9-凝氣式發(fā)電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)及熱經(jīng)濟性ppt課件

1、第九章第九章 凝氣式發(fā)電廠的生產(chǎn)系凝氣式發(fā)電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)及熱經(jīng)濟性統(tǒng)及熱經(jīng)濟性主要內(nèi)容主要內(nèi)容u1 1 發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)u2 2 發(fā)電廠供水系統(tǒng)發(fā)電廠供水系統(tǒng)u3 3 發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價1 1 發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)1.1 1.1 熱力系統(tǒng)及主要設備選擇原則熱力系統(tǒng)及主要設備選擇原則熱力系統(tǒng)定義：將熱力設備按照熱力循環(huán)熱力系統(tǒng)定義：將熱力設備按照熱力循環(huán)的順序用管道和附件連接起來的一個有的順序用管道和附件連接起來的一個有機整體。機整體。組成：由鍋爐本體汽水系統(tǒng)、汽輪機本體組成：由鍋爐本體汽水系統(tǒng)、汽輪機本體熱力系統(tǒng)、機爐間的連接管道系統(tǒng)和全熱力系統(tǒng)、

2、機爐間的連接管道系統(tǒng)和全廠公用汽水系統(tǒng)四部分組成。廠公用汽水系統(tǒng)四部分組成。 u可分為原則性熱力系統(tǒng)和全面性熱力可分為原則性熱力系統(tǒng)和全面性熱力系統(tǒng)系統(tǒng)1 1） 發(fā)電廠熱力系統(tǒng)發(fā)電廠熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)u表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過程，反映發(fā)電表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過程，反映發(fā)電廠動力循環(huán)中工質(zhì)的基本流程、能量轉(zhuǎn)換與廠動力循環(huán)中工質(zhì)的基本流程、能量轉(zhuǎn)換與利用過程的完善程度。利用過程的完善程度。u可以通過發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算出發(fā)電可以通過發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算出發(fā)電廠熱經(jīng)濟指標。有時又將發(fā)電廠原則性熱力廠熱經(jīng)濟指標。有時又將發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)稱為計算熱力系統(tǒng)。

3、系統(tǒng)稱為計算熱力系統(tǒng)。N600N60017.75/540/54017.75/540/540型機型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)u發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)是在原則性熱力系發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)是在原則性熱力系統(tǒng)的基礎上充分考慮到發(fā)電廠生產(chǎn)所必須的統(tǒng)的基礎上充分考慮到發(fā)電廠生產(chǎn)所必須的連續(xù)性、安全性、可靠性和靈活性后所組成連續(xù)性、安全性、可靠性和靈活性后所組成的實際熱力系統(tǒng)。的實際熱力系統(tǒng)。u發(fā)電廠中所有的熱力設備、管道及附件都應發(fā)電廠中所有的熱力設備、管道及附件都應該在發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)圖上反映出來。該在發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)圖上反映出來。

4、這是與原則性熱力系統(tǒng)在畫法上的根本區(qū)別。這是與原則性熱力系統(tǒng)在畫法上的根本區(qū)別。u發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)一般由下列局部系統(tǒng)組成：發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)一般由下列局部系統(tǒng)組成：主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、回熱加熱主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、回熱加熱( (回回熱抽汽及疏水熱抽汽及疏水) )系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、主凝系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、主凝結(jié)水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、供熱系結(jié)水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)和鍋爐啟動系統(tǒng)等。統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)和鍋爐啟動系統(tǒng)等。發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)的作用發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)的作用u對電廠設計而言，會影響到投資和各種鋼

5、材的耗量；對電廠設計而言，會影響到投資和各種鋼材的耗量；u對施工而言，會影響施工工作量和施工周期；對施工而言，會影響施工工作量和施工周期；u對運行而言，會影響到熱力系統(tǒng)運行調(diào)度的靈活性、可靠對運行而言，會影響到熱力系統(tǒng)運行調(diào)度的靈活性、可靠性和經(jīng)濟性；性和經(jīng)濟性；u對檢修而言，會影響到各種切換的可能性及備用設備投入對檢修而言，會影響到各種切換的可能性及備用設備投入的可能性。的可能性。 N60016.67/537/5371型機組的發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng) 1.2 1.2 發(fā)電廠的回熱加熱系統(tǒng)發(fā)電廠的回熱加熱系統(tǒng)u1.1.作用：利用從汽輪機某些中間級后抽出的蒸汽來加熱凝作用：利用從汽輪機某些中間級后抽

6、出的蒸汽來加熱凝汽器的凝結(jié)水和鍋爐給水，其目的是提高鍋爐的給水溫度，汽器的凝結(jié)水和鍋爐給水，其目的是提高鍋爐的給水溫度，從而提高機組的熱經(jīng)濟性。從而提高機組的熱經(jīng)濟性。u2.2.組成：高壓加熱器、除氧器、低壓加熱器、汽封加熱組成：高壓加熱器、除氧器、低壓加熱器、汽封加熱器、汽封抽汽器、疏水調(diào)整門、疏水器、高加入口聯(lián)成門器、汽封抽汽器、疏水調(diào)整門、疏水器、高加入口聯(lián)成門和出口逆止門及有關設備和管道。和出口逆止門及有關設備和管道。u按介質(zhì)壓力：高壓和低壓加熱器按介質(zhì)壓力：高壓和低壓加熱器u按汽水介質(zhì)傳熱方式分：混合式和表按汽水介質(zhì)傳熱方式分：混合式和表面式面式u按布置方式分：立式和臥式按布置方式分

7、：立式和臥式回熱加熱器的類型回熱加熱器的類型u 低壓加熱器是汽輪機回熱加熱系統(tǒng)中處于凝結(jié)水泵至除氧器之間的加熱器。有表面式和混合式兩種。較常用的是表面式管殼式結(jié)構(gòu)，被加熱的水在管內(nèi)流動，加熱蒸汽在管外流動。其結(jié)構(gòu)簡單，部件采用普通材料。 1低壓加熱器u高壓加熱器是位于給水泵至鍋爐之間承受高的給水壓力和溫度的加熱器。高壓加熱器是熱力系統(tǒng)中的主要輔機，因其承受的壓力高，如發(fā)生泄露而不能正常運行時，不僅影響全廠熱效率，還要降低整套機組的輸出功率。2 2、高壓加熱器、高壓加熱器 除氧器作用：除去鍋爐給水中的除氧器作用：除去鍋爐給水中的氧氣和其他不凝結(jié)氣體，防止熱氧氣和其他不凝結(jié)氣體，防止熱力設備腐蝕和

8、傳熱惡化，保證熱力設備腐蝕和傳熱惡化，保證熱力設備的安全經(jīng)濟運行。是給水力設備的安全經(jīng)濟運行。是給水回熱系統(tǒng)中的一個混合式加熱器，回熱系統(tǒng)中的一個混合式加熱器，高壓加熱器的疏水、化學部水劑高壓加熱器的疏水、化學部水劑全廠各處水質(zhì)合格的高壓疏水、全廠各處水質(zhì)合格的高壓疏水、排汽等均可匯入除氧器加以利用，排汽等均可匯入除氧器加以利用，減少發(fā)電廠的汽水損失。減少發(fā)電廠的汽水損失。 除氧塔縱向結(jié)構(gòu)圖除氧塔縱向結(jié)構(gòu)圖3 3、除氧器、除氧器除氧塔縱向結(jié)構(gòu)圖除氧塔縱向結(jié)構(gòu)圖臥式除氧頭與給水箱組合圖臥式除氧頭與給水箱組合圖1.3 1.3 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)舉例發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)舉例亞臨界參數(shù)機組發(fā)電廠亞臨

9、界參數(shù)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)原則性熱力系統(tǒng) N300N30016.7/538/53816.7/538/538型機組的發(fā)電廠型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)原則性熱力系統(tǒng)優(yōu)化引進型優(yōu)化引進型N600-16.47/537/537N600-16.47/537/537型機組的型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) N600N60017.75/540/54017.75/540/540型機組型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 法國阿爾斯通大西洋公司法國阿爾斯通大西洋公司ALSTHOM-ATLANTIQUE制造的制造的600MW汽輪發(fā)電機組汽輪發(fā)電機組超臨界參數(shù)機組發(fā)電廠超臨界參數(shù)機組發(fā)

10、電廠原則性熱力系統(tǒng)原則性熱力系統(tǒng) 俄羅斯超臨界俄羅斯超臨界K K5005002402404 4型型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 引進的引進的N600N60025.4/541/56625.4/541/566超臨界壓力超臨界壓力機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 美國超超臨界壓力美國超超臨界壓力325325兆瓦兩次中間再熱兆瓦兩次中間再熱凝汽機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)凝汽機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 美國美國艾迪艾迪斯通斯通電廠電廠 供熱機組熱電廠供熱機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng)原則性熱力系統(tǒng) 國產(chǎn)國產(chǎn)CC200CC20012.7512.75535535535535型雙

11、抽型雙抽汽凝汽式機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng)汽凝汽式機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng) 超臨界壓力單采暖抽汽超臨界壓力單采暖抽汽T T250/300250/30023.5423.542 2熱電廠原則性熱力系統(tǒng)熱電廠原則性熱力系統(tǒng)前蘇聯(lián)前蘇聯(lián) 火電廠單機容量最大機組的火電廠單機容量最大機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 世界上最大單軸世界上最大單軸12001200兆瓦凝汽式兆瓦凝汽式機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 裝在俄羅斯科裝在俄羅斯科斯特羅馬電廠斯特羅馬電廠數(shù)臺該型機組分數(shù)臺該型機組分別裝在美國坎伯別裝在美國坎伯蘭、加絞和阿莫蘭、加絞和阿莫斯等電廠斯等電廠世界上最大雙軸凝汽式

12、機組世界上最大雙軸凝汽式機組(1300(1300兆瓦兆瓦) )發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 空冷型火電廠機組的空冷型火電廠機組的原則性熱力系統(tǒng)原則性熱力系統(tǒng) NK200NK20012.7/535/53512.7/535/535型空冷機組型空冷機組原則性熱力系統(tǒng)原則性熱力系統(tǒng) 核電站原則性熱力系統(tǒng)核電站原則性熱力系統(tǒng) 從法國進口的從法國進口的900 MW900 MW核電廠的核電廠的二回路原則性熱力系統(tǒng)二回路原則性熱力系統(tǒng) 俄羅斯俄羅斯K-1000-60/1500K-1000-60/1500核電廠核電廠二回路原則性熱力系統(tǒng)二回路原則性熱力系統(tǒng) 1.4 1.4 發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠

13、全面性熱力系統(tǒng)u 理解發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)時，應注意以下幾點理解發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)時，應注意以下幾點u 熟悉圖例熟悉圖例 ( ( 國家標準國家標準GB/T 4270GB/T 427020192019技術文件技術文件用熱工圖形符號與文字代號用熱工圖形符號與文字代號) )u 以設備為中心，以局部系統(tǒng)為線索逐步拓展以設備為中心，以局部系統(tǒng)為線索逐步拓展u 區(qū)別不同的管線、閥門及其作用區(qū)別不同的管線、閥門及其作用熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)管線、閥管線、閥門的圖形門的圖形符號符號 發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)2 2 供水系統(tǒng)供水系統(tǒng)u發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中需要大量的水，主要有如下用水發(fā)電廠在電力生產(chǎn)

14、過程中需要大量的水，主要有如下用水項目：項目：u 凝汽器中凝結(jié)汽輪機排汽用的冷卻水，每凝結(jié)凝汽器中凝結(jié)汽輪機排汽用的冷卻水，每凝結(jié)1 1噸排汽噸排汽約需約需50508080噸冷卻水，因此這項用水量很大，占全廠總用噸冷卻水，因此這項用水量很大，占全廠總用水量的水量的9595。u 發(fā)電機的冷卻水。發(fā)電機因損耗產(chǎn)生的熱量通過空氣發(fā)電機的冷卻水。發(fā)電機因損耗產(chǎn)生的熱量通過空氣或氫氣來冷卻，而空氣或氫氣在氣體冷卻器中又需冷卻水或氫氣來冷卻，而空氣或氫氣在氣體冷卻器中又需冷卻水來冷卻。來冷卻。 冷油器中用來冷卻汽輪發(fā)電機組軸承潤滑油的冷卻冷油器中用來冷卻汽輪發(fā)電機組軸承潤滑油的冷卻水。水。 輔助機械軸承的

15、冷卻水。輔助機械主要是各種水泵、輔助機械軸承的冷卻水。輔助機械主要是各種水泵、風機、磨煤機等轉(zhuǎn)動設備。風機、磨煤機等轉(zhuǎn)動設備。 因汽水損失所需的補充水。因汽水損失所需的補充水。 水力除灰用水。水力除灰用水。 其它生產(chǎn)及生活用水。其它生產(chǎn)及生活用水。供水系統(tǒng)分類供水系統(tǒng)分類 發(fā)電廠的供水系統(tǒng)是由水源、取水設備、供水設發(fā)電廠的供水系統(tǒng)是由水源、取水設備、供水設備及管路組成。根據(jù)地形和水源水量的不同，可分備及管路組成。根據(jù)地形和水源水量的不同，可分為直流供水、循環(huán)供水和混合式供水三種。為直流供水、循環(huán)供水和混合式供水三種。圖9-6 自然通風冷卻塔循環(huán)供水系統(tǒng)l循環(huán)水泵；2凝汽器；3冷卻器；4淋水裝置

16、；5一集水池海勒式間接空冷系統(tǒng)的發(fā)電廠示意圖海勒式間接空冷系統(tǒng)的發(fā)電廠示意圖 u混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)由匈牙利人海勒混合式凝汽器間接空冷系統(tǒng)由匈牙利人海勒HailerHailer提出。提出。在噴射式凝汽器中，循環(huán)冷卻水與鍋爐給水是連通的，系統(tǒng)中要求設凝結(jié)水精處理裝置；對高參數(shù)大容量機組的給水水質(zhì)控制和處理尤為困難， 哈蒙式間接空冷系統(tǒng)的發(fā)電廠示意圖哈蒙式間接空冷系統(tǒng)的發(fā)電廠示意圖 u哈蒙式哈蒙式HarmonHarmon空冷系統(tǒng)是在海勒式間接空冷空冷系統(tǒng)是在海勒式間接空冷系統(tǒng)運行實踐的基礎上發(fā)展起來的。系統(tǒng)運行實踐的基礎上發(fā)展起來的。 優(yōu)點：節(jié)約廠用電，設備少，冷卻水質(zhì)要求比海勒式低，冷卻水量

17、可根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)。優(yōu)點：節(jié)約廠用電，設備少，冷卻水質(zhì)要求比海勒式低，冷卻水量可根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)。缺陷：空冷塔占地大，基建投資多；系統(tǒng)中需要進行兩次表面式換熱，使全廠效率有所降低。缺陷：空冷塔占地大，基建投資多；系統(tǒng)中需要進行兩次表面式換熱，使全廠效率有所降低。 直接空氣冷卻系統(tǒng)直接空氣冷卻系統(tǒng)GEAGEA系統(tǒng)）系統(tǒng)） 直接空冷系統(tǒng)是目前中國火電機組空冷技術的發(fā)展主流。直接空冷系統(tǒng)是目前中國火電機組空冷技術的發(fā)展主流。20192019年我國火電空冷機組裝機可達年我國火電空冷機組裝機可達40000MW40000MW。而且是超臨界與亞。而且是超臨界與亞臨界并存臨界并存6OOMW6OOMW級空冷機組。屆時將

18、成為全球的空冷王國。級空冷機組。屆時將成為全球的空冷王國。 優(yōu)點：設備少，系統(tǒng)簡單，基建投資少，占地少，空氣量調(diào)節(jié)靈活。優(yōu)點：設備少，系統(tǒng)簡單，基建投資少，占地少，空氣量調(diào)節(jié)靈活。缺陷：粗大的排汽管道密封困難，維持排汽管內(nèi)的真空困難，啟動時抽真空需要的時間長。冬季運行時，缺陷：粗大的排汽管道密封困難，維持排汽管內(nèi)的真空困難，啟動時抽真空需要的時間長。冬季運行時，管內(nèi)容易結(jié)冰，需要作復雜的設計處理。此外，機力通風增加了廠用電，形成了噪聲源。管內(nèi)容易結(jié)冰，需要作復雜的設計處理。此外，機力通風增加了廠用電，形成了噪聲源。 空冷機組運行國際形勢空冷機組運行國際形勢 1.1.美國沃依達克美國沃依達克33

19、0MW330MW燃煤直接空冷電燃煤直接空冷電廠節(jié)水最大化：全廠取水量由同容廠節(jié)水最大化：全廠取水量由同容量濕冷機組耗水量濕冷機組耗水908.5m3908.5m3h h下降到下降到68m368m3h h ，實現(xiàn)全廠廢水零排放。，實現(xiàn)全廠廢水零排放。 2.2.南非國馬廷巴南非國馬廷巴6 6665MW665MW燃煤直接空燃煤直接空冷電廠節(jié)水最大化：全廠年均節(jié)水冷電廠節(jié)水最大化：全廠年均節(jié)水率達到率達到9090，實現(xiàn)全廠廢水零排放，實現(xiàn)全廠廢水零排放 裝設空冷系統(tǒng)的適宜條件裝設空冷系統(tǒng)的適宜條件 u空冷系統(tǒng)傳熱性能較差，汽輪機排汽壓力要比空冷系統(tǒng)傳熱性能較差，汽輪機排汽壓力要比濕冷機組高，熱經(jīng)濟性低。

20、濕冷機組高，熱經(jīng)濟性低。u空冷系統(tǒng)的缺點可歸納為：金屬消耗量多、投空冷系統(tǒng)的缺點可歸納為：金屬消耗量多、投資大、真空低和煤耗高、盛夏時可能較大幅度資大、真空低和煤耗高、盛夏時可能較大幅度地限制出力等。地限制出力等。u裝設空冷系統(tǒng)的適宜條件可概括為：建廠地區(qū)裝設空冷系統(tǒng)的適宜條件可概括為：建廠地區(qū)缺水，燃用當?shù)亓淤|(zhì)低價煤，海拔高度、環(huán)境缺水，燃用當?shù)亓淤|(zhì)低價煤，海拔高度、環(huán)境溫度、風向、風速和大氣逆溫層適當?shù)?。溫度、風向、風速和大氣逆溫層適當?shù)取?3 3 發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價鍋爐設備鍋爐設備 u能量平衡式能量平衡式 u鍋爐效率鍋爐效率 brbmrfwbmpnetarEqDhhDBQ0,pnetarrbmrfwbmbBQqDhhD,0管道管道 u能量平衡能量平衡u管道效率管道效率prmrfwmrbmrfwbmEqDhhDqDhhD0000rbfwbrfwpqhhqhh00汽