1、 第三章 熱電聯(lián)產(chǎn) 3.1 熱電聯(lián)產(chǎn)的意義 電能和熱能聯(lián)合生產(chǎn)稱為熱電聯(lián)產(chǎn) ，如利用汽輪機(jī)中作過(guò)功的蒸汽對(duì)外供熱，它是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高品位的熱能用以發(fā)電，同時(shí)將已經(jīng)在汽輪機(jī)中作了部分功（即發(fā)了電或熱化發(fā)電）后的低品位熱能，對(duì)外供熱。電能是在供熱的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)的。 熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)符合按質(zhì)利用熱能原則，達(dá)到了“熱盡其用”之目的 。 實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)必須具備的基本條件是： 1、有熱用戶，而且要保證熱用戶所需要的參數(shù)（壓力和溫度）和流量； 2、在供熱的同時(shí)還要保證必須數(shù)量的電能。 進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)有： 1節(jié)約能源 2減輕大氣污染，改善環(huán)境 3提高供熱質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件 4其它經(jīng)濟(jì)效益 第1

2、頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式 根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)所用的能源及熱力原動(dòng)機(jī)型式的不同，熱電聯(lián)產(chǎn)可以分為下列幾種基本形式：蒸汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)、核電熱電聯(lián)產(chǎn)、內(nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)。3.2.1蒸汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn) 蒸汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)是聯(lián)產(chǎn)集中供熱的最主要形式 。對(duì)外同時(shí)供熱和發(fā)電的蒸汽輪機(jī)稱為供熱式汽輪機(jī)，裝有供熱式汽輪機(jī)的發(fā)電廠稱為熱電廠。 供熱式汽輪機(jī)的型式有：背壓式汽輪機(jī)、抽汽式汽輪機(jī)、凝汽采暖兩用機(jī)、低真空供熱的凝汽機(jī)組。 一、背壓式汽輪機(jī)(B型,CB型) 背壓式汽輪機(jī)利用排汽向外供熱，熱用戶作為它的冷源，其優(yōu)點(diǎn)是熱能利用率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要凝汽器，投資省。但它的運(yùn)行特點(diǎn)是：按“以熱

3、定電”的運(yùn)行方式，熱和電不能獨(dú)立調(diào)節(jié)；另外背壓高，整機(jī)的焓降小，偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，機(jī)組的相對(duì)熱效率ri顯著下降。一般必須有穩(wěn)定可靠的熱負(fù)荷時(shí)才采用背壓式汽輪機(jī)。 抽汽背壓式汽輪機(jī)，即CB型，其特點(diǎn)是在背壓排汽供熱的同時(shí)，還有一級(jí)較高壓力的調(diào)節(jié)抽汽供熱。 第2頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))二、抽汽式汽輪機(jī)(C型，CC型) C型表示汽輪機(jī)帶有一級(jí)調(diào)整抽汽：抽汽可供工業(yè)用汽，壓力調(diào)整范圍一般為0.781.23MPa；可供采暖用汽，壓力調(diào)整范圍一般為0.1180.245MPa。 抽汽式汽輪機(jī)的特點(diǎn)是：熱電負(fù)荷可獨(dú)立調(diào)節(jié)，運(yùn)行靈活。抽汽式汽輪機(jī)有最小凝氣流量，以保證低壓缸有通風(fēng)冷卻蒸汽。凝

4、汽汽流存在著節(jié)流損失，凝汽流的絕對(duì)內(nèi)效率比同參數(shù)的凝汽機(jī)組低 。三、凝汽采暖兩用機(jī)組(簡(jiǎn)稱兩用機(jī)) 該機(jī)組在采暖期供熱，在非采暖期或暫無(wú)熱負(fù)荷時(shí)仍以凝汽機(jī)組運(yùn)行。 兩用機(jī)的特點(diǎn)是：它的高壓缸通流容積是按凝汽流設(shè)計(jì)，當(dāng)抽汽供熱時(shí)，電功率減少。由于在導(dǎo)汽管上蝶閥壓損的影響，在非采暖期雖為凝汽機(jī)組，熱經(jīng)濟(jì)性仍會(huì)下降約0.10.5。在抽汽運(yùn)行時(shí)具有抽汽式汽輪機(jī)的特點(diǎn)，但它的設(shè)計(jì)、制造簡(jiǎn)單，成本低 。圖31國(guó)產(chǎn)200MW凝汽采暖兩用機(jī)示意圖 第3頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))四、低真空供熱的凝汽機(jī)組 該機(jī)組在冬季采暖期時(shí)，提高機(jī)組背壓，用循環(huán)水供熱。由于提高了排汽壓力也會(huì)使電功率減少。3

5、.2.2燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn) 燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是利用燃?xì)廨啓C(jī)的排氣提供熱能，來(lái)對(duì)外界供熱或制冷，其系統(tǒng)圖見圖3-2。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣在余熱鍋爐中加熱水，產(chǎn)生的蒸汽直接作為生產(chǎn)用汽或居民生活供熱。 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)，將余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽在供熱式汽輪機(jī)中做功發(fā)電，壓力降到0.81.2MPa左右的蒸汽作工藝用熱和生活用熱，也可以將余熱鍋爐設(shè)計(jì)成雙壓式，低壓蒸汽主要用作供熱。 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)被用于熱電聯(lián)產(chǎn)目的時(shí)，它可以分為幾大類型，即： 向工廠提供工業(yè)用汽的工業(yè)動(dòng)力站； 向工廠提供工業(yè)用汽和熱水的熱電站； 向地區(qū)供熱系統(tǒng)提供熱能的熱電站； 與海水淡化設(shè)備配套的動(dòng)力裝置。 第4頁(yè)，共4

6、2頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù)) 圖 3-2 燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)圖 第5頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù)) 在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)型的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中，燃?xì)廨啓C(jī)的作功能量占主導(dǎo)地位，因而功率系數(shù)(機(jī)組的供電量與供熱量的比值)比較高，這種類型的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組比較適宜于在相對(duì)需要較多電能的場(chǎng)合使用，蒸汽循環(huán)中所用的供熱式汽輪機(jī)為供熱式汽輪機(jī)，可以是背壓式或抽汽式。 在運(yùn)行中，如果熱負(fù)荷不足，可以在余熱鍋爐中補(bǔ)燃 ；如果要提高整個(gè)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)電量，則可以采用注蒸汽的方式（將余熱鍋爐中產(chǎn)生的部分蒸汽回注到燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室 ），就能擺脫常規(guī)的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中“以熱定電”的負(fù)荷調(diào)節(jié)模式 。 燃?xì)?/p>

7、輪機(jī)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是啟動(dòng)塊、運(yùn)行靈活。目前的發(fā)展方向是降低成本、進(jìn)一步減少環(huán)境污染。 圖3-3中給出了一個(gè)供給工業(yè)用汽的聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的實(shí)例 。該熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)合循環(huán)的主要技術(shù)參數(shù)如表3-1所示。 第6頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))1-發(fā)電機(jī) 2-壓氣機(jī) 3-燃燒室 4-燃?xì)馔钙?5-煙氣旁通閥 6-余熱鍋爐的補(bǔ)燃室 7-余熱鍋爐 8-汽包 9-水泵 10-除氧器 11-給水泵 12-蒸汽用戶 13-蒸汽旁路閥 14-發(fā)電機(jī) 15-背壓式蒸汽輪機(jī) 圖3-3 供給工業(yè)用汽的熱電聯(lián)產(chǎn)的聯(lián)合循環(huán) 第7頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))表3-1 聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的主要技術(shù)

8、參數(shù) 第8頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù)) 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供應(yīng)用的作用： 1.提高城市居民生活品質(zhì)。 2.天然氣管線調(diào)峰。 3.熱力調(diào)峰。 4.電力調(diào)峰。 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電廠是典型的能量梯級(jí)利用裝置，具有很高的熱效率，可達(dá)70%85%左右，接近燃?xì)忮仩t。提高能源利用率，不但節(jié)約了燃料成本，更重要的是在人口稠密地區(qū)少用能源，間接的減少了污染。 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)供熱系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)必須考慮城市的天然氣的供應(yīng)、供熱經(jīng)濟(jì)范圍等方面，同時(shí)兼顧燃?xì)廨啓C(jī)、供熱設(shè)備效率及投資等。從目前我國(guó)城市的建設(shè)考慮，一般認(rèn)為燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)供熱系統(tǒng)發(fā)電功率為4070MW，供熱面積為100200萬(wàn)

9、m2的小區(qū)最為合適。 第9頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))3.2.3核電熱電聯(lián)產(chǎn) 采用核電熱電聯(lián)產(chǎn)，即核裝置所提供的能量在采暖供熱季節(jié)可以供熱為主，而在不需要采暖供熱的季節(jié)，則以供電為主。熱電聯(lián)產(chǎn)就是將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為水蒸汽，再送往汽輪機(jī)發(fā)電的同時(shí)，利用抽汽或者排汽進(jìn)行供熱。 利用汽輪機(jī)排汽作為采暖熱源的熱電聯(lián)產(chǎn)是核電熱電聯(lián)產(chǎn)的另一種方式，為保證供暖熱源的參數(shù)，采用排汽壓力為0.98MPa的背壓式汽輪機(jī)。自核熱得來(lái)的新汽經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)作功后進(jìn)入熱網(wǎng)換熱器，加熱熱網(wǎng)水，使熱網(wǎng)水達(dá)到供暖所要求的溫度。 在核能熱電廠中雖然是用汽輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，但仍具有如下主要的特點(diǎn)：（1

10、）不能完全避免核污染； （2）熱水輸送距離遠(yuǎn)； （3）核反應(yīng)堆由啟動(dòng)到發(fā)出額定功率時(shí)間長(zhǎng)，停機(jī)時(shí)仍消耗燃料 。 第10頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))3.2.4內(nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn) 目前的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置成本低，啟動(dòng)容易，適當(dāng)?shù)乇ｐB(yǎng)下可靠性高，負(fù)荷跟隨性能良好； 且其排放量近年得到了顯著地降低 ，因而非常適合于作為備用、尖蜂和中間負(fù)荷的電源，同時(shí)也適合小型或中型聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。 熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中應(yīng)用的內(nèi)燃機(jī)主要有兩種：Diesel柴油機(jī)和Otto點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，Otto點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)又有兩種，一種為以汽油為燃料的；另一種為從柴油機(jī)轉(zhuǎn)為火花塞點(diǎn)火方式的，燃料為天然氣；前者功率范圍20kW1.5M

11、W，后者的功率范圍2kW4MW。Otto點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為7503000rpm，發(fā)電效率為25%35%，可以采用多種燃料，包括汽油、天然氣、工業(yè)生成氣、沼氣等。 內(nèi)燃機(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)見圖3-4，該系統(tǒng)中余熱回收有兩種方式，高溫余熱回收和低溫余熱回收，高溫余熱回收在余熱鍋爐中進(jìn)行，用以對(duì)外供熱，低溫余熱回收為內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)。 第11頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù)) 圖 3-4 內(nèi)燃機(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng) 第12頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù)) 內(nèi)燃機(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)非常適合小型用能系統(tǒng)，且該系統(tǒng)啟動(dòng)塊，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性受環(huán)境溫度影響不大；其缺點(diǎn)是由于內(nèi)燃機(jī)的磨損使得設(shè)備

12、運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用高 。 典型的內(nèi)燃機(jī)能量平衡圖見圖3-5，從圖中可以看出，內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)（包括冷卻水、油冷卻器、入口空氣冷卻器）回收的熱量為25%，該熱能溫度為95的低品位熱；與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)產(chǎn)相比，內(nèi)燃機(jī)的供熱量較小，比較適合于供應(yīng)熱水、熱空氣、低壓蒸汽的場(chǎng)合，由于內(nèi)燃機(jī)的排氣中含氧量較大，可以達(dá)到15%，如果需要中壓蒸汽，則可以在余熱鍋爐中采用補(bǔ)燃的方式。第13頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù)) 圖 3-5 內(nèi)燃機(jī)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能量平衡圖 第14頁(yè)，共42頁(yè)。3.2 熱電聯(lián)產(chǎn)的基本形式(續(xù))不同的熱電聯(lián)產(chǎn)方式性能參數(shù)見表3-2。 表3-2 不同熱電聯(lián)產(chǎn)方式性能參數(shù) 第15頁(yè)，共42頁(yè)。3.

13、3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性3.3.1 熱電廠的總指標(biāo) 熱電廠總指標(biāo)有兩個(gè)。 一、熱電廠的燃料利用系數(shù)tp 式中：Pe為熱電廠的總發(fā)電量；Q為熱電廠的供熱量；Btp為熱電廠的煤耗量。二、供熱機(jī)組的熱化發(fā)電率 1、 熱化發(fā)電率的定義為： 式中,Wh為熱電聯(lián)產(chǎn)的熱化發(fā)電量；Qh為熱電聯(lián)產(chǎn)的熱化供熱量。 熱化發(fā)電率的意義是表明供熱機(jī)組每單位GJ供熱量的發(fā)電量。 （31） （32） kWh/GJ第16頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù)) 圖36抽汽式汽輪機(jī)的系統(tǒng)圖。圖中供熱抽汽量Dh在熱用戶處放出熱量后以h.h返回除氧器。然后經(jīng)H2、H1加熱到hfw進(jìn)入鍋爐，產(chǎn)生蒸汽再進(jìn)入到汽輪機(jī)，這部分蒸汽完成一個(gè)

14、供熱循環(huán)，相當(dāng)一個(gè)背壓機(jī)循環(huán)。該循環(huán)的發(fā)電量由Dh在汽輪機(jī)中膨脹電能Wh0和其回水引入加熱器的各級(jí)回?zé)岢槠a(chǎn)生的電能Whi組成，即Wh=Wh0+Whi。(1)外部熱化發(fā)電率0 只考慮抽汽Dh在汽輪機(jī)的膨脹做功稱為外部熱化發(fā)電率。 則： （33） （35） （34） 第17頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))圖36 抽汽式供熱汽輪機(jī)系統(tǒng)圖 第18頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))(2)內(nèi)部熱化發(fā)電率i 若回水在所經(jīng)各級(jí)加熱器(圖中的H1 ，H2和CY)的抽汽所產(chǎn)生的電能，這部分的熱化發(fā)電率稱為內(nèi)部熱化發(fā)電率。 那么: (3)供熱汽輪機(jī)的熱化發(fā)電率 式中， 稱為相對(duì)熱化發(fā)電份額，

15、它表示供熱循環(huán)中，回?zé)?部分作功 與抽汽作功的比值，也表示回?zé)嶙鞴λ嫉谋壤?（36） （37） （38） 第19頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù)) 要指出的是：回?zé)岢槠鸇jh是指對(duì)供熱返回水加熱的抽汽量；當(dāng)熱網(wǎng)工質(zhì)有損失時(shí)，回水率為 (在01之間)，則需補(bǔ)充熱網(wǎng)水(1 )，補(bǔ)充水焓為hw.m，那么回水焓為 。 2、熱化發(fā)電率指標(biāo)的特點(diǎn) （1）熱化發(fā)電率是質(zhì)量指標(biāo)。 (2)影響的因素有供熱機(jī)組的初參數(shù)，抽汽參數(shù)，回?zé)釁?shù)，回水溫度，回水率，補(bǔ) 充水溫度，設(shè)備的技術(shù)完善程度以及回水所流經(jīng)的加熱器的級(jí)數(shù)等。 (3)的應(yīng)用：只能用來(lái)比較供熱參數(shù)相同的供熱式機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性 。 3.3.2

16、熱電廠的分項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 在經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)時(shí)，需將Btp(或Qtp)分為發(fā)電和供熱兩項(xiàng)，稱之為分項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。令Qtp(h)、Qtp(e)為熱電廠供熱、發(fā)電的熱耗量；Btp(h)，Btp(e)為熱電廠供熱、發(fā)電的煤耗量 ，則有： （310） （39） 第20頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))將Qtp分配為Qtp(e)、Qtp(h)的實(shí)質(zhì)，是將熱電廠總煤耗Btp在發(fā)電、供熱兩產(chǎn)品間分配為Btp(e)、Btp(h)。 對(duì)熱電廠Qtp分配方法的要求是：既要反映電、熱兩種產(chǎn)品的品位不同，又要能反映熱電聯(lián)產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)完善程度，且計(jì)算簡(jiǎn)便，并能為國(guó)家節(jié)約能源，促進(jìn)熱化事業(yè)的發(fā)展。 有三類典型的熱電廠總

17、熱耗量分配方法，一是熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸電法(熱量法)，一種是該效益歸熱法(實(shí)際焓降法)，兩者是Qtp分配的兩個(gè)不同極端方法，再一種是將該效益折中分?jǐn)傇诎l(fā)電、供熱兩方面，這類的方法有許多種，如凈效益法、做功能力法等等。熱量法是我國(guó)的法定分配方法。 第21頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))一、熱電廠煤耗量的分配 以圖3-7所示的供熱機(jī)組說(shuō)明三種典型分配方法。 1熱量法分配 分配的原則是：熱電廠分配給供熱的煤耗量是按照汽輪機(jī)的供熱量 占機(jī)組熱耗量Q0的比例來(lái)分配。即：2實(shí)際焓降法 分配原則是：熱電廠分配給供熱的煤耗量是按照供熱排汽在汽輪機(jī)中減少的內(nèi)功占新汽的所做內(nèi)功的比例來(lái)分配。 Btp=Bt

18、pK 式中 為分配的比例系數(shù)。 （312） （311） 第22頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))圖37 非再熱單抽式供熱機(jī)組的熱力系統(tǒng) 第23頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))即3做功能力法 分配的原則是：熱電廠分配給供熱的煤耗量按供熱蒸汽的可用能占新蒸汽的可用能比例來(lái)分配。即 Eo，eh，eamb，sh，So，Samb分別為新蒸汽，供熱蒸汽和環(huán)境溫度的比火用，kJ/kg和比熵， kJ/(kg.K)；Tamb為環(huán)境溫度(K)。 （315） （314） （313） 式中，Eh=eheamb=(hhTambSh)(hambTambSamb) Eo=eoeamb=(hoTambS

19、o)(hambTambSamb)第24頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))表33為熱電廠的分項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算式 。第25頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))三、幾點(diǎn)說(shuō)明 1按照熱量法分配供熱方面所分得的煤耗量最大，發(fā)電方面所分得熱量最小，又稱為“好處歸電”法。按實(shí)際焓降法分配供熱方面所分得的煤耗量最小，發(fā)電方面所分得的煤耗量最大，又稱“好處歸熱法”。其不同的分配結(jié)果的實(shí)質(zhì)是冷源熱損失的處理不同，熱量法是將熱電聯(lián)產(chǎn)中冷源熱損失全部劃歸供熱方面。而實(shí)際焓降法是將冷源熱損失全部劃歸了發(fā)電方面。做功能力法是一種折衷的分配方法，將熱電聯(lián)產(chǎn)效益折衷分配到供熱和發(fā)電兩方面。2各種分配方法均

20、有人為的因素，在電功率Pe一定，熱負(fù)荷Q一定，機(jī)組參數(shù)一定的條件下，其煤耗量Btp是一定的，各種分配方法只是將Btp分配為兩項(xiàng)而已，因此分配方法不同，各分項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也不同。3由于熱量法簡(jiǎn)單，直觀便于推行，因此它還是現(xiàn)行使用的方法。它的缺點(diǎn)是以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)，不能反映供熱參數(shù)高低的影響(因?yàn)?是以熱用戶處的熱負(fù)荷為依據(jù)的)，不能調(diào)動(dòng)熱用戶使用低參數(shù)供熱的積極性，也不能促進(jìn)熱電廠改進(jìn)熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的積極性。4分配給供熱方面的熱量是作為鍋爐直接供出的熱量，即 ， 屬于分產(chǎn)供熱，它沒有得到熱電聯(lián)產(chǎn)的好處，只得到以電站高效率 大鍋爐取代低效率的小鍋爐的好處。 第26頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱

21、經(jīng)濟(jì)性(續(xù))3.3.3熱電廠的節(jié)煤量的計(jì)算及節(jié)煤條件1、節(jié)煤量的計(jì)算 熱電廠和熱電分產(chǎn)系統(tǒng)如圖38所示。圖中電負(fù)荷為 kW.h/a，熱負(fù)荷為Q GJ/a。熱電分產(chǎn)的凝汽電廠鍋爐效率為be、管道效率為pe、汽輪機(jī)的機(jī)械效率為me、發(fā)電機(jī)效率為ge、發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為be；熱電廠的鍋爐效率為b、管道效率為p、汽輪機(jī)的機(jī)械效率為m，和發(fā)電機(jī)的效率為g；分產(chǎn)供熱的工業(yè)鍋爐效率為b(d)、管道效率為p(d)。熱網(wǎng)效率hs，因此熱電聯(lián)產(chǎn)的供熱量Qh與熱用戶的熱負(fù)荷Q的關(guān)系是Q =Qhhs。 。 熱電廠總標(biāo)準(zhǔn)煤耗Btp，為用于發(fā)電、供熱的標(biāo)準(zhǔn)煤耗之和，即 上式中第一項(xiàng)是發(fā)電的節(jié)煤量，第二項(xiàng)是供熱的節(jié)煤量。 熱

22、電分產(chǎn)總標(biāo)準(zhǔn)煤耗Bf為分產(chǎn)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗Bcp與分產(chǎn)供熱煤耗Bh之和，即： 則熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)煤量為： （316） （318） （317） 第27頁(yè)，共42頁(yè)。 (a)熱電廠的熱力系統(tǒng) (b)熱電分產(chǎn)的熱力系統(tǒng) 圖38熱電廠和熱電分產(chǎn)系統(tǒng)示意圖 3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))第28頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))2、聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)煤條件分產(chǎn)供熱的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量： 熱電廠供熱的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量：熱電廠供熱節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)煤量： 則熱電廠供熱的節(jié)煤條件為0，即： 0 （322） （321） （320） （319） 第29頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù)) 當(dāng)熱電廠供熱和分產(chǎn)供熱供應(yīng)相同熱負(fù)荷Q時(shí)，能節(jié)

23、約燃料的主要原因是熱電廠的電站鍋爐效率b，遠(yuǎn)高于分產(chǎn)供熱的工業(yè)鍋爐效率b(d)所致，其不利因素是熱電廠供熱有熱網(wǎng)損失。若考慮熱電廠供熱和分產(chǎn)供熱管道效率大致相等，即取pp(d)，則其節(jié)煤條件為： 3、熱電廠發(fā)電的節(jié)煤條件 分產(chǎn)發(fā)電即代替凝汽式電廠發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量Be為： （323） （324） 第30頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù)) 圖38所示為單抽汽式供熱機(jī)組，可視為背壓機(jī)與凝汽機(jī)的組合，即供熱汽流發(fā)電Wh，凝汽流發(fā)電Wc，并且W= Wh + Wc 。由于供熱汽流發(fā)電屬熱電聯(lián)產(chǎn)，它的i=1，則供熱汽流的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為： 而凝汽流發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為： 由于供熱機(jī)組凝汽流發(fā)電的絕對(duì)

24、內(nèi)效率比代替凝汽機(jī)組的低(即ic 。 （325） （326） 第31頁(yè)，共42頁(yè)。3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))熱電廠發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量Btp(e)為： 則熱電廠發(fā)電的節(jié)煤量可寫為 將Wc= W Wh代入得： 熱電廠節(jié)煤的有利因素是熱化發(fā)電的煤耗率比替代機(jī)組的發(fā)電煤耗率低，而不利因素則是供熱機(jī)組凝汽流發(fā)電的煤耗率比替代機(jī)組的發(fā)電煤耗率高，因此，熱電廠的發(fā)電是否節(jié)煤存在一定的條件，即要滿足 0。 （327） （328） （329） 第32頁(yè)，共42頁(yè)。即 。 當(dāng) 時(shí)，得 令 X= 的含義是供熱機(jī)組熱化發(fā)電量占供熱機(jī)組總發(fā)電量的比例，稱為熱化發(fā)電比；X是由供熱機(jī)組的特性與替代機(jī)組的特性決定的特性參數(shù)

25、，稱為臨界熱化發(fā)電比。 熱電廠的發(fā)電節(jié)煤條件是供熱機(jī)組的熱化發(fā)電比一定要大于臨界熱化發(fā)電比，即 。而Wh=Qh，只有Qh足夠大時(shí)熱電廠才會(huì)節(jié)煤。 3.3 熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性(續(xù))當(dāng)供熱機(jī)組蒸汽初參數(shù)與替代凝汽式電廠機(jī)組的初參數(shù)相同時(shí)，要求的熱化發(fā)電比為： 13%15%；當(dāng)供熱機(jī)組初參數(shù)比替代凝汽式電廠機(jī)組的初參數(shù)低一檔時(shí)，要求的熱化發(fā)電比為： 40%；當(dāng)供熱機(jī)組初參數(shù)比替代凝汽式電廠機(jī)組的初參數(shù)低二檔時(shí)，要求的熱化發(fā)電比為： 50%。 （330） （331） 第33頁(yè)，共42頁(yè)。3.4 熱化系數(shù)3.4.1熱化系數(shù)的定義 熱電廠是通過(guò)汽輪機(jī)抽汽輔以尖峰鍋爐來(lái)滿足熱負(fù)荷要求的。計(jì)算熱負(fù)荷（熱負(fù)荷的最

26、大值）中由汽輪機(jī)抽汽承擔(dān)的份額稱為熱電廠的熱化系數(shù)。 圖39為具有采暖和熱水負(fù)荷的全年熱負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間圖。橫坐標(biāo)為熱負(fù)荷的持續(xù)小時(shí)數(shù)，縱坐標(biāo)為小時(shí)熱負(fù)荷。室外為計(jì)算溫度的熱負(fù)荷稱為計(jì)算熱負(fù)荷，或者稱熱負(fù)荷的最大值，以 表示。全年供熱量為面積1234561。汽輪機(jī)的最大小時(shí)供熱量為 ，汽輪機(jī)全年抽汽供熱量1834561的面積。 小時(shí)熱化系數(shù)以 表示： 年熱化系數(shù)用 表示： 式中， 為供熱汽輪機(jī)總的抽汽（或排汽）供熱量，GJ/h； 為熱電廠的最大熱負(fù)荷（也稱為計(jì)算熱負(fù)荷），GJ/h。 （332） （333） 第34頁(yè)，共42頁(yè)。3.4 熱化系數(shù)(續(xù)) 圖39 有采暖和熱水負(fù)荷的全年熱負(fù)荷的持續(xù)曲線

27、 第35頁(yè)，共42頁(yè)。3.4熱化系數(shù)(續(xù)) 通常采用的是小時(shí)熱化系數(shù)，簡(jiǎn)稱為熱化系數(shù)，以 表示。 年熱化系數(shù)是由小時(shí)熱化系數(shù)所決定的，對(duì)于給定地區(qū)某一個(gè)熱化系數(shù)下對(duì)應(yīng)一確定的年熱化系數(shù)。如圖310所示為蘭州地區(qū)小時(shí)和年熱化系數(shù)的關(guān)系。 圖310 蘭州地區(qū)小時(shí)和年熱化系數(shù)的關(guān)系 1. 熱化系數(shù) ；2. 年熱化系數(shù) 第36頁(yè)，共42頁(yè)。3.4 熱化系數(shù)(續(xù))3.4.2理論上最佳熱化系數(shù) 燃料節(jié)約總量的式（3-18）可以改寫為：第一項(xiàng) ，是熱電廠生產(chǎn)電能理論上節(jié)約燃料的最大值；第二項(xiàng) ，是熱電廠以凝汽流的方式生產(chǎn)電能所多耗費(fèi)的燃料； 第三項(xiàng) ，是熱電廠供熱所節(jié)約的燃料。 為了簡(jiǎn)化分析，可以不考慮熱電

28、廠供熱所節(jié)約的燃料 ，則聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)相比節(jié)煤量可寫為 圖311 是采暖和熱水負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間圖。 （334） （335） 第37頁(yè)，共42頁(yè)。3.4 熱化系數(shù)(續(xù)) 圖311 采暖和熱水負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間圖 第38頁(yè)，共42頁(yè)。3.4 熱化系數(shù)(續(xù)) 從上圖的分析可以得出理論上最佳熱化系數(shù)的含義：在這個(gè)熱化系數(shù)時(shí)，聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)相比節(jié)約的燃料量為最大。 用 表示熱化系數(shù)的增量，則節(jié)煤量變化 的公式可寫為：當(dāng) 0時(shí)，節(jié)煤量的絕對(duì)值最大，這是熱化系數(shù)理論上最佳值的條件，即將上式變形為： 增加的總發(fā)電量用 表示，則有關(guān)系式： ，只要熱電廠供熱氣流和凝汽流電能的變化滿足式（342）的條件，所對(duì)應(yīng)的熱化系數(shù)即為理論上的最佳熱化系數(shù)，用 表示。由上