提高火力發(fā)電廠熱效率的幾種方法

1、提高火力發(fā)電廠熱效率的幾種方法2011級(jí)動(dòng)力工程 趙健 201120202507摘要節(jié)能減排是我國(guó)的基本國(guó)策，火力發(fā)電廠是一次能源的使用大戶，火力發(fā)電廠的節(jié)能對(duì)全國(guó)能源的節(jié)約具有重要的意義。提高火力發(fā)電廠的熱效率意味著提高能源的使用效率。本文試對(duì)提高火力發(fā)電廠的熱效率需要考慮的若干問(wèn)題作一研討，為火力發(fā)電廠的節(jié)能減排提供參考。關(guān)鍵詞火力發(fā)電廠 熱效率 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的常用熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為熱耗率，其含義是汽輪發(fā)電機(jī)組單位發(fā)電量的耗熱量?，F(xiàn)代大容量汽輪發(fā)電機(jī)組的熱耗率為7900千焦/千瓦時(shí)左右。提高汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的熱效率，目前主要有以下5個(gè)方法：一、提高蒸汽初參數(shù)。 上圖為火力發(fā)電廠的蒸汽朗肯循環(huán)T

2、-S圖和循環(huán)效率的公式。從圖中和公式中可以看出，熱源與冷源的溫度決定在此溫差范圍內(nèi)的任何熱機(jī)所能具有的最高熱效率。因此,盡可能提高汽輪機(jī)動(dòng)力裝置的新蒸汽參數(shù),降低排汽溫度，可顯著提高該裝置的熱效率?，F(xiàn)代制造的汽輪機(jī)動(dòng)力裝置采用的初蒸汽溫度基本上已達(dá)到了當(dāng)前冶金工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平所能達(dá)到的最高極限值(565左右)。再提高汽溫則需要大量使用價(jià)格昂貴、加工工藝復(fù)雜的奧氏體鋼，綜合經(jīng)濟(jì)效果并非有利。提高進(jìn)汽壓力也能提高該裝置的熱效率。但在一定的進(jìn)汽溫度下，過(guò)高的進(jìn)汽壓力會(huì)導(dǎo)致排汽濕度增大，不但會(huì)加大濕汽損失，而且會(huì)加劇低壓部分葉片的沖刷腐蝕。所以現(xiàn)代汽輪機(jī)動(dòng)力裝置參數(shù)的提高，主要體現(xiàn)在中間再熱循環(huán)的采用

3、上。1.蒸汽初壓對(duì)朗肯循環(huán)熱效率的影響；從以上T-S圖中可以看出：在極限初壓力內(nèi)，提高蒸汽初壓，循環(huán)效率提高。2.蒸汽初溫對(duì)朗肯循環(huán)熱效率的影響；從上圖可以看出：蒸汽初壓力和終壓力不變，蒸汽初溫度上升，高溫段吸熱量增加，平均吸熱溫度增加，循環(huán)效率增加。二、降低蒸汽終參數(shù)；由上圖可以看出：降低蒸汽終參數(shù)可以提高循環(huán)效率。1.理論極限        分析：凝汽器的工作壓力是靠冷卻水不斷帶走排汽的放熱量而維持，因此排汽溫度不可能低于冷卻水的進(jìn)水溫度t1。      

4、60; 結(jié)論：降低排汽壓力首先受到凝汽器冷卻水進(jìn)水溫度的限制。 2.技術(shù)極限       分析：汽輪機(jī)排汽溫度由下式?jīng)Q定：        tc= t1 +t +t 冷卻水在凝汽器中的溫升t，即冷卻水出口水溫與進(jìn)口水溫差取決于冷卻水量或循環(huán)倍率，一般合理的溫升為611。另外，降低排汽壓力還要受到凝汽器傳熱端差t的限制，它與凝汽器面積、管材、冷卻水量等有關(guān)，一般為510 。如t1取20 ，t取8 ，t取5 。     &

5、#160;  tc= t1 +t +t=25+8+5=33        由tc查表，Pc=0.006MPa 三、采用蒸汽再熱循環(huán)將在汽輪機(jī)的高壓部分（通常是高壓缸內(nèi)）已膨脹做功的蒸汽（溫度和壓力都有所降低，其壓力一般在主汽壓力的1822）從汽輪機(jī)中全部引出，送至鍋爐的再熱器中再次加熱（一般加熱到新蒸汽同樣水平的溫度），然后再引回汽輪機(jī)內(nèi)（一般為中壓缸的進(jìn)汽端），繼續(xù)膨脹做功。采用中間再熱能起到與提高進(jìn)汽溫度同樣的效果，又能降低排汽的濕度。從而為在進(jìn)汽溫度的提高受到金屬材料限制的情況下進(jìn)一步提高進(jìn)汽壓力提供了可能?，F(xiàn)代大容量

6、高參數(shù)的汽輪機(jī)動(dòng)力裝置都采用中間再熱循環(huán)。采用一次中間再熱，一般可使裝置的熱效率提高5以上。如采用二次中間再熱,可使機(jī)組的熱效率再提高2左右。但過(guò)多次的中間再熱會(huì)使汽輪機(jī)動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)布置及運(yùn)行方式過(guò)于復(fù)雜。1蒸汽中間再熱對(duì)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率的影響       分析：采用蒸汽中間再熱，汽輪末級(jí)蒸汽濕度下降，濕汽損失減少。       結(jié)論：采用蒸汽中間再熱，汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率提高。 2.蒸汽中間再熱對(duì)汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率的影響    

7、   根據(jù)以上分析，適當(dāng)選擇蒸汽中間再熱參數(shù)，蒸汽中間再熱能提高電廠實(shí)際循環(huán)熱效率。分析：（1）再熱后蒸汽作功焓降增加，功率不變時(shí)，汽機(jī)汽耗減少，給水量減少，各級(jí)抽汽量減少；（2）對(duì)有過(guò)熱度的抽汽級(jí)，抽汽過(guò)熱度增加，抽汽量減少。       結(jié)論：再熱削弱了回?zé)峒訜岬男Ч?，但再熱后循環(huán)總的熱經(jīng)濟(jì)性仍是提高的。 四、采用聯(lián)合循環(huán)。利用熱力性能不同的工質(zhì)組成聯(lián)合動(dòng)力裝置，可改善整個(gè)裝置的經(jīng)濟(jì)性。一個(gè)主要的聯(lián)合方式是，以高溫工質(zhì)循環(huán)的排氣(汽)作為低溫工質(zhì)循環(huán)的熱源。聯(lián)合裝置的工質(zhì)有燃?xì)庹羝⒐魵?蒸汽、蒸汽氨（或氟里

8、昂）等多種形式。燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展§ 熱力參數(shù)與單機(jī)容量逐步提高，熱效率高；§ 可靠性高，可作為基本負(fù)荷電站；聯(lián)合循環(huán)的現(xiàn)實(shí)可行性§ 燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度t4=400600 ；§ 大功率機(jī)組排氣量300kg/s以上；§ 利用排氣能量加熱蒸汽輪機(jī)給水(取代鍋爐)，大大提高供電效率。 五、實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)或者是熱電冷三聯(lián)產(chǎn)。熱電聯(lián)產(chǎn)是火力發(fā)電廠將汽輪機(jī)中作完一部分工的蒸汽抽出而供給用熱戶，使本應(yīng)排至凝汽器需要放棄的蒸汽凝結(jié)熱得以利用而不予廢棄使火電廠的全廠熱效率可以大大提高，根據(jù)不同的進(jìn)氣參數(shù)將熱效率由一，在最大供熱情況下提高到左右，熱電聯(lián)產(chǎn)工程實(shí)際上是發(fā)電和集中供熱兩項(xiàng)工程的組合。在生產(chǎn)相同數(shù)量和質(zhì)量的電和熱的前提下，熱電聯(lián)產(chǎn)比單純發(fā)電加單純集中供熱的能耗之