排）汽壓力一定時(shí)，即供熱參數(shù)一定時(shí)，提高新汽參數(shù)，發(fā)電量增加，使熱電比下降，反之亦然。（2）熱電機(jī)組的供熱（抽、排汽）參數(shù)。當(dāng)供熱壓力、溫度愈高，單位汽流的供熱焓值提高，供熱流量一定，供熱量增加，而

44、發(fā)電量則減少，使熱電比大大增加。（3）汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率。新汽參數(shù)一定，供熱抽汽壓力衡定時(shí)，當(dāng)汽輪機(jī)通流部分效率越差，內(nèi)部漏氣損失愈大時(shí)，使抽（排）汽氣溫愈高，抽（排）汽比焓愈高，供熱流量一定時(shí)，供熱量增加，而發(fā)電量則減少，使熱電比增加。所以，熱電比這個(gè)指標(biāo)只能作為量的指標(biāo)，不能作為“質(zhì)”的指標(biāo)。熱電比的大小只能看出熱電廠供熱量的份額大小，但不能用以衡量其用能是否先進(jìn)。對(duì)在用電緩和地區(qū)或用電過(guò)剩地區(qū)，用以限電是有一定作用的。但若為了提高熱電比，使供熱機(jī)組抽（排）汽參數(shù)越來(lái)越高，供熱量增大，發(fā)電量相應(yīng)減少，對(duì)鼓勵(lì)節(jié)能，提高能源利用率則有不利影響。由于熱電比只表明本機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)的利用程度，所以其值不

45、宜作為熱電機(jī)組之間的橫向比較，只能用它衡量熱電機(jī)組本身的利用率或節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果。（二）熱電分項(xiàng)計(jì)算的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)將熱電廠總熱耗量分配給熱和電兩種產(chǎn)品后，即可方便的計(jì)算供熱機(jī)組和熱電廠的分項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（1）發(fā)電方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)熱電廠的發(fā)電熱效率：熱電廠的發(fā)電熱耗率：，kJ/(kw·h)熱電廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：，kg標(biāo)煤/(kw·h)（2）供熱方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)熱電廠供熱熱效率（按熱量法分配）熱電廠供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，kg標(biāo)煤/GJ3.4熱電聯(lián)產(chǎn)熱經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算分析前面我們已經(jīng)介紹了評(píng)價(jià)熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的兩種基本分析方法，都是從熱力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)分析，即基于熱力學(xué)第一定律的熱量法和基于熱力

46、學(xué)第二定律的(火用)方法。下面就先用(火用)方法分析實(shí)例。計(jì)算實(shí)例：下面是以某熱電廠的1臺(tái)15MW抽汽凝汽式供熱機(jī)組（C154.90/0.981）構(gòu)成的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)為例，用(火用)平衡分析法分析比較其熱電聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)的(火用)效率和節(jié)能效果。該熱電廠采用母管制供熱。這里取其1機(jī)和1爐的技術(shù)參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，其熱力系統(tǒng)如下圖3.4所示：圖3.4 熱電聯(lián)產(chǎn)抽汽供熱系統(tǒng)圖有關(guān)運(yùn)行參數(shù)及符號(hào)意如下表3.1所示：表3.1 1機(jī)和1爐主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱符號(hào)單位數(shù)值1鍋爐額定蒸發(fā)量t/h752鍋爐出口蒸汽壓力MPa5.103鍋爐額定蒸汽溫度4854鍋爐補(bǔ)給水溫度1505鍋爐熱效率%90.596燃料低位發(fā)熱量kJ/

47、kg15520.57燃料消耗量kg/h131048爐膛溫度13509主蒸汽流量t/h10010主蒸汽溫度47011主蒸汽壓力MPa4.9012一級(jí)抽汽流量t/h57.913一級(jí)抽汽溫度30014一級(jí)抽汽壓力MPa0.98115二級(jí)抽汽流量t/h7.416二級(jí)抽汽溫度20017二級(jí)抽汽壓力MPa0.14718三級(jí)抽汽流量t/h1.919三級(jí)抽汽溫度7020三級(jí)抽汽壓力MPa0.035821汽機(jī)排汽溫度6022凝水溫度3023汽機(jī)機(jī)械效率%9824電機(jī)機(jī)械效率%96.2（1）整理已知數(shù)據(jù)及各狀態(tài)點(diǎn)焓、熵計(jì)算(火用)值，數(shù)據(jù)如表3.2：表3.2 各點(diǎn)焓熵值工況項(xiàng)目鍋爐出口1汽機(jī)進(jìn)口2汽機(jī)一抽3汽機(jī)二

48、抽4汽機(jī)三抽5汽機(jī)排汽6給水w凝水n環(huán)境o壓力P/MPa5.104.850.9810.1470.0358溫度T/48547030020070601503025焓wkJ/kg3397.633365.723051.152872.862549.92350.5644.80135.66105.126熵skJ/kg6.92156.90197.13677.74348.52247.51061.88740.45650.3683鍋爐出口1： 又 kJ/kg kJ/kg由(火用)的定義計(jì)算公式 式中環(huán)境溫度 即 環(huán)境壓力由表3.2得：kJ/kg kJ/kg則 kJ/kg汽機(jī)進(jìn)口2： 又 kJ/kg kJ/kg 則

49、kJ/kg汽機(jī)一抽3： 又 kJ/kg kJ/kg則 kJ/kg汽機(jī)二抽4： 又 kJ/kg kJ/kg則 kJ/kg汽機(jī)三抽5： 又 kJ/kg kJ/kg 則 kJ/kg汽機(jī)排汽6： 又 kJ/kg kJ/kg 則 kJ/kg給水W： 又 kJ/kg kJ/kg 則 kJ/kg凝水n： 又 kJ/kg kJ/kg 則 kJ/kg（2）熱用戶蒸汽參數(shù)取 ， 由蒸汽表可得 kJ/kg kJ/kg kJ/kg（3）汽輪發(fā)電機(jī)組機(jī)械效率%（4）計(jì)算過(guò)程中涉及各比例系數(shù) 一級(jí)抽汽對(duì)外供熱量 t/h 一級(jí)抽汽進(jìn)高加流量 t/h 二級(jí)抽汽進(jìn)除氧器流量 t/h 三級(jí)抽汽進(jìn)低加流量 t/h 用來(lái)發(fā)電蒸汽流量

50、 t/h 供熱汽比例系數(shù) 發(fā)電汽比例系數(shù) 一級(jí)抽汽進(jìn)高加比例系數(shù) 二級(jí)抽汽進(jìn)除氧器比例系數(shù) 三級(jí)抽汽進(jìn)低加比例系數(shù) (5)各部分的(火用)損失和(火用)效率的計(jì)算由于供熱抽汽后需補(bǔ)給水，加熱器將水加熱至鍋爐所需溫度，加熱(火用)增加： kJ/kg（6）鍋爐(火用)損失及(火用)效率計(jì)算 每千克燃料產(chǎn)生的(火用)值： 式中分別為環(huán)境和爐膛絕對(duì)溫度，可查表3.1和3.2換算。 則 kJ/kg 每千克燃料產(chǎn)汽量： kgz/kgm 每千克汽耗用量： kJ/kg 鍋爐(火用)損失： kJ/kg 鍋爐(火用)效率：(7)進(jìn)汽管道(火用)損失和(火用)效率：進(jìn)汽管道(火用)損失： kJ/kg 進(jìn)汽管道(火用

51、)效率：（8）抽汽凝汽機(jī)的(火用)損失及(火用)效率系統(tǒng)中輸給抽汽凝汽機(jī)的總比(火用)： kJ/kg進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)的(火用)值： 汽機(jī)抽汽給熱用戶熱(火用)為： kJ/kg汽機(jī)供電部分的耗(火用)量： kJ/kg鍋爐每公斤蒸汽在汽機(jī)內(nèi)所作內(nèi)功為： 汽機(jī)(火用)損失： kJ/kg汽機(jī)(火用)效：(9)冷凝器換熱引起的(火用)損失： kJ/kg（10）回?zé)嵯到y(tǒng)換熱引起的(火用)損失：kJ/kg 由以上分析可得出系統(tǒng)中各部分(火用)損所占比例如下表3.3：表3.3 系統(tǒng)中各(火用)損所占比例鍋爐汽機(jī)管道汽機(jī)冷凝器回?zé)嵯到y(tǒng)9.690.21.010.290.7再用熱量法分析上述實(shí)例：（1）鍋爐熱損失和熱效

52、率計(jì)算鍋爐消耗燃料供熱量：kJ/h鍋爐熱負(fù)荷： kJ/h鍋爐的熱損失： kJ/h 若以生產(chǎn)1蒸汽計(jì)算，則鍋爐熱損失：kJ/kg鍋爐熱效率：（2）主蒸汽管道熱損失和熱效率計(jì)算主蒸汽管道的熱損失： kJ/h 若以生產(chǎn)1蒸汽計(jì)算，則主蒸汽管道熱損失： kJ/kg主蒸汽管道熱效率： (3) 汽輪機(jī)熱損失和熱效率計(jì)算汽輪機(jī)的總熱耗：kJ/h 若以進(jìn)入汽輪機(jī)蒸汽1計(jì)算，則比熱耗為： kJ/kg 1蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)所做實(shí)際比內(nèi)功為：1蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)熱損失為： kJ/kg汽輪機(jī)內(nèi)總熱損失： kJ/h汽輪機(jī)熱效率：(4) 冷凝器熱效率： (5) 回?zé)嵯到y(tǒng)熱效率：計(jì)算結(jié)果如表3.4表3.4 兩種方法計(jì)算結(jié)果比較 (

53、火用)方法熱量法項(xiàng)目(火用)損失(kJ/kg)(火用)效率(%)熱損失(kJ/kg)熱效率(%)鍋爐1227.0850.5165.8594.3主蒸汽管道26.0795.531.9198.84汽輪機(jī)128.49801427.3647.5冷凝器36.6326.7回?zé)嵯到y(tǒng)88.6167.23.5結(jié)果分析對(duì)于損失的分布，兩種分析方法得出了完全不同的結(jié)果。熱量法中的能量損失以散失到環(huán)境為準(zhǔn)，不區(qū)分能量品位的高低，故汽輪機(jī)損失為最大。(火用)方法的可用能損失，以過(guò)程的不可逆性為準(zhǔn)，指的是再不可逆過(guò)程中可用能轉(zhuǎn)換為(火用)的部分，鍋爐能量損失雖不多，但由于燃燒和傳熱的嚴(yán)重不可逆行，可用能損失卻占供入可用能的50.5。以上兩種方法計(jì)算，對(duì)損失的分布有完全不同的結(jié)果。熱量法只表明能量數(shù)量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，不能揭示能量損失的本質(zhì)原因。(火用)方法不僅表明能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，并能確切揭示能量損失的部位數(shù)量及其損失的原因，考慮了不同能量有其質(zhì)的區(qū)別，起著從本質(zhì)早上指導(dǎo)技術(shù)改進(jìn)方向的作用。同時(shí)，兩者從不同角度分析，豐富了對(duì)同一事物不同側(cè)面的認(rèn)識(shí)。4 總結(jié)與展望根據(jù)我國(guó)能源利用現(xiàn)狀及燃料供應(yīng)以煤炭為主的特點(diǎn)