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热力发电厂课件_回热系统计算

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热力发电厂课件完整版

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绪论教学内容二
三、各种类型的热力发电厂
(一)火力发电厂的分类
1.按火电厂供电，供热的产品分可分为发电厂和热电厂两种。
a.发电厂只生产电能，在汽轮机内作完功的蒸汽，排入凝汽器凝结成水，所以又称
为凝汽式发电厂。
b.热电厂既生产电能又对外供热，供热是利用汽轮机(称背压式汽轮机)较高压力的排
汽或可调节抽汽送给热用户，所以又称为背压式汽轮机热电厂或抽汽式汽轮机热电厂。
5课把太但)对题除阳是于二 氧 能 ，北器发由发方水电于电朗蒸地箱厂再厂区作有热肯汽的，为两蒸h—电循还初冲种汽g—能s要洗基管锅环压成正水本道h本炉热确力箱方要n 实，法往给效在施注，返水率冬1入一于季0合种锅焓η运M格是炉t反和行的将房P方冲太和映凝a案洗阳汽以了汽和水光机上防，聚房冷器冻将集，时源凝措给到因，施水一而损结。泵个带给失水投容来水入器了的焓运上一泵大(行，些对消，加不小纯逐热利耗，渐水因凝的使或素其汽其其。压数达它式缩到低值发最沸功约大点电流液使在厂量体给4，产=0对 生水)％给蒸，在水汽一k管，给J4道通／5水系过％k统汽泵g。进轮。中行发清电的洗机焓。组发升电；
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1-1教学内容二
二、纯凝汽式发电厂的各种热损失和效率 在发电厂的实际生产过程中，任何情况下都不可能实现理想循环，即循环的
各个过程都是不可逆的。在整个能量转换过程的不同阶段都存在着数量不等，原因 不同的各种损失。为此，采用各种效率采反映不同阶段的输入能量转变为有用能量 的利用程度。
(一)锅炉效率 锅炉设备中的热损失主要包括有排烟，散热热损失，未完全燃烧热损失，排
❖ 课题二 凝汽式发电厂主要经 济指标
❖ 课题三 提高发电厂热经济性 的途径
❖ 课题四 发电厂原则性热力系 统

热力发电厂(冉景煜版)课件-第4章

热力发电厂(冉景煜版)课件-第4章
②切换母管制系统 ③单元制系统
4.2
主蒸汽系统和再热蒸汽系统
单母管制系统
切换母管制系统
单元制系统
主蒸汽系统型式的比较
性能 项目 可靠性 灵活性 经济性 方便性
单母管制系统
切换母管制系统 单元制系统
差
中 好
中
好 差
差
中 好
差
中 好
上述四个方面，互相影响，必须结合具体工程通过综合技术经济比较来确定。
实现机组带空负荷、带厂用电运行，或停机不停炉的运
行方式，使锅炉独立运行。一旦事故消除，机组可迅速 重新并网投入运行，恢复正常状态，大大缩短了重新启 动时间，使机组能较好地适应电网调峰调频的需要，同 时增加了电网供电的可靠性。
4.3
中间再热机组的旁路系统
⑤ 对配有通流能力为100%容量的高压旁路系统，既能 在保证汽轮机寿命的前提下缩短启动时间，又能在汽机 快速降负荷时取代过热器安全阀的作用。
M
M
2
A
M
M
M
机组回热全面性热力系统
G
M
M
M
3
3
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M
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M
M
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M
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4
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B
M M M M
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4
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M M
M
M
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M
6
M
6
M
6
A
M
汽轮机排汽
M
M
M
回热全面性热力系统示意图
M
M M
7

热力发电厂(冉景煜版)课件-第1章

热力发电厂(冉景煜版)课件-第1章

1.1 世界能源现状
1
概述
能源是人类进行生产和赖以生存以及经济和社会
发展的重要物质基础。妥善解决能源问题对发展国民
经济、提高人民生活水平、稳定社会秩序和保障国家
安全等方面至关重要。
1.1 世界能源现状
（1）世界能源储量分布不平衡
赵斌 教授
1.1 世界能源现状
（2）能源供需关系总体紧张
局部 战争 自然 灾害 能源生产增 长缓慢 气候 变化 能源 消费快速 增长
风 能
水 力 能 水 水 力 车 机 械
化 学 能
燃 烧 热 热 机
核 能 裂聚 变变
地 热 能
传 热 能 (95%)
太 阳 能 光 热
机 电
温 差 发 电
磁 流 体 发 电
热 用 户
光 电 反 应
能
一次能源与二次能源的利用和转换关系
1.1 世界能源现状
可再生能源：在自然界中有一些能源能够再生，不会 因长期使 用而减少的能源。 非再生能源：不能循环再生的能源。
H2
高温 燃料
1.3 热力发电厂的构成及工作过程概述
1 生产工艺流程—热力发电厂是能源转换的工厂
锅 化学能 (燃料)
炉 蒸汽
汽轮机
发电机 电能
热能
机械能
1.3 热力发电厂的构成及工作过程概述
2 热力发电厂的主要设备及系统 热力发电厂主要的 三大设备 热力发电厂主要的 八大系统 热力系统 燃料供应系统 除灰系统 化学水处理系统 供水系统 电气系统 热工控制系统 附属生产系统
1.4 热力发电厂动力循环
1 朗肯循环
1 汽轮机 锅 q1 炉 2 wt 凝汽器
朗肯循环是热力发 电厂最基本的蒸汽

热力发电厂课件

热力发电厂课件
与主给水串联两级并联。H4设内置式蒸汽冷却器； ③ H1、H2疏水逐级自流入高压除氧器HD，H4、H5逐级 自流，H6、H7采用疏水泵打入加热器出口水流；
供热系统：工艺热负荷HIS+采暖热负荷HHS
① 第三、六级为调整抽汽。
② 第三级抽汽：一路对工艺热负荷HIS直接供汽，回水通过回水 泵RP进入主凝结水管混合器M2;另一路作为采暖系统中峰载热
（2）给水回热加热系统；（3）除氧器系统；（4） 补充水引入系统；（5）锅炉排污、轴封汽及其它废 热回收利用系统；（6）热电厂的对外供热系统。
二、编制发电厂原则性热力系统的主要步骤
目的：
① 确定电厂在若干典型工况下，特别是 设计工况下的热经济指标； ② 提供全厂热力系统的基本构成； ③ 提供全厂主要的主、辅设备规格。
第七章 发电厂原则性热力系统
目的要求:
① 明确原则性热力系统的概念、特点、组成； ② 掌握原则性热力系统的拟定过程；
③ 熟悉发电厂原则性热力系统的连接方式，背画国
产CC200、N300、N600机组的原则性热力系统； ④ 掌握发电厂原则性热力系统计算方法。
主要内容:
§1 发电厂原则性热力系统的拟定 §2 发电厂原则性热力系统举例
主要内容及其步骤： 1. 确定发电厂的型式及规划容量 可选的型式：供热式、凝汽式。
2．选择汽轮机
凝汽式：中间再热机组 供热式：抽汽供热机组 3．绘发电厂原则性热力系统图
4．发电厂原则性热力系统计算 5．选择锅炉 汽包炉、直流炉 6．选择热力辅助设备
根据规程优先选用标准系列产品。
具体的局部热力系统：
器和内置式蒸汽冷却器，低加均设有内置式疏水冷却器。疏水采用逐级 自流方式，最后流入凝汽器热井； 除氧器系统：滑压运行，给水泵正常运行采用汽泵，配置前置泵，小汽 机排汽接入主凝汽器； 凝结水系统：凝结水泵CP，升压泵BP，除盐装置DE（低压系统）； 补充水引入系统：Dma引入凝汽器。

发电厂23第五章 发电厂的原则性热力系统PPT课件

发电厂23第五章 发电厂的原则性热力系统PPT课件

• 发电厂最大机组容量不宜超过系统容量的10% • 汽轮机台数 • 汽轮发电机组台数4～6台，机组容量等级不超过
两种； • 同容量机、炉采用同一制造厂的同一型式 • 宜采用单元制系统
• 三：机炉容量匹配
• 汽轮机额定负荷MCR： 长时间，连续、额定进 汽参数、额定真空、无厂用蒸汽、补水率为0、 额定冷却水温度、回热正常
高压加 热器
给水泵
汽动给 水泵
除氧器
低压加热 器
凝结 水泵
凝结水 升压泵
N600－16.67／537／537型原则性热力系统 三冷低水加台 却该为压 泵 热锅 蒸 污高 段机 三加 送 器该 补 高 除炉 汽 冷压 ，组高S热 入系 入压 氧采 送 却加 各G有、器H统 凝加 器用 入 器热 回的8八四的的 汽热H一除冷出器热疏D极低疏补器级氧却口和加水不、水充，的连器后的低热直调一逐水以疏续，排主压汽接整滑在补级水排浓入凝加内流抽压排充自逐污缩地结热均入汽运污全流级利后沟水器设凝，行冷厂入自用的管有H汽回除却的H流系排道5疏器8热氧内器汽入统污上，水系器设中 水，水，再冷统有加 损扩经轴用却蒸热 失容排封疏段汽后
组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、 回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、 主凝结水系统、 补充水系统、锅炉排污系统、 供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等
二、发电厂型式和容量确定
• 只有电负荷：凝汽式电厂
• 有供热需要：热电联产；
• 燃煤：
建在燃料产地附近或坑口发电厂；
• 有天然气： 燃气——蒸汽联合循环电厂
SG轴封加热器N600-16.47/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
汽平衡 BD1 汽平衡 BD2
MD

热力发电厂教程ppt课件概要

热力发电厂教程ppt课件概要

能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的4～5倍， 产品单耗比发达国家高40%，能源综合利用率不到30% 。
污染严重， CO2的排放量已成为世界第2位
二、我国火力发电工业的成就 我国电力工业的发展
年代
项目
1882 1949 1987 1995 1998 2002
GW 12(kW) 1.85 101.93 214.4 227 356
• 能源资源丰富，但人均拥有量相对不足 • 以煤炭为主要能源 • 占一次能源消费量62％ • 预计到2050年仍占能源消费量50% • 电力能源一直以煤为主
煤 炭比 例/ %
煤炭在总能源中比例
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 年份
与国民经济发展相协调的超前发展 高效 (高效率、高效益、高有效性)
绿色（洁净化、“三废“资源化、与环境友好） 节约（节水源、节能源、节资源、节土地） 可靠（高安全性、高灵活性、高电能质）
可柔性（方便灵活、个性化） 管理现代（信息化、数字化、网络化）
到2020年电源发展的蓝图
10
8
6
4
2
0
2000 年
脱
硫
烟 气 循 环 流 化 床
其 它 节 水 技 术
脱
硫
燃 料 电 池
微 型 燃 气 轮
太 阳 光 发 电
风 力 发 电
机
火电发展的关键技术
• 超临界机组（SC）+高效烟气净化技术 • 超超临界机组（USC）+高效烟气净化技术 • 大型循环流化床（CFB） • 蒸汽燃气联合循环机组(GTCC) • 整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCC） • 热电（冷）联产 • 大容量空冷机组 • 以煤气化为核心的多联产技术
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回热系统的计算与分析 4.4 回热加热器的运行
4.3 回热系统的计算与分析
4.3.1 4.3.2 4.3.3
4.3.4
4.3.5
计算目的及基本公式 计算方法和步骤 热平衡式的拟定 简捷热平衡计算 回热效果的完善化
4.3.1工况时机组的经济指标和汽水流量分布 确定最大工况下的汽水流量选择辅助设备和管道 确定热力系统不同连接方式的经济性选择技改方案 定功率计算：已知功率，计算进汽量和各级抽汽量 定流量计算：已知进汽量，计算功率和各级抽汽量 简捷热平衡：单位进汽下计算各级抽汽份额和指标


机组的经济指标计算

回热效果的改善

蒸汽冷却器，减少端差，实现过热度的跨级利用 疏水冷却器和疏水泵使疏水热量得到利用

蒸汽冷却器内部传热过程


蒸汽冷却器的使用

4.3.5 回热效果的完善化5


外置式SC
外置式蒸汽冷却器 是充分利用抽汽过 热度的装置。它可 以实现抽汽过热度 的跨级利用。形式 有外置串联和外置 并联两种。前者稳 定但过热度利用少； 后者过热度利用充 分但不稳定
4.3.5 回热效果的完善化6


计算方法


基本公式
汽轮机内效率ηi＝Wi/Q0=wi/q0 汽轮机功率平衡3600Pel＝Wiηmηg＝D0wiηmηg
4.3.2 计算方法和步骤1

热平衡计算的实质

对于含有z级抽汽的汽轮机，热平衡计算涉及z＋2变量 需要已知电功率、进汽量中的1个，则含z＋1个未知量 共可列出z个加热器的热平衡以及1个功率方程 并联计算：联立求解在z＋1个独立的方程组 串联计算：依由高到低的顺序计算z个抽汽流量和指标 整理或取用数据（加热器参数制约关系详见后述） 用加热器的热平衡求抽汽份额；用功率方程求功率 对计算结果进行校核；并计算经济指标

最佳回热级数


最佳给水焓升




最佳给水焓

hfwop＝ hc’＋∑Zτjop
回热的热力系统及经济性分析
逐级自流 疏水泵系统 疏水泵将疏水打入入口水管道 疏水泵将疏水打入出口水管道 混合式加热器
经 济 性 增 加
实际回热加热原则性热力系统
第四章、给水回热加热系统 4.3


F型加热器回热效果的改善

减少管侧导热热阻（受热面清洁） 减少壳侧对流热阻（不凝结气体抽出） 保持加热器正常水位（疏水调节阀工作正常） 防止疏水带汽 末级疏水回收至热井

利用疏水热量

4.3.5 回热效果的完善化3

表面式加热器疏水热量损失

疏水自流进入低压级造成高压热能用于低压级 疏水损失热量决定于疏水温度和疏水流量 使用疏水冷却器可降低疏水温度减少热量损失 使用疏水泵可切断排放疏水从而避免热量损失 因无转动设备疏水冷却器可用于高低压加热器 虽然疏水泵节能效果好但消耗厂用电维修量大常见用 于低压加热器，而且一般不超过两台
第四章、给水回热加热系统 4.1
热力系统的概念及分类 4.2 回热原则性热力系统 4.3 回热系统的计算与分析 4.4 回热加热器的运行
加热器的结构 混合式加热器 P133 表面式加热器 P130～131（T-S图） 加热器的端差 F型加热器回热效果的改善 减少抽汽管道流动阻力提高壳侧压力，提高出水温度 强化传热降低端差，提高出水温度 利用疏水热量

初终再热参数

h0=f(p0,t0);hr=f(pr,tr) △H=hr-hct=f(pr,tr,pc) hc=hr-△H*ηri (已知效率) hc＝f(pc,xc) (已知干度) hj=f(pj,tj) ( j=1,2,3)

抽汽参数


加热器参数



tsj=f(pnj)其中pnj=(1-δpj)pj twj=tsj-θj其中θj取为常数 tdj=tsj 无疏水冷却器 tdj=twj+1+ψj ψj取为常数 hwj=twj*4.18 hdj=tdj*4.18

疏水温度的确定


4.3.5 回热效果的完善化7

疏水泵的作用

截断疏水的自流排放，疏水热量为本级加热器回收利用 疏水热量回收的效果表现为出水温度提高和无疏水排放 含疏水泵的加热器的热力过程可以等效为混合式加热器 出水温度提高幅度与截流的疏水流量和加热器端差有关 热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量

疏水冷却器的作用

进口凝(给)水在DC中对疏水冷却降温
疏水冷却器内部传热过程


加热器被分成主凝结段与疏水冷却段 DC 为壳侧(饱和)水管侧凝(给)水换热 DC单相工质换热, 疏水温度得以降低
疏水端差：ψ=tdj-twj+1,则tdj=twj+1+ ψ 其中twj+1是j+1级加热器的出口水温 在热力计算中ψ ＝8～12℃ 说明：只有含DC加热器才有疏水端差对于无 疏水冷却器的加热器tdj=tsj

表面式加热器

本章小结2

抽汽、给水和疏水参数的计算

使用参数制约关系，计算各点汽水焓值 依加热器类型，计算抽汽吸热、疏水放热和给水吸热 由j-1级加热器的流量平衡，计算j级出水和疏水份额 使用抽汽份额计算通式计算汽轮机汽水流量分布 计算汽轮机内效率、机组热耗率和标准煤耗率
加热器和热力系统的热平衡
出水温度与壳侧压力

疏水温度与壳侧压力


出水焓与疏水焓


精确计算：hwj＝f(pwj,twj) 近似计算：hwj＝4.18*twj
hdj=f(pnj,tdj) hdj=4.18*tdj
4.3.3 热平衡式的拟定

热力系的取定

热力系可以是一个或数个相邻加热器（加热器组） 对带疏水泵的加热器，常将混合点划入该加热器单元 当末级加热器疏水至热井时连同热井视作加热器单元 两种热平衡计算方法

疏水热量利用的途径


疏水冷却器的使用

4.3.5 回热效果的完善化4

蒸汽冷却器的作用

利用抽汽过热度可以提高出口水温度从而达 到降低加热器传热端差的目的 加热器被分成蒸汽冷却段与主凝结段抽汽进 蒸汽冷却段而疏水进主凝结段 在加热器的蒸汽冷却段中壳侧为过热蒸汽对 流换热，管侧为给水对流换热 由于加热器的壳侧是单相工质对流换热，抽 汽过热度可用于提高出水温度 常用于抽汽过热度较高的F 型加热器

热平衡计算方法


计算步骤

4.3.2 计算方法和步骤2

参数整理（初终焓、抽汽焓、加热器进、出口焓） 表面式加热器参数制约关系

加热器出水温度及疏水温度与壳侧压力的关系 twj＝tsj－θ 其中θ取决于传热效果 其中tsj是壳侧压力(pnj)饱和温度而pnj＝pj(1-δpj) 在热力计算中θ＝2～3(高加)； θ＝3～5(低加) tdj=twj+1+ ψ 其中ψ疏水端差与DC传热状况有关 其中twj+1是j+1级加热器的出口水温 在热力计算中ψ ＝8～12℃

影响回热效果的因素

4.3.5 回热效果的完善化2

加热器的出口水温



定义：θ＝tsj－twj，则twj＝tsj－θ 其中tsj是壳侧压力(pnj)饱和温度而pnj＝pj(1-δpj) 在热力计算中θ＝2～3(高加)； θ＝3～5(低加) 减少抽汽管道流动阻力提高壳侧压力，提高出水温度 强化传热降低端差，提高出水温度

循环作功量



绝对内效率


4.3.5 回热效果的完善化1

回热效果的标志

回热由于作功能力相对增长故能够提高循环效率 效率增长的程度取决于动力系数和朗肯循环效率 动力系数Ar＝Wr/ Wc为回热汽流功与凝汽流功比 回热汽流功：Wr＝∑[αr(h0-hr)] 对于非再热机组 凝汽流作功：Wc＝αc(h0-hc) 对于非再热机组 热力系统FmCFn中F型居多其中mn为高低加个数 F 型存在端差和疏水排挤低压抽汽双重消极影响 C型加热器工作压力决定其位置及高低加的个数

热力计算

本章小结1

给水回热的目的

提高给水温度，减少锅炉传热温差，提高经济性 在等功率条件下，进汽量增加排汽量减少，型线合理 给水回热有利于克服初压力提高带来的负面影响 混合式加热器


加热器的分类

结构简单，热量利用充分 连成系统需要配置给水泵，防止给泵汽蚀需要高位水箱 结构复杂，存在端差和疏水排放，热量利用不充分 连成系统时，管侧与壳侧工质各行其道，简单可靠


加热器的散热损失

吸热量＝放热量×ηh；吸放热量为流量与焓降的积 流入热量＝流出热量；流入热量为流量、焓以及ηh的积

广义冷源损失
吸放热量方式，冷源损失＝∑放热量×（1－ηh） 进出热量方式，冷源损失＝∑放热流量×焓×（1－ηh） （ηh为加热器效率）

4.3.4 简捷热平衡计算
以单位进汽为计算基准 各计算节点汽水焓值计算（参数制约关系） 加热器的热平衡
4.3.4 简捷热平衡计算3

＃1加热器的热平衡计算


吸放热量：q1=h1-hd1；γ1=0；τ1=hw1-hw2 进出水量：A1=1； B1=0 抽汽份额：α1=τ1/ q1 吸放热量：q2=h2-hw3；γ2=hd1-hw3；τ2=hw2-hw3 进出水量：A2=1； B2=α1 抽汽份额：α2=(τ2-B2γ2)/ q2 吸放热量：q3=h3-hd3； γ3=0；τ3=hw3-hwc 进出水量：A3=1-α1-α2；B3=0 抽汽份额：α3=(A3τ3)/ q3