1、熱電聯(lián)產(chǎn) 節(jié)約能源的需要 保護環(huán)境的需要,基本概念 熱電廠：供熱、供電 凝汽式電廠：供電 分散式供熱：小鍋爐 集中式供熱：熱電廠或者區(qū)域性大鍋爐房,熱電發(fā)展速度過快，名為熱電，實為發(fā)電； 配套熱網(wǎng)發(fā)展滯后，集中供熱無法同步實施； 現(xiàn)有熱電廠凝結(jié)水回收少，水資源浪費嚴(yán)重； 冬季環(huán)境效益明顯，夏季環(huán)境影響增大；,熱電聯(lián)產(chǎn)存在的問題,第三章熱電廠的經(jīng)濟性及其供熱系統(tǒng),1、熱負(fù)荷及其載熱質(zhì) 2、熱電聯(lián)合生產(chǎn)及熱電廠總熱耗量的分配 3、熱電廠的主要熱經(jīng)濟性指標(biāo)與熱電聯(lián)產(chǎn) 節(jié)約燃料的條件 4、熱電廠的熱化系數(shù)與供熱式機組的選型 5、熱電廠的供熱系統(tǒng),第一節(jié) 熱負(fù)荷及其載熱質(zhì),凝汽式發(fā)電廠： 只發(fā)電 熱電廠

2、： 同時發(fā)電和供熱 分散供熱： 小鍋爐供應(yīng) 集中供熱： 熱電廠或區(qū)域性大鍋爐房,（一）熱負(fù)荷及其載熱質(zhì),熱負(fù)荷：供暖、通風(fēng)、空調(diào)、熱水、生產(chǎn)工藝用熱 1、熱負(fù)荷分類 季節(jié)性熱負(fù)荷：用熱量主要與氣候條件有關(guān) 采暖、通風(fēng)、空調(diào) 特點：取決于室外溫度，年變化大，日變化小 非季節(jié)性熱負(fù)荷：用熱量與室外氣溫?zé)o關(guān) 熱水供應(yīng)、生產(chǎn)工藝用熱 特點：年變化小，日變化大,各類熱負(fù)荷特點,2、季節(jié)性熱負(fù)荷,（1）供暖設(shè)計熱負(fù)荷 保持建筑物損失熱量與獲得熱量的平衡 體積指標(biāo)法： 面積指標(biāo)法：,（2）通風(fēng)設(shè)計熱負(fù)荷 加熱從室外進入的新鮮空氣所消耗的熱量 體積熱指標(biāo)法： 百分?jǐn)?shù)法：,2 全年性熱負(fù)荷,（1）生活用熱設(shè)計熱

3、負(fù)荷 熱水供應(yīng)用熱 其它生活用熱 供暖期的熱水供應(yīng)平均小時熱負(fù)荷： 熱水送水溫度一般為6065,（2）生產(chǎn)工藝用熱設(shè)計熱負(fù)荷 滿足生產(chǎn)過程中的各種用熱 其大小和變化規(guī)律完全取決于工藝性質(zhì)、生產(chǎn)設(shè)備的形式及生產(chǎn)的工作制度 低溫供熱：130 150 中溫供熱：150 250 高溫供熱：250 300,3 熱負(fù)荷圖,反映熱負(fù)荷隨室外溫度或時間的變化 （1）全日熱負(fù)荷圖,（2）熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖,1供暖熱負(fù)荷；2冬季通風(fēng)熱負(fù)荷； 3熱水供應(yīng)熱負(fù)荷；4總熱負(fù)荷,4 熱負(fù)荷持續(xù)時間圖,表示不同小時用熱量的持續(xù)性曲線 季節(jié)性熱負(fù)荷持續(xù)時間圖 不同室外溫度持續(xù)時間確定的熱負(fù)荷變化規(guī)律,（二）載熱質(zhì)及其選擇

4、,供熱系統(tǒng): 熱源、熱網(wǎng)、用戶引入口及局部用熱系統(tǒng) 熱網(wǎng): 將熱能由熱源通過管網(wǎng)輸送給熱用戶的系統(tǒng),熱網(wǎng)分類,按載熱質(zhì)的回收情況分類： 按載熱質(zhì)分：水網(wǎng)和汽網(wǎng),汽網(wǎng)的優(yōu)點,要求蒸汽作工質(zhì)的熱用戶； 通用性好，可滿足各種用熱形式的需要； 耗電少； 因高度差形成的靜壓力很小，運行穩(wěn)定； 蒸汽的傳熱系數(shù)高，可減少傳熱面積，降低換熱設(shè)備造價,第二節(jié) 熱電聯(lián)合生產(chǎn)及熱電廠總熱耗量的分配,（一）熱電聯(lián)合生產(chǎn) 熱電分產(chǎn) 只生產(chǎn)電能或熱能一種能量,分散供熱、分產(chǎn)電,集中供熱、分產(chǎn)電,熱電聯(lián)產(chǎn) 同時生產(chǎn)電能和熱能 熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)點： 先發(fā)電，再供熱； 發(fā)電和供熱兩種形式同時存在 按質(zhì)用能 節(jié)約能源，環(huán)保有利,熱電聯(lián)

5、產(chǎn)典型系統(tǒng)圖,C型汽輪機,B型、N型汽輪機,N=NC+Nh,供熱循環(huán)在理想工況和實際工況下的供熱循環(huán)的熱效率:,（二）熱電廠總熱耗能的分配,熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗能的分配方法： 熱量法（熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸電） 實際焓降法（熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸熱） 做功能力法（熱電聯(lián)產(chǎn)效益折中）,1、熱量法 將熱電廠的總熱耗量按產(chǎn)品數(shù)量比例進行分配 熱電廠總熱耗量： 分配給供熱的熱耗量： 能量平衡式： 汽輪機內(nèi)效率：,分析： 從熱能數(shù)量利用的觀點來分配熱耗； 沒有考慮熱能質(zhì)量上的差別； 供熱熱耗量Qtp(h)是幾種方法中最大的； 好處歸電（發(fā)電部分沒有冷源熱損失）； 不能調(diào)動改進熱功轉(zhuǎn)化過程的積極性； 不利于鼓勵熱用戶降低用熱參

6、數(shù),2、實際焓降法 按聯(lián)產(chǎn)供熱汽流在汽輪機中少做的功（實際焓降不足）與新蒸汽實際的焓降來分配供熱的熱耗量 分配給供熱的熱耗量： 減溫減壓器的熱耗量： 供熱總熱耗量： 發(fā)電熱耗量：,特點： 考慮外供熱抽汽在汽輪機中做功的影響； 考慮熱能質(zhì)上的差別； 供熱部分沒有分擔(dān)熱功轉(zhuǎn)換過程中的冷源損失和不可逆損失； 供熱熱耗量Qtp(h) 最小，好處歸熱； 可鼓勵熱用戶降低用熱參數(shù),3、做功能力法 把聯(lián)產(chǎn)汽流的熱耗量按蒸汽的最大做功能力在電、熱兩種產(chǎn)品之間分配 分配給供熱的熱耗量： 比火用： 分析： 同時考慮熱能的質(zhì)量和數(shù)量； 熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟效益分配到熱電兩種產(chǎn)品上； 供熱抽汽（排汽）溫度與環(huán)境溫度接近，

7、分析結(jié)果與實際焓降法近似,熱經(jīng)濟性指標(biāo)表示設(shè)備或系統(tǒng)能量利用及能量轉(zhuǎn)換過程中的技術(shù)完善程度 （一）熱電廠總的熱經(jīng)濟性指標(biāo) 1、熱電廠的燃料利用系數(shù)tp 熱電廠對外供電、熱之和與輸入能量之比,第三節(jié) 熱電廠的主要熱經(jīng)濟性指標(biāo)與熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)約燃料的條件,數(shù)量利用指標(biāo) 估算燃料消耗量,2、熱化發(fā)電率 質(zhì)量不等價的熱化發(fā)電量與熱化供熱量的比值 熱化供熱量： 熱化發(fā)電量：,外部熱化發(fā)電量（供熱蒸汽）,內(nèi)部熱化發(fā)電量 （加熱抽汽）,分析： 熱電聯(lián)產(chǎn)質(zhì)的指標(biāo)，比較供熱機組間熱功轉(zhuǎn)換過程技術(shù)完善的程度； 只與熱電聯(lián)產(chǎn)部分的熱、電有關(guān)； 只能比較抽汽參數(shù)相同的供熱機組間的熱經(jīng)濟性,（二）熱電廠的分項熱經(jīng)濟性指標(biāo),

8、1、發(fā)電方面的熱經(jīng)濟性指標(biāo) 熱電廠發(fā)電熱效率 熱電廠發(fā)電熱耗率 熱電廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率,2、供熱方面的熱經(jīng)濟性指標(biāo) 熱電廠供熱熱效率 熱電廠供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率,（三）熱電聯(lián)產(chǎn)較分產(chǎn)的燃料節(jié)約量,1、比較基礎(chǔ) （1）遵循能量供應(yīng)相等原則，假定聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的熱負(fù)荷Q 、電負(fù)荷分別相等； （2）熱電分產(chǎn)的凝汽式機組（代替電站）的b、p、m和g與聯(lián)產(chǎn)發(fā)電相同； （3）聯(lián)產(chǎn)供熱的鍋爐效率遠高于分產(chǎn)供熱的小鍋爐效率,熱電聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的對比系統(tǒng)模型,Bsdp = Bscp+Bsd,Bstp = Bstp(h)+Bstp(e),熱電分產(chǎn),熱電聯(lián)產(chǎn),2、聯(lián)產(chǎn)較分產(chǎn)的節(jié)煤量,在能量供應(yīng)水平相等的前提下： 熱電分產(chǎn)標(biāo)煤量：B

9、sdp = Bscp+Bsd 熱電聯(lián)產(chǎn)標(biāo)煤量： Bstp = Bstp(h)+Bstp(e) 差值為： Bs = Bdps Btps =（Bcps Btp（e）s）+（Bds Btp（h）s） =Bes +Bhs,聯(lián)產(chǎn)發(fā)電節(jié)煤量,聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)煤量,1、供熱方面的燃料節(jié)省 分產(chǎn)供熱時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 聯(lián)產(chǎn)供熱時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 聯(lián)產(chǎn)供熱較分產(chǎn)供熱時節(jié)省的燃料量Bhs,分產(chǎn)供熱時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 聯(lián)產(chǎn)供熱時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率,2、發(fā)電方面的燃料節(jié)省 分產(chǎn)發(fā)電時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 聯(lián)產(chǎn)發(fā)電時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量(供熱汽流、凝汽流) 聯(lián)產(chǎn)供熱較分產(chǎn)供熱發(fā)電時節(jié)省的燃料量Bes,熱化發(fā)電比熱化發(fā)電量占整個機組發(fā)電量的比值 聯(lián)產(chǎn)全年節(jié)省的

10、燃料量Bs,（三）熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)省燃料的條件,1、聯(lián)產(chǎn)供熱節(jié)省燃料的條件,2、聯(lián)產(chǎn)供電節(jié)省燃料的條件,3、生產(chǎn)相同電量W和熱量Qh時 聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)的總?cè)剂舷牧恐戎?熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)省的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量達25%75%,第四節(jié) 熱電廠的熱化系數(shù)與供熱式機組的選型,（一）熱化系數(shù)tp 供熱機組最大供熱能力與熱網(wǎng)最大熱負(fù)荷之比 小時熱化系數(shù)tp： 年熱化系數(shù)tpa：,1、熱化系數(shù)的定性分析 （1）tp=1 滿足最大熱負(fù)荷的需要，不需設(shè)置分產(chǎn)供熱設(shè)備； 大部分時間熱負(fù)荷都小于最大熱負(fù)荷，因而供熱機組的熱化發(fā)電量Wh，熱化發(fā)電比 ； 凝汽流發(fā)電量Wc，這部分發(fā)電耗煤（其熱經(jīng)濟性小于代替電站）； 非采暖期只剩下很少的

11、熱水熱負(fù)荷 結(jié)論： tp=1不可取,（2）tp1（不是太?。?供熱機組的最大供熱量比最大熱負(fù)荷小，需設(shè)置分產(chǎn)供熱設(shè)備、代替電站的凝汽式機組； 不足的熱負(fù)荷Qh： 分產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)同樣熱負(fù)荷比供熱機組要多耗燃料； 不足的發(fā)電量（供熱汽流Wh+凝汽汽流Wc）： 代替電站發(fā)Wh電比供熱機組供熱汽流發(fā)多耗煤，代替電站發(fā)Wc電比供熱機組凝汽汽流少耗煤； 對整個地區(qū)能量供應(yīng)系統(tǒng)而言是節(jié)省燃料的 結(jié)論： tp 1可取,（3）tp 1 絕大多數(shù)熱負(fù)荷不是靠供熱機組的熱化供熱，而是由分產(chǎn)供熱設(shè)備來提供，此時多耗標(biāo)煤； 類似 tp1時的分析，多耗標(biāo)煤 結(jié)論：沒有節(jié)煤反而多耗煤，不合理,熱化系數(shù)tp應(yīng)用背景: 已建成投

12、運的熱電廠： 提高tp，供熱機組熱化發(fā)電量Wh愈大，熱化發(fā)電比X愈大，節(jié)省燃料量愈多，經(jīng)濟性愈好 新建的熱電廠： tp的選擇與供熱機組、供熱系統(tǒng)、代替凝汽式機組的熱經(jīng)濟性及其投資有關(guān) 熱化系數(shù)tp選擇: 工業(yè)熱負(fù)荷=0.60.75 采暖熱負(fù)荷=0.500.55,1、供熱機組的機型選擇 機型及其特點 背壓式 抽汽式 凝汽-采暖式,（二）供熱機組的選擇,純背壓式（B） 抽汽背壓式（CB）,全年性負(fù)荷,全年性負(fù)荷、 季節(jié)性負(fù)荷,季節(jié)性負(fù)荷,背壓式機組,凝汽-采暖式機組,抽汽式機組,2、供熱機組參數(shù)的選擇,給水回?zé)峒訜釋嵸|(zhì)上是內(nèi)部熱化，ir=1； 對高參數(shù)大容量供熱機組通常也采用蒸汽中間再過熱以進一步

13、提高其熱經(jīng)濟性 ； 提高供熱機組的蒸汽初參數(shù)，可提高機組熱化發(fā)電比X； 降低供熱抽汽參數(shù)，也可達到同樣的效果,總結(jié),1根據(jù)電網(wǎng)容量、火電機組單機容量、全廠容量及參數(shù)的情況，供熱機組的選擇要“以熱定電”，盡可能采用較高的初參數(shù)和再熱循環(huán)，完善回?zé)嵯到y(tǒng)； 2根據(jù)熱負(fù)荷的特性選擇供熱式機組，使機組盡可能在經(jīng)濟的設(shè)計工況附近運行。機組最大供熱量應(yīng)小于熱負(fù)荷最大值，即 tp 1； 3擴大城市熱化規(guī)模，改造淘汰小型鍋爐。,第五節(jié) 熱電廠的供熱系統(tǒng),（一）供熱系統(tǒng)分類 分散供熱系統(tǒng)： 熱源與熱用戶的用熱裝置直接結(jié)合，或者相距很近，無需熱網(wǎng) 集中供熱系統(tǒng) 組成：熱源、熱網(wǎng)、熱用戶 熱源：熱電聯(lián)產(chǎn)裝置、城市鍋爐

14、房、區(qū)域鍋爐房、 工業(yè)鍋爐等 載熱質(zhì)：熱水、蒸汽,（二）蒸汽供熱系統(tǒng)及設(shè)備 1、直接供汽方式,2、間接供汽方式,（三）熱水供熱系統(tǒng)及設(shè)備,高參數(shù)熱電廠熱網(wǎng)加熱器的原則性熱力系統(tǒng) 1基本熱網(wǎng)加熱器；2尖峰加熱器；3熱網(wǎng)水泵；4熱網(wǎng)凝結(jié)水泵； 5尖峰熱水爐；6循環(huán)水泵；7凝汽器內(nèi)熱網(wǎng)水加熱管束；8疏水冷卻器,供熱設(shè)備 熱網(wǎng)加熱器：表面式換熱器（立式、臥式） 基本熱網(wǎng)加熱器（基載加熱器BH） 尖峰熱網(wǎng)加熱器（峰載加熱器PH） 熱網(wǎng)水泵HP：熱水循環(huán)的動力源 熱網(wǎng)加熱器凝結(jié)水泵HDP：回收熱網(wǎng)加熱器中凝結(jié)水 熱網(wǎng)補充水泵HMP：補充熱網(wǎng)水損失 尖峰鍋爐WB：熱化系數(shù)tp1時，在尖峰熱負(fù)荷期間 投入使用,（四）供熱系統(tǒng)中的調(diào)峰設(shè)備 1、尖峰熱水鍋爐 將熱網(wǎng)水溫提高到熱網(wǎng)設(shè)計的供水溫度 2、蒸汽蓄熱器 平衡短時尖峰負(fù)荷，進行供熱調(diào)節(jié) 供熱調(diào)節(jié),質(zhì)調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)供水溫度 ） 輔助性調(diào)節(jié) （借助設(shè)備蓄熱能力 ）,（1）蒸汽蓄熱器的原理和結(jié)構(gòu),變壓蓄熱器原理圖 (a)變壓蓄熱器系統(tǒng)圖(b)換流器工作示意圖,（2）蒸汽蓄熱器的連接方式,變壓蓄熱器的各種連接方案 (a)、(b)飽和蒸汽來自同一汽源；(c)由過熱蒸汽充汽； (d)、(e)由一個高壓汽源充汽，向一個低壓汽源放汽；(f)用于背壓機組,（五）減溫減壓器 1、減溫減壓器的作用及其熱力系統(tǒng) 將較高參數(shù)的蒸汽降低到需要的壓力