热力发电厂教程ppt课件

热力发电厂知识培训完整版绪论第一章热力发电厂的评价第二章热力发电厂的蒸汽参数及其循环第三章新型动力循环第四章给水回热加热系统第五章给水除氧和发电厂的辅助汽水系统第六章电厂常用阀门简介第七章发电厂原则性热力系统（用于课程设计）第八章发电厂全面性热力系统绪论一、我国的能源资源和能源结构•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在总能源中比例010203040506070809010019651970197519801985199019952000年份煤炭比例/%2002年我国能源状况•一次能源消费量为14.8亿吨标准煤，产量为13.87亿吨标准煤，为世界第二大能源消费国•煤炭占66.1%，石油23.4%，天然气2.7%，水电7.1%，核电0.7%•发电装机容量3.57亿千瓦，居世界第2位•据能源统计年鉴，我国石油进口达6600万吨•近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势能源利用率低，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188219491987199519982002装机容量GW12(kW)1.85101.93214.4227356倍数155116123192世界顺位21742发电量TWh4.3496100011671614倍数1115233271375世界顺位252三、我国电力规划及火电技术发展动向近两年缺电拉闸给我们的启示•电量需大于供（电源和电网）：一段时间以来，电力发展的低速度和建设工程的长周期不能满足经济快速、持续发展和人民用电增长的需求；电力产、供、销瞬时平衡的特点要求电力必须超前需求而发展；(去年浙江部分地区出现拉三送四情况，福建、湖南、上海、江苏、山西等拉闸限电)•去年高温、缺雨揭开了电力供需低水平、暂时平衡隐患的盖子；•“十六大”提出经济翻两番目标的实现：经济发展推动电力，电力发展为经济列车提供强大的动力；社会发展对电力的新需求•实现可持续发展要求研究和应用电能高效和洁净地生产、输送、储存、分配和使用的新技术及可再生能源发电新技术；•竞争性电力市场要求发展安全、有效、灵活、开放、节约土地、与环境友好的的输变电新技术；“厂网分开”要求制订厂网协调，统一规划、分头实施，确保安全和资源优化配置，在发展中求得多赢的制度；•现代化大都市和“全面实现小康“要求实现充足、可靠、优质、个性化的配、供电与营销新技术;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）未来20年电力可持续发展主题0246810装机容量(亿kW)3.193.564.35.892000年2002年2005年2010年2020年从2003年到2020年，平均年增装机3000万kW，年投资约1200亿元，18年累计增加装机5.5亿kW，需投资约22000亿元.2010年西电东送和区域电网间电力交换能力达40000和30000MW。到2020年电源发展的蓝图电源可持续发展思路•优化电源结构：优先发展水电，加快发展核电，优化发展煤电，配套发展调峰机组，积极发展新能源发电，因地制宜发展天然气发电；实施西电东送的同时，加强受端电源的支持；重视生态环境，加大技术改造，提高能源效率，•优化发展煤电：优先发展高效、洁净煤、节水发电，提高机组调峰能力；大力发展煤炭利用全过程的洁净利用；努力试点发展发电、煤化工等多联产；未来20年电源发展规划年代项目2000200520102020装机总容量，亿kW3.194.305.89～9.5常规水电，亿kW0.791.051.502.20抽水蓄能，万kW57061715822500燃煤发电，亿kW2.373.154.005.8～6.0天然气发电，万kW70020005000核电，万kW21087011704000风电，万kW46.8(2002)1002501600光伏发电，万kW3（2002）60160生物质发电，万kW200500供电煤耗，gce/kWh392360330耗水率，m3/s/GW0.9～1.00.80.15(空冷机组)0.60.15(空冷机组)高效、绿色发电技术硫资源化脱硫高效发电超(超)临界机组联合循环多联产煤炭加工与转化流化床FBC整体煤气化联合循环IGCC可再生能源发电及核电烟气净化灰渣及废水资源化空冷机组烟气循环流化床脱硫其它节水技术燃料电池微型燃气轮机太阳光发电风力发电洁净发电节水发电分布式电源新型发电以煤气化为核心以发电为核心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超临界、超超临界机组--现实而先进的发电技术超临界点：22.115MPa,374.15℃超临界机组（SC）：全世界已运行600多台，一般主汽压力24MPa及以上,主汽和再热汽温度540-560℃（效率比亚临界机组高约2%）超超临界机组（USC）：全世界已运行60多台，一般主汽压力25-28MPa及以上或主汽和再热汽温度580℃以上（效率比超临界机组高约4%）2003年2010年新建火电机组40％为SC机组；2010年2020年：600MW及以上新建机组将全部建SC机组；新建火电机组一半以上为USC；美国前苏联日本中国第一台机组投运年份1957195319671962最大单机容量，MW130012001050900装机情况1982年166台112898MW1988年222台，占火电机组容量的51%94台，占火电机组容量的61%引进11400MW,投运10200MW,占火电机组容量的3.5%容量范围500MW以上300MW以上450MW以上300MW以上我国与世界主要国家超临界机组的比较超(超）临界机组经济性估算•2000年我国火电机组平均供电煤耗392g/kWh,比超临界机组高70～80g/kWh，比超超临界机组高104g/kWh。2002年火电发电量16386亿kWh，如一半由超（超超）临界机组发出，则每年可节约约5000～7000（9000）万吨（标准煤）;2020年为1.4-1.8(2.3)亿吨；•计划关停小火电30GW（煤耗高达550g/kWh以上），如其中的一半用超（超超）临界机组替代，每年可节煤2000万吨；•相应的节能、节水、节资源和环保效益显著。3压气机燃气轮机发电机G~发电机G~124燃烧室e余热锅炉89气轮机凝汽器57给水加热器水泵10燃气蒸气联合循环原理（GTCC）当代先进燃气轮机及联合循环性能机型项目西屋501-ATSGE-MS7001HABBGT26西门子KWU燃气初温，℃1510143012601190压比28233016.6简单循环净出力,MW290265240简单循环效率,%4138.538联合循环净出力,MW426400396359联合循环效率,%616058.558.1我国GTCC（蒸汽燃气联合循环）发展的展望电力工业将持续发展并增加GTCC比重2000年我国GTCC装机容量约700万kW，占装机容量2%我国计划到2010和2020年新增GTCC到2000和5000万kW（占装机容量3.4和5%），需天然气约200和500亿m3/年，占全国天然气用量20和25％。电力工业为提高效率、优化电源结构和减少环境污染、增加调峰能力、机组增容，在东南沿海及“西气东输”沿线因地制宜地发展GTCC发电。必须燃用油、气等优质燃料，IGCC发电技术将突破上述限制煤整体气化蒸汽燃气联合循环(IGCC)IGCC的特点1.联合循环热效率高，并可进一步提高效率2.“最清洁的煤电”，环保性能优良3.燃料适应性强，高硫煤的硫可资源化4.调峰性能好，节约水资源5.单位造价不断降低全世界已建,在建和拟建IGCC电站30余座，我国在山东烟台拟建300-400MW级的IGCC示范电站。以煤气化为核心的发电、煤化工综合能源利用系统•21世纪能源工厂的预计指标：–发电效率：燃煤60%（HHV），天然气75%(LHV)–热电联产：热效率85-90%–污染排放：粉尘和SO2、NOx接近零排放–温室气体：排放减少50%，并100%分离–联产产品：合成气、H2、煤化工产品等“展望21世纪“能源系统高温高压气化炉变换制氢氢气分离高温燃料电池煤煤气高温高压热交换器氧气分离空气先进循环SSO2电热水CO2(去埋藏),污染物(H2S,PM,碱金属)H2O2O2我国煤炭高效洁净发电示范工程•河南沁北电厂：SC国产化示范机组（600MW）•浙江玉环电厂：USC示范机组(2*900-1000MW);江苏阚山电厂：600MWUSC示范机组•四川白马及开远、黄角庄、秦黄岛等电厂300MW流化床锅炉•山东烟台IGCC示范工程（2*300-400MW）•发电、煤化工多联产试点工程：如兖州矿业集团鲁南化肥厂（76MW发电、10万吨甲醛）四、热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求五、本课程的任务和作用研究对象：热力发电厂整个系统研究内容:（1）研究不同热力发电厂热功转换理论基础（2）提高热力发电厂经济性的方法和措施（3）分析和计算热力发电厂的热经济性。研究方法：（1）热力学第一定律法（热量法）（2）热力学第二定律法（熵方法）热经济性的定性分析以热力学二定律法（熵方法）为主，定量计算以常规热力学第一定律法（热量法）为主。研究目的：提高电厂工作人员理论水平，为分析、研究、解决电厂生产实际问题提供强有力的理论支撑和指导，并指导电厂实践。第一章热力发电厂的评价热力发电厂的安全可靠性火力发电厂的环境评价凝汽式发电厂的热经济性指标发电厂的技术经济比较与经济效益的指标体系我国能源和电力工业的可持续发展第一节热力发电厂的安全可靠性–安全管理–可靠性管理–寿命管理–火电厂的计算机监视–设备的故障诊所安全管理电力工业是电力的产、供、销是连续,电能不可能大量储存。电力企业的效益首先体现在安全可靠供电的社会效益方面。高参数、大机组、大电网虽然有很多优点，一旦发生事故，处理不及时会连锁反应酿成大面积或整个电网长时间停电，甚至全网瓦解。电力企业必须坚持“安全第一、预防为主”的方针。电力安全生产是涉及全过程管理的问题，应抓好各环节，才能做到预防为主、安全第一。火电设备日趋先进，高度机械化、自动化，并能做到离线、在线计算机监控等。提高火电职工素质将对保障安全、提高效益有极大作用。火电厂可靠性管理的任务与作用60年代中期，可靠性管理引到电力工业。1980年美国电气电子工程师学会制订了“统计、评价发电设备可靠性、可用率和生产能力用的术语定义”试用标准。日本、英、法和原苏联等国家都开展电力可靠性管理工作；我国70年代后才起步，现已建有中国电力可靠性管理中心；火电厂可靠性是指在预定时间内和规定的技术条件下，保持系统、设备、部件、元件发出额定电力的能力，并以量化的一系列可靠性指标来体现。火电厂的可靠性指标设备的可靠性是以统计时间为基准用机组所处状态的各种性能指标来表征。我国火电厂可靠性指标有23个，其中最主要的为以下四个指标：–可用系数–非计划停用系数–等效可用系数–强迫停用率100100PHRHSHPHAHAF100PHUOHUOF100)(PHESDHEUNDHAHEUF100SHFOHFOHFOR寿命管理–火电设备寿命管理，以设备运行状态及金属材料的长期连续地监督为基础，计算其寿命损耗，并适时进行各种探伤检查，全面掌握设备技术状况，及时维修或更换。–经长期运行后，金属材料将发生蠕变或松弛，寿命减少；–现在大容量火电机组必