清华大学《联合循环》课件第3章

1、第三章汽轮机电厂的基本理论，汽轮机电厂：电厂锅炉汽轮机装置联合循环下位电厂：废热锅炉汽轮机装置传统锅炉的任务是炉内组织高效燃烧和传热废热锅炉的任务是炉内组织高效(燃烧和)传热对水和水蒸气热本章内容：热电厂的工作工序中的废热锅炉的工作过程和计算，火力发电厂锅炉和废热锅炉的区别燃烧系统火力发电厂锅炉要求稳定的高效燃烧系统，而不补给燃料的废热锅炉不需要燃烧系统，补充燃料的废热锅炉电站锅炉的传导、对流、不辐射燃烧的废热锅炉传热和热，电站锅炉和废热锅炉的区别压力级是？ 火电厂锅炉单压锅炉、馀热锅炉单压、双压、三压。 馀热锅炉多压的目的：提高燃料能源利用率，减小燃气轮机尾气的散热过程与水、水蒸气的吸热过程

2、之间的传热温差，减小热能的机能损失，能降低锅炉的排烟温度，减小排烟进入大气的热量损失。 排烟温度受到排烟中腐蚀性成分的含量的多少和腐蚀性成分蒸汽的露点的高低的影响，第一节汽轮机发电站的概要、发电效率供电效率=bprimg (1- e )=(1- e ) * we/b (cv ) 0B-锅炉效率锅炉存在的损失和量级(30万机组) :排烟显热损失7.9764%机械不完全燃烧损失(飞灰炉渣包含未燃烧的碳) 0.5477%、化学不完全燃烧损失(烟中包含可燃性气体) 0.1505%、炉体的散热损失0.4281%、飞灰和炉渣的显热损失0.3639% p 配管效率ri-兰金循环效率测量汽轮机和辅助系统的热损

3、失，汽轮机循环效率，汽轮机设备效率，第一节汽轮机发电站的概要， 汽轮机装置：用汽轮机主体冷凝器供水回热加热器除氧器构成供水回热加热器：提高汽轮机循环效率而采用的回热对策除氧器：用混合式供水回热加热器除去在供水中溶解的氧气和其他气体，锅炉高温区的热交换器配管受到高温氧腐蚀第一节汽轮机发电站的概要、除氧器的要求：锅炉压力3.85.8MPa，供水溶存氧量基准值为15g/L以下锅炉工作压力超过5.8MPa，供水溶存氧量基准值为15g/L以下亚临界和超临界锅炉供水完全除去氧(除热可以辅助除去化学氧) 要求除氧器方法：化学除氧(肼N2H4 )和热除氧热除氧包括高压除氧(6atm、153度、氧含量不足7g/

4、L )和常压除氧(1.2atm、104度、氧含量不足15g/L )， 第一节汽轮机发电站的概要除氧器的工作原理：溶解于水中的气体量与液面上的该气体的分压成比例，水被定压加热，液面上的蒸汽量增加，水蒸气分压增加，其他气体的分压减少，溶解于水中的氧和其他气体被分离排出，水大量蒸发， 液面上的其他气体分压接近水面上的总压力，溶解在水中的气体从水中释放除去，第一节汽轮机发电站的概要、除氧器的结构图第一节汽轮机发电站的概要、汽轮机、简单发电用汽轮机冷凝气体式、热电连供式汽轮机、 背压式汽轮机用于热负荷长期稳定时的排蒸汽供热，参数高，无热负荷，不能发电，热定电冷凝式汽轮机年热负荷按一定规则变化用于热电限制

5、，纺织、印染、化工、造纸、参数高的目标：具有良好的相变工况特性避免高品质能源发电、低品质能源热供给、高能量低用，实现能阶利用，第一节汽轮机发电站的概要、背压涡轮和低压凝结涡轮的并列运转作业装置的形象、b、， 旁通阀、供热装置、第一节汽轮机发电站介绍不同等级的汽轮机参数压力(MPA )温度(c )功率(MW )下低压3.92 450小于50高压9.90 540小于100超高压13.83 540/540小于200亚临界16. 540600超临界22.13 550/ 550 600以上的超临界大于25.00600/600以上的第一节汽轮机发电站的介绍、不同等级的汽轮机发电站的介绍、第一节汽轮机发电站

6、的介绍石开口发电厂(1992 )，中国首家超临界发电厂，主辅助设备进口浙江玉环(2006年10月13日)，国产超临界，锅炉，哈锅(三菱设计技术)，蒸汽机，上气(西门子技术)欧洲超临界压力28.5MPa31.0MPa，温度545600年，丹麦ord 28.5 MPa 580/580/580，47 %，2001年，丹麦av2发电厂，49% (效率最高)，第一节汽轮机发电厂的介绍2008年电力公司的电力供给煤炭消费申能(集团)有限公司306克/千瓦时神华集团有限责任公司329克千瓦时中国华能集团公司334克/千瓦时中国大唐集团公司335克/千瓦时60万机组2007年全国平均煤消耗量324克/千瓦时(

7、最低305克/千瓦时)第一节汽轮机发电站的介绍我国的主力机组是60 20万机组不生产100万机组，已订购浙江省玉环发电厂41000MW曹妃甸发电厂二期扩建(21000mw超临界机组)上海曹洽发电厂21000mw谏壁发电厂扩建(21000mw机组) 实现了宁海发电厂二期21000MW上海外高桥第三发电厂第三期21000MW(3月生产) 泰州发电厂第一期1000MW超邹县发电厂21000MW宁波北苍发电厂21000MW安徽宿州发电厂21000MW湖北汗川发电厂第三期21000MW天津北疆发电厂21000MW国电博兴发电厂21000MW广东平海发电厂21000MW珠海发电厂，江苏文容国华台山发电厂2

8、1000MW、广东惠来发电厂21000MW绥中发电厂二期21000MW、第一节汽轮机发电厂介绍100万机组2009年部分招标或订购广东平海发电厂一期21000MW机组国电汉川发电厂三期(21000MW ) 级机组陕西德源府谷21000MW机组广东发电厂规划容量61000MW级国产超临界煤机组山东莱州发电厂一期21000MW机组广东台山发电厂二期(首台1000MW级机组)平顶山第二位发电厂第一期21000MW机组凯利清江发电厂21000 技术领先的国家：日本、德国、丹麦、世界超临界机组的最高热效率达到了47 %。 国际采用的技术已经是成熟的技术。 锅炉的设计通常采用型炉和塔式炉。 锅炉最常用的水

9、冷壁的配置方式是线圈环。 压力和温度的上升，壁厚的增加或材料等级的提高，超临界锅炉采用的材料现在已经成熟。 汽轮机的高压缸压力很高。 最终级钛叶片、长叶片长度1375mm，排气面积达15 m2，600 MW700 MW的超临界机组采用了低压汽缸。 新的马氏体钢和合金钢被开发出来了。 第一节汽轮发电厂介绍，提高汽轮发电厂循环效率的措施：提高汽初参数压力、温度匹配，气体泄漏损失大，f点湿度过大，熵增大，第一节汽轮发电厂介绍， 蒸汽初参数对超临界涡轮循环效率的影响(压力为16.631.0MPa，温度为535600)每当压力上升，1MPa热效率上升0.18%0.29%，新蒸汽温度每上升10，热效率上升

10、0.25%0.3% 热效率上升0.18%的二次再热机组是比一次再热机组的热效率高1.5%2.0%的1000兆瓦发电站，每年消耗标准煤约230万吨。 热效率绝对值提高1%，每年节约标准炭6万吨，第一节汽轮机发电站介绍，提高汽轮机发电站循环效率的措施：降低蒸汽排出参数(排蒸汽压力)，接受自然环境条件(冷却水)，采用供水的回热加热循环，一个是从循环排出到冷源二是提高供水进入锅炉时的温度，在蒸汽初始参数不一致时的初压p0过高、初温t0相对低的情况下，采用再热循环(温度低、压力高的解决方案，材料) 的最佳再热压力。廉价的碳低合金钢的蒸汽温度为450以下，碳中合金钢为510520，高级合金钢中的珠光体钢为

11、560570，奥氏体钢的600以上的高温价格比珠光体钢高57倍。 发电所用电：采用变频技术，发电所的辅助设备、凝结水泵、循环水泵、供水泵、送风机、前置供水泵、压力最高，轴封加热器、第二节汽轮机循环效率计算、第二节汽轮机循环效率计算、设备：锅炉(扩张容器):省电器、蒸发中压涡轮1低压涡轮4供水回热系统：高压加热器3、低压加热器4、除氧器1水泵：冷凝水泵、前置水泵、供水泵(拖曳用小涡轮)冷凝器发电机、供水回热系统疏水处理：以更高的疏水差压给下一级供水，一级一级地串联疏水需要用热经济性最差的泵将前段的疏水向加热器供水侧，在经济性中用泵将前段的疏水向加热器出水侧，考虑经济效果高的经济性和可靠性的平衡，

12、泵是旋转机械，容易故障，都采用了三种技术，经济性差，在一般的发电站中使用两个泵第二节汽轮机循环效率的计算，第二节汽轮机循环效率的计算，通常的计算方法：通过具体的计算例了解汽轮机发电站的工作过程，锅炉型号DG-1000/16.66-1型额定蒸发量： Db=1000t/h .锅炉效率：b=90.08%德拉比焓hb=3443.2kJ/kg再热器入/出口蒸汽压力温度： 3.58/3.4MPa，335/555连续排放量： Dbl=0.005 Db扩展器工作压力： Pv=0.8MPa，第二节汽轮机循环效率计算，蒸汽机型编号： n300 - 550额定输出： 300MW主蒸汽参数：压力P0=16.17MPa

13、、温度t0=550再热蒸汽参数3360压力Prh=3.23MPa、温度trh=550排气参数：压力Pc=0.005MPa、比焓HC 回热系统参数加热器端差疏水冷却器入口端差， 第二节汽轮机循环效率计算水泵和除氧器参数凝水泵出口水压Pcwpo=1.67MPa供水泵出口水压Pfwpo=21.35MPa供水泵效率fwp=84.86%除氧器工作压力Pdea=0.699MPa设计从除氧器罐液面供水泵第二节汽轮机循环效率计算其他已知： *主蒸汽门、调速蒸汽门、中压连通蒸汽门、中低压汽缸连通管的压力损失系数均为2% *再热器压力损失系数9.8% *小汽轮机蒸汽消耗量0.043D0、排气压力0.0068MPa

14、、排气比焓2481 kj 全厂汽水泄漏损失DL=0.007Db *加入脱氧器的轴封泄漏量Dsg1=0.01D0比焓hsg1=3361kJ/kg，第二节汽轮机循环效率计算，*7#加热器中的轴封泄漏蒸汽量Dsg2=0.003D0，比焓HSG2=3 加入轴封加热器的轴封泄漏蒸汽量Dsg3=0.0014D0、比焓hsg3=3284kJ/kg、轴封加热器蒸汽侧压力0.095MPa *各热交换器效率k=0.98 *补充水压力0.44MPa、补充水温度20。排出冷却器下端差=8 *涡轮机械效率m=0.993、发电机效率g=0.987 *除氧器滑动运转方式(工作压力根据负荷和抽气压力变化，非恒定)、第二节汽轮

15、机循环效率计算用数据整理1， 供水泵水焓上升pf wpi=pdea0. 00981 h=0. 6990.0098120=0. 8952 MPa供水泵入口水温度(与除氧器工作压力对应的饱和温度) 164.9供水泵入口水的比焓和比熵HF wpi=69 PS PS=1.9913 K/PS.k tfwpi由水蒸气热特性表得到)供水泵出口的水的等熵比焓hfwpo.s=719.9kj/kg(pfwpo sfwpi水蒸气热特性表)供水泵内焓上升hfwp=(HF WPO.s-HF wpi ) /fwp=27.22 kg供水泵出口温度tfwpo=168.4(供水泵出口压力Pfwpo=21.35MPa和比焓HF

16、WPO=HF wpihfwp=696.827.22=724.02 kj/kg校验)，第二节汽轮机循环效率计算用数据整理2， 供水回热器出水口的水压确定设计过程：从锅炉滚筒的工作压力确定、锅炉中的燃煤器和各高压加热器的水侧压力损失确定供水泵的出口压力，并在此基础上确定适当的供水泵管理过程：滚筒压力和供水泵出口水压已知， 如果知道各高压加热器的水侧压力损失，则高压加热器出口的水压、高加(节炭器中有压力损失)p=(pfw po-PBD )/4=(21.35-18.63 )/4=0.68mp a3 #高压加热器出口水压pw3=pfw po -p=21.35-0.68=。 高压加热器出口水压pw2=pfw po-2p=21.3520.68=19.99 mpa1 #高压加热器出口水压pw1=pfw po-3p=21.3530.68=19.31 MPa、第二节汽轮机循环效率计算、计算用