工程熱力學專題動力循環(huán)

工程熱力學專題動力循環(huán)第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日高效、綠色發(fā)電技術硫資源化脫硫高效發(fā)電超(超)臨界機組聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn)煤炭加工與轉化流化床FBC整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)IGCC可再生能源發(fā)電及核電煙氣凈化灰渣及廢水資源化空冷機組煙氣循環(huán)流化床脫硫其它節(jié)水技術燃料電池微型燃氣輪機太陽光發(fā)電風力發(fā)電潔凈發(fā)電節(jié)水發(fā)電分布式電源新型發(fā)電以煤氣化為核心以發(fā)電為核心第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日超臨界、超超臨界機組

--現(xiàn)實而先進的發(fā)電技術超臨界點：22.115MPa,374.15℃超臨界機組（SC）：全世界已運行600多臺，一般主汽壓力24MPa及以上,主汽和再熱汽溫度540-560℃（效率比亞臨界機組高約2%）

超超臨界機組（USC）：全世界已運行60多臺，一般主汽壓力25-28MPa及以上或主汽和再熱汽溫度580℃以上（效率比超臨界機組高約4%）2003年-2010年新建火電機組40％為SC機組；2010年-2020年：600MW及以上新建機組將全部建SC機組；新建火電機組一半以上為USC；

第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日

美國前蘇聯(lián)日本中國第一臺機組投運年份

1957

1953

1967

1962最大單機容量，MW130012001050900

裝機情況1982年166臺112898MW1988年222臺，占火電機組容量的51%94臺，占火電機組容量的61%投運10200MW,占火電機組容量的3.5%容量范圍500MW以上300MW以上450MW以上300MW以上我國與主要國家超臨界機組第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機的發(fā)展熱力參數(shù)與單機容量逐步提高，達W>200MW，熱效率35~41%；可靠性95~98.5%，可作為基本負荷電站；聯(lián)合循環(huán)的現(xiàn)實可行性燃氣輪機排氣溫度t4=400~600℃；大功率機組排氣量300kg/s以上；利用排氣能量加熱蒸汽輪機給水(取代鍋爐)，大大提高供電效率。CombinedGas-VaporPowerCycles第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日燃氣

蒸汽聯(lián)合循環(huán)第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)Ts燃氣輪機循環(huán)蒸汽輪機循環(huán)第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)法國GECAlsthom公司的聯(lián)合循環(huán)電站燃氣輪機：227.2MW蒸汽輪機：128.3MW燃料：天然氣熱效率：54.5%第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日重型燃機的技術性能與發(fā)展趨勢過去50年中世界重型GT技術持續(xù)發(fā)展，水平不斷提高

1950’s2000’s透平工作溫度 800℃＞1300℃1430-1500℃壓氣機壓縮比 6-8＞30單機功率 10MW＞300MWNOX ＜10ppmGH9H320-340MWGT單循環(huán)效率 20%＞38%39.5GTCC效率 58-60%60第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日當代先進燃氣輪機及聯(lián)合循環(huán)性能

機型項目西屋501-ATSGE-MS7001HABBGT26西門子KWU燃氣初溫，℃1510143012601190壓比28233016.6簡單循環(huán)凈出力,MW290265240簡單循環(huán)效率,%4138.538聯(lián)合循環(huán)凈出力,MW426400396359聯(lián)合循環(huán)效率,%616058.558.1第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日注蒸汽燃氣循環(huán)(陳式循環(huán))SteamInjectionGas-turbine(STIG)第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC----IntegratedGasificationCombinedCycle)第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日煤整體氣化蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)(IGCC)第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)優(yōu)點熱效率高，目前40~46%，預計可52%；環(huán)保性能好，SO2,NOx,CO2,粉塵排放低，可燃用高硫煤；可實現(xiàn)煤化工綜合利用，生產(chǎn)硫、硫酸、甲醇、尿素等；單機功率可達300~400MW缺點目前煤氣化和凈化的熱損失還偏大；初期投資大。第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)應用目前已建成或擬建的IGCC電站10余座，美國預測，2030年IGCC市場份額達35%左右如美國加州有一個電站，“世界上最潔凈的燃煤火電站，脫硫98-99%，產(chǎn)生元素硫，排渣中主要是Al、Si、Fe、Ca等無害元素，用于絕緣材料和筑路材料第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)(MHD-CC)

(MagnetohydrodynamicsCombinedCycle)特點：1、無運動機械，熱轉變?yōu)殡姴唤?jīng)機械能2、溫度3000K，熱效率可達60%3、污染小、種子（鉀、銫化合物）有脫硫作用4、目前實驗室階段第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)

(IGFC-CC)

IntegratedGasficationFuelCellCombinedCycle燃料電池：燃料+氧化劑化學能電能電化學反應分類：熔融碳酸鹽型(MCFC)磷酸鹽型(PAFC)固體氧化劑型(SOFC)特點：高效60%、潔凈、排放接近0目前試驗室階段第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日以煤氣化為核心的發(fā)電、煤化工

綜合能源利用系統(tǒng)

21世紀能源工廠的預計指標：發(fā)電效率：燃煤60%（HHV），

天然氣75%(LHV)熱電聯(lián)產(chǎn)：熱效率85-90%污染排放：粉塵和SO2、NOx接近零排放溫室氣體：排放減少50%，并100%分離聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：合成氣、H2、煤化工產(chǎn)品等第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日“展望21世紀“能源系統(tǒng)

高溫高壓氣化爐變換制氫

氫氣分離高溫燃料

電池煤煤氣高溫高壓熱交換器氧氣分離空氣先進循環(huán)SSO2電熱水CO2(去埋藏),污染物(H2S,PM,堿金屬)H2O2O2第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日煤化工、電力、能源多聯(lián)產(chǎn)煤煤電力氫能火箭燃料汽、柴、煤等潔凈油品油煤漿系統(tǒng)加氫系統(tǒng)粗油分離系統(tǒng)芳烴系統(tǒng)重整加氫系統(tǒng)制氫系統(tǒng)液氫系統(tǒng)變換反應水煤漿系統(tǒng)水煤漿系統(tǒng)加壓氣化合成氣凈化液相催化IGCC氣體分離一碳化工系統(tǒng)烯烴C=2、C=3、C=4配合高技術創(chuàng)新發(fā)展的高新技術產(chǎn)品各種石化產(chǎn)品及深加工的各種精細化工及專用化學品甲醇,二甲醚礦山采煤系統(tǒng)BTX,萘,蒽等芳烴第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日分布式能源方式

第二十三頁，共二