大學(xué)物理《現(xiàn)代新型動(dòng)力循環(huán)介紹與評(píng)價(jià)》省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

當(dāng)代新型動(dòng)力循環(huán)介紹與評(píng)價(jià)蒸汽電站提升電廠供電效率辦法：提升初參數(shù)，向亞臨界和超臨界發(fā)展；采取大功率機(jī)組，降低廠用電率；采取熱電聯(lián)供。火電廠發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況占總裝機(jī)容量80%左右，效率37~40%；

耗煤占總產(chǎn)量30%，油占10%左右；

提升供電效率和改進(jìn)環(huán)境有主要意義。第1頁高效、綠色發(fā)電技術(shù)硫資源化脫硫高效發(fā)電超(超)臨界機(jī)組聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn)煤炭加工與轉(zhuǎn)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(jī)組煙氣循環(huán)流化床脫硫其它節(jié)水技術(shù)燃料電池微型燃?xì)廨啓C(jī)太陽光發(fā)電風(fēng)力發(fā)電潔凈發(fā)電節(jié)水發(fā)電分布式電源新型發(fā)電以煤氣化為關(guān)鍵以發(fā)電為關(guān)鍵第2頁超臨界、超超臨界機(jī)組

--現(xiàn)實(shí)而先進(jìn)發(fā)電技術(shù)超臨界點(diǎn)：22.115MPa,374.15℃超臨界機(jī)組（SC）：全世界已運(yùn)行600多臺(tái)，普通主汽壓力24MPa及以上,主汽和再熱汽溫度540-560℃（效率比亞臨界機(jī)組高約2%）

超超臨界機(jī)組（USC）：全世界已運(yùn)行60多臺(tái)，普通主汽壓力25-28MPa及以上或主汽和再熱汽溫度580℃以上（效率比超臨界機(jī)組高約4%）年-年新建火電機(jī)組40％為SC機(jī)組；年-年：600MW及以上新建機(jī)組將全部建SC機(jī)組；新建火電機(jī)組二分之一以上為USC；

第3頁

美國前蘇聯(lián)日本中國第一臺(tái)機(jī)組投運(yùn)年份

1957

1953

1967

1962最大單機(jī)容量，MW130012001050900

裝機(jī)情況1982年166臺(tái)112898MW1988年222臺(tái)，占火電機(jī)組容量51%94臺(tái)，占火電機(jī)組容量61%投運(yùn)10200MW,占火電機(jī)組容量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(jī)組第4頁燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展熱力參數(shù)與單機(jī)容量逐步提升，達(dá)W>200MW，熱效率35~41%；可靠性95~98.5%，可作為基本負(fù)荷電站；聯(lián)合循環(huán)現(xiàn)實(shí)可行性燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度t4=400~600℃；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)，大大提升供電效率。CombinedGas-VaporPowerCycles第5頁燃?xì)?/p>

蒸汽聯(lián)合循環(huán)第6頁燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)Ts燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)蒸汽輪機(jī)循環(huán)第7頁燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)法國GECAlsthom企業(yè)聯(lián)合循環(huán)電站燃?xì)廨啓C(jī)：227.2MW蒸汽輪機(jī)：128.3MW燃料：天然氣熱效率：54.5%第8頁重型燃機(jī)技術(shù)性能與發(fā)展趨勢(shì)過去50年中世界重型GT技術(shù)連續(xù)發(fā)展，水平不停提升

1950’s’s透平工作溫度 800℃＞1300℃1430-1500℃壓氣機(jī)壓縮比 6-8＞30單機(jī)功率 10MW＞300MWNOX ＜10ppmGH9H320-340MWGT單循環(huán)效率 20%＞38%39.5GTCC效率 58-60%60第9頁當(dāng)代先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)性能

機(jī)型項(xiàng)目西屋501-ATSGE-MS7001HABBGT26西門子KWU燃?xì)獬鯗?，?510143012601190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10頁注蒸汽燃?xì)庋h(huán)(陳式循環(huán))SteamInjectionGas-turbine(STIG)第11頁整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC----IntegratedGasificationCombinedCycle)第12頁煤整體氣化蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)(IGCC)第13頁整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)優(yōu)點(diǎn)熱效率高，當(dāng)前40~46%，預(yù)計(jì)可52%；環(huán)境保護(hù)性能好，SO2,NOx,CO2,粉塵排放低，可燃用高硫煤；可實(shí)現(xiàn)煤化工綜合利用，生產(chǎn)硫、硫酸、甲醇、尿素等；單機(jī)功率可達(dá)300~400MW缺點(diǎn)當(dāng)前煤氣化和凈化熱損失還偏大；早期投資大。第14頁整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)應(yīng)用當(dāng)前已建成或擬建IGCC電站10余座，美國預(yù)測(cè)，2030年IGCC市場(chǎng)份額達(dá)35%左右如美國加州有一個(gè)電站，“世界上最潔凈燃煤火電站，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15頁磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)第16頁磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)(MHD-CC)

(MagnetohydrodynamicsCombinedCycle)特點(diǎn)：1、無運(yùn)動(dòng)機(jī)械，熱轉(zhuǎn)變?yōu)殡姴唤?jīng)機(jī)械能2、溫度3000K，熱效率可達(dá)60%3、污染小、種子（鉀、銫化合物）有脫硫作用4、當(dāng)前試驗(yàn)室階段第17頁整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)第18頁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(xué)能電能電化學(xué)反應(yīng)分類：熔融碳酸鹽型(MCFC)磷酸鹽型(PAFC)固體氧化劑型(SOFC)特點(diǎn)：高效60%、潔凈、排放靠近0當(dāng)前試驗(yàn)室階段第19頁以煤氣化為關(guān)鍵發(fā)電、煤化工

綜合能源利用系統(tǒng)

21世紀(jì)能源工廠預(yù)計(jì)指標(biāo)：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靠近零排放溫室氣體：排放降低50%，并100%分離聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：合成氣、H2、煤化工產(chǎn)品等第20頁“展望21世紀(jì)“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(jìn)循環(huán)SSO2電熱水CO2(去埋藏),污染物(H2S,PM,堿金屬)H2O2O2第21頁煤化工、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(yīng)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(shù)創(chuàng)新發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)品各種石化產(chǎn)品及深加工各種精細(xì)化工及專用化學(xué)品甲醇,二甲醚