中國石油大學(北京 )熱能及動力工程專業(yè) 答辯

1、答辯人：金永斐 指導教師：趙洪濱教授Performance Analysis of 660MW Supercritical Direct Air Cooled Power Plant 660MW660MW超臨界直接空冷燃煤電廠超臨界直接空冷燃煤電廠性能分析性能分析中國石油大學（北京） 機械與儲運工程學院 CONTENTS142536研究背景研究方法研究意義分析與討論研究內(nèi)容結(jié)論與建議*大學 *學院 * University1研究背景 改革開放以來，我國電力行業(yè)得到了快速發(fā)展，發(fā)電量和裝機容量逐年增多。我國發(fā)電形式多樣，其中火電是我國主要的發(fā)電模式，火力發(fā)電量占總發(fā)電量的比例超過80%，裝機容量

2、占總裝機總?cè)萘康?3%左右，由此可見火電消耗能源較多，是使用能源的大戶。我國能源的特點是“富煤、貧油、少氣”。煤炭是主要的一次能源，豐富的煤炭資源為火力發(fā)電提供了能源基礎(chǔ)。但火力發(fā)電也存在著較多的弊端，如環(huán)境污染、浪費水資源、投資成本高等。這些問題的根源在于火力發(fā)電效率低下，設(shè)備能耗嚴重，相關(guān)技術(shù)還不夠成熟。因此，對于火電站的性能分析和研究是很有必要的。 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m節(jié)能降耗 火力發(fā)電消耗的煤炭量巨大，研究火電站的性能，提高火電機

3、組的發(fā)電效率，將在一定程度上減緩煤炭資源的消耗。環(huán)境友好 減少二氧化碳等溫室氣體的排放，減少了對大氣環(huán)境的污染。經(jīng)濟運行火電站的投資成本往往比較高，而燃煤電廠性能的提高可以節(jié)約投資成本，減少不必要的經(jīng)濟損失。2研究意義 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m(1) 汽輪機:端差分析、系統(tǒng)各蒸汽流量、各級抽汽量的計算、汽輪機各缸的效率等；(2) 鍋爐:煤消耗量、過量空氣系數(shù)、煙氣中水蒸氣的顯熱、排污率和補水率、鍋爐各項熱損失、鍋爐熱效率等；(3) 電站熱力系

4、統(tǒng):負荷率、電廠煤耗、電廠熱耗、機組汽耗、循環(huán)熱效率等3研究內(nèi)容 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m熱力性能計算 根據(jù)從現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，然后在熱力模型的指導下，進行不同工況下的熱力性能計算和分析。結(jié)果分析 找出火電機組系統(tǒng)中能量損失最多的地方和能量利用率低的薄弱環(huán)節(jié)，研究機組的節(jié)能方法。模塊化分解 將整個熱力系統(tǒng)分別進行模塊化的分解，分別建立起鍋爐、汽輪機、電站系統(tǒng)性能指標計算模型可靠性分析對性能計算進行必要的可靠性分析，包括初始數(shù)據(jù)、計算方法、計算結(jié)

5、果的可靠性分析。ARBC4研究方法 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u mARBC5研究對象 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m電廠熱力系統(tǒng)流程圖端差分析圖1 各加熱器端差對比圖 6分析與討論 1#、2#、3#加熱器端差均有不同程度的增大，最大端差控制在5以內(nèi)。端差的存在和變化，雖然沒有發(fā)生直接的熱損失，但是增加了

6、熱交換的不可逆性，產(chǎn)生了額外的冷源損失，降低了裝置的經(jīng)濟性。 從上面的分析中可以得出結(jié)論，降低加熱器端差，提高加熱器的傳熱效率對整個電廠熱力性能的提高具有現(xiàn)實意義。汽輪機分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m效率分析圖2 各缸效率隨負荷變化6分析與討論 高壓缸和低壓缸的效率均隨著負荷的增加而逐漸增大，而中壓缸幾乎不變。 所以高負荷運行對提高汽輪機效率，尤其是高壓缸和低壓缸效率有重要意義。汽輪機分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油

7、 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m各項熱損失分析圖3 鍋爐熱損失隨負荷變化6分析與討論 隨著負荷的增加排煙損失逐漸減少，而散熱損失和機械熱損失則有輕微遞增的趨勢，不過總體來說變化不大，灰渣損失和化學損失的數(shù)值太小變化基本不大。鍋爐分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m效率分析圖4 鍋爐正反平衡效率變化對比6分析與討論 隨著負荷的增加鍋爐正、反平衡效率均在波動中

8、呈遞增規(guī)律變化 鍋爐在高負荷條件下運行時效率更高。鍋爐分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m汽耗分析圖5 機組汽耗隨負荷的變化6分析與討論 隨著負荷的增加機組汽耗逐漸降低，這是因為機組負荷增大時補水率降低，從而使汽耗也降低。 可見，汽耗在高負荷運行時較小，經(jīng)濟性更高。機組分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u

9、m發(fā)電煤耗分析圖6 發(fā)電煤耗隨負荷的變化6分析與討論 發(fā)電煤耗隨著負荷的增加而減小，這使得機組及電廠的經(jīng)濟性有了提高。機組分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m發(fā)電熱耗分析圖7 發(fā)電熱耗隨負荷的變化6分析與討論 隨著機組負荷的增加，發(fā)電熱耗逐漸減降低。 可見機組高負荷運行時熱耗低，其對節(jié)能及整個電廠經(jīng)濟性的提高有重要意義。機組分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r

10、s i t y o f P e t r o l e u m機組熱效率分析圖8 機組熱效率隨負荷的變化6分析與討論 隨著負荷的增加機組熱效率逐漸增大，熱效率在36%41%之間。 因此高負荷運行條件下，機組的效率更高，對電廠的經(jīng)濟運行有利。機組分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m結(jié)論(1) 汽輪機高壓缸和低壓缸的效率隨著負荷的增大而增大，中壓缸效率基本不變。(2) 鍋爐排煙損失隨者負荷的增大而減小，鍋爐效率隨著負荷的增大而增大；(3) 機組汽耗、發(fā)電熱耗、發(fā)電煤耗隨著負荷的增大而逐漸減小，機組熱效率隨著負荷的增大而逐漸增加；7結(jié)論與建議 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m1423u 在高負荷運行條件下，汽輪機可以有效地提高各缸效率；u 降低總熱損失、提高鍋爐效率可以通過減小排煙熱損失和機械熱損失來實現(xiàn)；u 高負荷運行有利于電廠經(jīng)濟運行；u 在高負荷運行條件