华北电力大学【热力发电厂--绪论】PPT课件

1、1 绪绪 论论 一、我国的能源资源和能源结一、我国的能源资源和能源结构构 能源资源丰富，但人均拥有量相对不足能源资源丰富，但人均拥有量相对不足 以煤炭为主要能源以煤炭为主要能源 占一次能源消费量占一次能源消费量62 预计到预计到2050年仍占能源消费量年仍占能源消费量50% 电力能源一直以煤为主电力能源一直以煤为主 本课件由知识社本课件由知识社http:/分享分享 2 煤炭在总能源中比例 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 196519701975198019851990 1995 2000 年份 煤炭比例/% 3 2002年我国能源状况 一次能源消费量为一次能源

2、消费量为14.8亿吨标准煤，产量为亿吨标准煤，产量为 13.87亿吨标准煤，为世界第二大能源消费国亿吨标准煤，为世界第二大能源消费国 煤炭占煤炭占66.1%66.1%，石油，石油23.4%23.4%，天然气，天然气2.7%2.7%，水，水 电电7.1%7.1%，核电，核电0.7%0.7% 发电装机容量发电装机容量3.57亿千瓦，居世界第亿千瓦，居世界第2位位 据能源统计年鉴，我国石油进口达据能源统计年鉴，我国石油进口达6600万吨万吨 近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势近年来我国能源需求已呈明显增长的趋势 4 5 能源利用率低，平均能耗高，产值能耗约为发达国家的能源利用率低，平均能耗高，产值

3、能耗约为发达国家的4 45 5倍，倍， 产品单耗比发达国家高产品单耗比发达国家高40%40%，能源综合利用率不到，能源综合利用率不到30%30% 。 污染严重，污染严重， COCO2 2的排放量已成为世界第的排放量已成为世界第2 2位位 6 二、我国火力发电工业的成就二、我国火力发电工业的成就 我国电力工业的发展我国电力工业的发展 年代年代 项项 目目 1882188219491949198719871995199519981998 20022002 装机装机 容量容量 GWGW12(kW)12(kW) 1.851.85101.93101.93214.4214.4227227356356 倍数

4、倍数 1 15555116116123123192192 世界世界 顺位顺位 21217 74 42 2 发电量发电量 TWhTWh4.34.34964961000100011671167 16141614 倍数倍数1 1115115233233271271375375 世界世界 顺位顺位 25252 2 7 三、我国电力规划及火电技术发展动向三、我国电力规划及火电技术发展动向 8 近两年缺电拉闸给我们的启示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电力发展的低速度和建设工程的长周期

5、不能满 足经济快速、持续发展和人民用电增长的需求；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；超前需求而发展；(去年浙江部分地区出现拉三送四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；平衡隐患的盖子； “十六大十六大”提出经济翻两番目标的实现：经济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发展推

6、动电力，电力发展为经济列车提供强大 的动力；的动力； 9 社会发展对电力的新需求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；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、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开放、节约土地、与环境友好的的输变电新技 术；术；“厂网分开厂网分开”要求制订厂网协调，统一规要求制订厂网协调，统一规 划、分头实施，确保安全和资源优化配置，在

7、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；发展中求得多赢的制度； 现代化大都市和现代化大都市和“全面实现小康全面实现小康“要求实现充要求实现充 足、可靠、优质、个性化的配、供电与营销新足、可靠、优质、个性化的配、供电与营销新 技术技术; 10 与国民经济发展相协调的超前发展与国民经济发展相协调的超前发展 高效高效 (高效率、高效益、高有效性高效率、高效益、高有效性) 绿色绿色（洁净化、（洁净化、“三废三废“资源化、与环境友好）资源化、与环境友好） 节约节约（节水源、节能源、节资源、节土地）（节水源、节能源、节资源、节土地） 可靠可靠（高安全性、高灵活性、高电能质）（高安全

8、性、高灵活性、高电能质） 可柔性可柔性（方便灵活、个性化）（方便灵活、个性化） 管理现代管理现代（信息化、数字化、网络化）（信息化、数字化、网络化） 未来未来20年电力可持续发展主题年电力可持续发展主题 11 从从2003年到年到2020年，平均年增装机年，平均年增装机3000万万kW，年投，年投 资约资约1200亿元，亿元，18年累计增加装机年累计增加装机5.5亿亿kW，需投资，需投资 约约22000亿元亿元. 2010年西电东送和区域电网间电力交换年西电东送和区域电网间电力交换 能力达能力达40000和和30000MW。 到到2020年电源发展的蓝图年电源发展的蓝图 12 电源可持续发展思

9、路电源可持续发展思路 优化电源结构：优化电源结构： 优先发展水电，加快发展核电，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，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；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；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，重视生态环境，加大技术改造，提高能源效率， 优化发展煤电：优化发展煤电： 优先发展高效、洁净煤、节水发电，提高机组调优先发展高效、洁净煤、节水发电，提高机组调 峰能力；峰能力； 大力发展煤炭利用全过程的洁净利用

10、；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；努力试点发展发电、煤化工等多联产； 13 未来未来20年电源发展规划年电源发展规划 年年 代代 项项 目目 20002000 2005 2005 2010 2010 2020 2020 装机总容量，亿装机总容量，亿kWkW04.305.85.89 9 9.59.5 常规水电，常规水电， 亿亿kWkW0.790.791.051.051.501.502.202.20 抽水蓄能抽水蓄能 ， 万万kWkW5705706176171582158225002500 燃煤发电燃煤发电 ， 亿亿kWkW2.372.3

11、04.005.8 5.8 6.06.0 天然气发电，万天然气发电，万kWkW700700 2000200050005000 核电核电 ， 万万kWkW2102108708701170117040004000 风电风电 ， 万万kWkW46.8(2002)46.8(2002)10010025025016001600 光伏发电光伏发电 ， 万万kWkW3 3（20022002）6060160160 生物质发电，万生物质发电，万kWkW200200500500 供电煤耗，供电煤耗，gce/kWhgce/kWh392392360360330330 耗水率，耗水率， m m3 3

12、/s/GW/s/GW1.0 0.80.8 0.15(0.15(空冷机组空冷机组) ) 0.60.6 0.15(0.15(空冷机组空冷机组) ) 14 高效、绿色发电技术高效、绿色发电技术 硫资源化脱硫硫资源化脱硫 高效发高效发 电电 超超(超超)临界机组临界机组 联合循环联合循环 多联产多联产 煤炭加工与转化煤炭加工与转化 流化床流化床 F B C 整体煤气化联合循环整体煤气化联合循环 I G C C 可再生能源发电及核电可再生能源发电及核电 烟气净化烟气净化 灰渣及废水资源化灰渣及废水资源化 空冷机组空冷机组 烟气循环流化床脱硫烟气循环流化床脱硫 其它节水技术其它节水技术

13、燃料电池燃料电池 微型燃气轮机微型燃气轮机 太阳光发电太阳光发电 风力发电风力发电 洁净发电洁净发电 节水发电节水发电 分布式电源分布式电源 新型发电新型发电 以煤气化为核心 以煤气化为核心 以发电为核心以发电为核心 15 火电发展的关键技术火电发展的关键技术 超临界机组（超临界机组（SCSC）+ +高效烟气净化技术高效烟气净化技术 超超临界机组（超超临界机组（USCUSC）+ +高效烟气净化技术高效烟气净化技术 大型循环流化床（大型循环流化床（CFBCFB） 蒸汽燃气联合循环机组蒸汽燃气联合循环机组(GTCC)(GTCC) 整体煤气化蒸汽燃气联合循环（整体煤气化蒸汽燃气联合循环（IGCCIG

14、CC） 热电（冷）联产热电（冷）联产 大容量空冷机组大容量空冷机组 以煤气化为核心的多联产技术以煤气化为核心的多联产技术 16 超临界、超超临界机组超临界、超超临界机组 -现实而先进的发电技术现实而先进的发电技术 超临界点：超临界点：22.115MPa,22.115MPa,374.15374.15 超临界机组（超临界机组（SCSC）：）：全世界已运行全世界已运行600600多台，一般主汽压多台，一般主汽压 力力24MPa24MPa及以上及以上, ,主汽和再热汽温度主汽和再热汽温度540-560540-560 （效率比亚临界机组高约（效率比亚临界机组高约2%2%） 超超临界机组（超超临界机组（U

15、SCUSC） ：全世界已运行全世界已运行6060多台，一般主汽多台，一般主汽 压力压力25-28MPa25-28MPa及以上或主汽和再热汽温度及以上或主汽和再热汽温度580580以上以上 （效率比超临界机组高约（效率比超临界机组高约4%4%） 20032003年年20102010年新建火电机组年新建火电机组4040为为SCSC机组；机组； 20102010年年20202020年：年：600MW600MW及以上新建机组将全部建及以上新建机组将全部建 SCSC机组；新建火电机组一半以上为机组；新建火电机组一半以上为USCUSC； 17 美美 国国 前前 苏苏 联联 日日 本本 中中 国国 第一台机

16、组第一台机组 投运年份投运年份 1957 1953 1967 1962 最大单机容量，最大单机容量， MW 1300 1200 1050 900 装机情况装机情况 1982年年166台台 112898MW 1988年年222台台 ，占火电机组，占火电机组 容量的容量的51% 94台，占火台，占火 电机组容量电机组容量 的的61% 引 进引 进 1 1 4 0 0 1 1 4 0 0 M W ,M W , 投 运投 运 10200 MW,10200 MW,占占 火电机组容火电机组容 量的量的3.5%3.5% 容量范围容量范围500MW以上以上300MW以上以上450MW以上以上300MW以上以上

17、 我国与世界主要国家超临界机组的比较我国与世界主要国家超临界机组的比较 18 超超( (超）临界机组经济性估算超）临界机组经济性估算 20002000年我国火电机组平均供电煤耗年我国火电机组平均供电煤耗392g/kWh,392g/kWh, 比超临界机组比超临界机组 高高707080 g/kWh80 g/kWh，比超超临界，比超超临界 机组高机组高104g/kWh104g/kWh。20022002年火电发电量年火电发电量16386 16386 亿亿 kWh kWh ，如一半由超（超超）临界机组发出，则，如一半由超（超超）临界机组发出，则 每年可节约约每年可节约约5000500070007000（

18、90009000）万吨（标准）万吨（标准 煤）煤）;2020;2020年为年为1.4-1.8(2.3)1.4-1.8(2.3)亿吨亿吨 ； 计划关停小火电计划关停小火电30GW30GW（煤耗高达（煤耗高达550g/kWh550g/kWh以以 上），如其中的一半用超（超超）临界机组替上），如其中的一半用超（超超）临界机组替 代，每年可节煤代，每年可节煤20002000万吨；万吨； 相应的节能、节水、节资源和环保效益显著相应的节能、节水、节资源和环保效益显著。 19 3 压 气 机 燃气 轮机 发电机 G 发电机 G 1 2 4 燃烧室e 余热锅炉 8 9 气轮机 凝汽器 5 7 给水 加热器 水

19、泵 10 燃气蒸气联合循环原理（燃气蒸气联合循环原理（GTCCGTCC） 20 当代先进燃气轮机及联合循环性能当代先进燃气轮机及联合循环性能 机型机型 项目项目 西屋西屋 501-ATS501-ATS GE-MS7001HGE-MS7001HABB GT26ABB GT26西门子西门子KWUKWU 燃气初温，燃气初温，15101510143014301260126011901190 压压 比比28282323303016.616.6 简单循环净出力简单循环净出力,MW,MW290290265265240240 简单循环效率简单循环效率,%,%414138.538.53838 联合循环净出力联合

20、循环净出力,MW,MW426426400400396396359359 联合循环效率联合循环效率,%,%6161606058.558.558.158.1 21 我国我国GTCC （蒸汽燃气联合循环）（蒸汽燃气联合循环）发展的展望发展的展望 电力工业将持续发展并增加电力工业将持续发展并增加GTCCGTCC比重比重 w20002000年我国年我国GTCCGTCC装机容量约装机容量约700700万万kWkW，占装机容量，占装机容量2%2% w我国计划到我国计划到20102010和和20202020年新增年新增GTCCGTCC到到20002000和和50005000万万kWkW （占装机容量（占装机容

21、量3.43.4和和5%5%），需天然气约），需天然气约200200和和500500亿亿m m3 3/ /年，年， 占全国天然气用量占全国天然气用量2020和和2525。 w电力工业为提高效率、优化电源结构和减少环境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，在东南沿海及污染、增加调峰能力、机组增容，在东南沿海及 “西气东输西气东输”沿线因地制宜地发展沿线因地制宜地发展GTCCGTCC发电。发电。 必须燃用油、气等优质燃料，必须燃用油、气等优质燃料，IGCC IGCC 发电技术发电技术 将突破上述限制将突破上述限制 22 煤整体气化蒸汽燃气联合循环煤整体气化蒸汽燃气

22、联合循环 (IGCC) 23 IGCC的特点的特点 1 1. 联合循环热效率高，并可进一步提高效率联合循环热效率高，并可进一步提高效率 2. “2. “最清洁的煤电最清洁的煤电”，环保性能优良，环保性能优良 3. 3. 燃料适应性强，高硫煤的硫可资源化燃料适应性强，高硫煤的硫可资源化 4. 4. 调峰性能好，节约水资源调峰性能好，节约水资源 5. 5. 单位造价不断降低单位造价不断降低 全世界已建全世界已建, ,在建和拟建在建和拟建IGCCIGCC电站电站3030余座，我国余座，我国 在山东烟台拟建在山东烟台拟建300-400MW300-400MW级的级的IGCCIGCC示范电站。示范电站。

23、24 以煤气化为核心的发电、煤化工以煤气化为核心的发电、煤化工 综合能源利用系统综合能源利用系统 21世纪能源工厂的预计指标：世纪能源工厂的预计指标： 发电效率发电效率：燃煤：燃煤 60%（HHV），）， 天然气天然气 75% (LHV) 热电联产热电联产：热效率：热效率 85-90% 污染排放污染排放：粉：粉 尘和尘和SO2、NOx接近零排放接近零排放 温室气体温室气体：排放减少：排放减少50%，并，并100%分离分离 联产产品联产产品：合成气、：合成气、H2、煤化工产品等、煤化工产品等 25 “展望展望 21世纪世纪“ 能源系统能源系统 高温高压高温高压 气化炉气化炉 变换制氢变换制氢 氢气分离氢气分离 高温高温 燃料燃料 电池电池 煤煤煤气煤气 高温高压高温高压 热交换器热交换器 氧气分离氧气分离 空气空气 先进循环先进循环 SS O2 电电 热水热水 CO2 (去埋藏去埋藏), 污染物污染物(H2S, PM, 碱金属碱金属) H2 O2 O2 26 我国煤炭高效洁净发电示范工程我国煤炭高效洁净发电示范工程 河南沁北电厂：河南沁北电厂：SC国产化示范机组国产化示范机组 （600MW） 浙江玉环电厂：浙江玉环电厂：USC示范机组示