第一章 热力发电厂概述.ppt

1、,能源是发展国民经济的关键，也是战略重点之一,发电的能源在一次能源消费中的比重不断提高，目前我国已达到30%以上，工业发达国家已达到50%以上。 电力工业是国民经济的先行工业，其发展速度必须高于国民经济的发展建设。国民经济每增长1%，就要求电力工业增长1.3%-1.5%左右。 电力工业的比重和发展速度已成为衡量一个国家现代化水平的重要标志，实现电气化是我国的一项基本国策。,电力工业在国民经济中的作用和地位,热力发电厂生产的实质是能量转换，即燃料中的化学能，通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过汽轮机的变速旋转变为机械能，最后通过发电机转换为所需的电能。,热力发电厂的实质-能量转换,火电厂能量

2、转换框图,热力发电厂的实质-能量转换,热力发电厂生产过程示意图,本课程的研究内容与作用,以热力发电厂整体为对象，以大型汽轮机发电厂的热力设备及其热力系统为重点，研究不同类型热力发电厂的热功转换理论基础 分析热力发电厂的经济效益，并侧重于热经济性研究 热经济性的定性分析以熵方法为主，定量计算以常规方法为主 培养安全与效益（经济效益、社会效益、环保效益）相统一的观点 提高分析、研究、解决热力发电厂生产实际问题能力,本课程的主要内容,一、热力发电厂概述 2课时,二、锅炉设备 8课时,三、热力发电厂的热经济性 4课时,四、热力发电厂的蒸汽参数及循环 2课时,五、给水回热加热系统 6课时,六、给水除氧和

3、辅助热力系统 2课时,七、热力发电厂的原则性热力系统 4课时,八、热力发电厂的全面性热力系统 4课时,第一章 热力发电厂概述,一 热力发电厂的生产与资源、环境,二 我国发电工业概况,三 我国电力中长期预测及火力发电技术发展动向,四 热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求,本 章 提 要,一次能源：无需加工或转换即可利用。如：煤 二次能源：一次能源经加工转换成可利用的能。如：电能、热能 常规能源：化石燃料和水能 再生能源：如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能（潮夕能、波浪能、温差能）生物质能等 新能源：核能、燃料电池等 绿色电力：利用太阳能、地热能、风能、生物质能发电,一、热力发电厂的生产与资源、

4、环境,（一）我国能源结构及特点,我国一次能源丰富，但分布严重不均，水能90%集中在西南、西北部，煤80%在西北部，而能源消费70%集中在东部及沿海地区，客观上的这种布局造成了西电东送、北煤南运的格局 中国已成为第二能源生产与消费国、第一煤炭生产与消费国、第二石油消费国及石油进口国、第二大电力生产国。,（一）我国能源结构及特点,中国主要煤资源分布示意图,中国主要煤矿分布示意图,中国主要水力资源分布图,中国主要水电站分布图,地大物博,地大物薄,（一）我国能源结构及特点1、资源相对匮乏,人口众多，人均少,（一）我国能源结构及特点1、资源相对匮乏,（一）我国能源结构及特点2、需求增长过快,（一）我国能

5、源结构及特点2、需求增长过快,2001年以来（十五），中国能源供求形势发生了重大变化， 能源需求出现了前所未有的高速增长态势。 能源消费的年均增长速度接近10%，是改革开放初期20年平均增长速度的两倍； 能源消费总量由2000年的14亿吨标准煤增长到2005年的22.33亿吨标准煤，短短的5年时间能源消费的增量超过了过去20年的总和。其中 煤炭产量由9.8亿吨翻了一番多接近22亿吨，06年接近23.8亿吨 石油进口由2000年的0.7384亿吨增加到1.4275亿吨 电力装机容量3.19亿千瓦增加到5.08亿千瓦，06年达到6.2亿千瓦 2006年能源消费增长速度为9.3%，能源消费总量24.

6、6亿吨标准煤 2001年国际、国内的许多机构预测中国2020年能源需求为24亿吨标准煤，实际比预测结果提前到来了14年,（一）我国能源结构及特点2、需求增长过快,近期看，继续高速增长，难以持续 长期看，在现有能源消费量的基础上，成倍增长将是难以扭转的事实,（一）我国能源结构及特点2、需求增长过快,为何“十五”以来高耗能产品快速增长,内需 居民消费升级 城市化进程加快 庞大的基础设施建设 外需 日益增长的世界工厂角色，出口了 68亿双鞋 近5亿件电源适配器 提供世界90%市场需求的电石，电冰箱、电视机。 浪费 技术节约潜力5.5亿吨标准煤，技术上可行经济上合 理的节能潜力4 亿吨标准煤 初步估算

7、2005年我国直接和间接出口能源3亿多吨标准煤,占能源消费总量15%以上。,（一）我国能源结构及特点2、需求增长过快,2005年，我国一次能源消费量为22.24亿吨标煤。其中，原煤21.4亿吨，煤炭占68.7%;原油3.0亿吨,占21 .2%，天然气450亿立方米，占2.8%；水 核电45331kwh占7.3%，,（一）我国能源结构及特点3、消费结构不合理,世界,我国,同世界能源消费结构相比，我国属低质型能源消费结构。这种以煤为主的能源消费结构，是客观上造成我国与国外相比，能源经济利用效率低、污染严重、产品能源成本高、市场竞争能力差的根本原因。,（一）我国能源结构及特点3、消费结构不合理,罗伯

8、特A海夫纳三世的观点,（一）我国能源结构及特点3、消费结构不合理,主要高耗能产品的能耗虽然大幅度下降,但仍然比国际水平高出2560% 包括能源生产、加工转换和终端利用的系统能源效率比国外低了十几个百分点 主要工业品的单耗在过去的二十年中虽然大幅度下降，但同国外相比仍高出2560%，技术节能的潜力高达几亿吨标准煤,效率低,物不尽其用,浪费严重,（一）我国能源结构及特点4、利用效率低下,高耗能产品单耗同国外的差距,（一）我国能源结构及特点4、利用效率低下,美国未来学家迈克尔克莱尔在资源战争：全球冲突的新场景一书中预言：“未来的战争，绝不是由于意识形态的分歧而爆发，而是为争夺最宝贵的并日益减少的自然

9、资源而爆发。” 担任过哈里伯顿石油公司总裁的美国副总统切尼，早在1990年就说过：谁控制了海湾石油，谁就卡住了世界各国的经济咽喉。,（一）我国能源结构及特点5、能源安全问题突出,原油消費量90年1.18亿吨、05年增加到3.0亿吨 生产量增幅较小，维持在1.8亿吨左右，进口量迅速增加 96年变成原油净进口国、仅仅10年间对外依存度就上升为40 2006年进口油1.69亿吨，对外依存度接近50%,（一）我国能源结构及特点5、能源安全问题突出,（一）我国能源结构及特点5、能源安全问题突出,能源消费的大国 污染物的排放大国 外交问题 贸易的绿色壁垒,（一）我国能源结构及特点6、环境污染严重,单位：百

10、万吨 * 百万吨CO2 当量,（一）我国能源结构及特点6、环境污染严重,能源战略 节能优先,效率为本;（科学用能） 煤为基础,多元发展;（油、气、再生能源） 立足国内,开拓海外;（经济全球化） 统筹城乡,合理布局;（城市化40%-70%） 依靠科技,创新体制;（高科技、体制创新） 保护环境,保障安全. （改善生态，战略安全）,（一）我国能源结构及特点节能减排政策,我国政府将能源政策确定为： “资源节约和开发并举，把节约放在首位 ” 2004年6月30日国务院通过了能源中长期发展规划纲要（20042020年）（草案），在草案中提出了关于节约资源、开发资源，把节约、节能放在能源工作首位的中长期发展

11、规划,（一）我国能源结构及特点节能减排政策,中共中央公布的“十一五”规划建议提出“能源产业要坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展，构筑稳定、经济、清洁的能源供应体系”；“在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，实现2010年人均国内生产总值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%左右”。节约能源已经成为工作的硬指标。,（一）我国能源结构及特点节能减排政策,2005年12月，国家发改委会同财政部等部门发布了关于控制部分高耗能、高污染、资源性产品出口有关措施的通知（发改经贸20052595号） 2005年12月，国务院出台了促进产业结构调整暂

12、行规定（国发200540号），并公布了配套文件产业结构调整指导目录。 2006年8月发布了国务院关于加强节能工作的决定，成为节能的纲领性文件。 2007年6月，国务院发布关于印发节能减排综合性工作方案的通知 2007年10月，节约能源法颁布，2008年4月1日起实施。 当前，浪费能源已成为犯罪！,（一）我国能源结构及特点节能减排政策,我国1996年耕地面积19.51亿亩，2006年为18.12亿亩，到2020年必须保持18亿亩的界限 到2000年底，因开采煤矿累计占用土地面积约586万公顷，破坏土地面积约157万公顷 我国是13个水资源缺乏国家之一。,（二） 热力发电厂与资源利用,占地 260

13、0MW电厂，需占地36公顷（540亩） 耗煤 2600MW电厂，年耗煤300万吨 耗水 1000MW电厂，采用直流供水约35-40m3/s，采用循环供水约 0.6-1m3/s,（二） 热力发电厂与资源利用,燃煤电厂占用土地资源，消耗化石燃料和水资源的同时，拌有大量的灰渣排出，还有废水废气。 我国2005年发电用煤11亿吨，二氧化硫排放总量2500万吨，位居世界第一，酸雨面积已占国土面积的30%。 许多具有毒性的重金属元素（汞、镉、铅、铬等）均来自煤的燃烧，影响人们健康。 火电厂的噪声也严重污染环境 建设“绿色电厂”：碧水、蓝天、绿地、宁静，“零排放”,（三）热力发电厂与环境保护,二、我国发电工

14、业概况,（一）装机容量增长迅速 1949年全国装机容量1.85GW，居世界第21位 2009年全国装机容量8.74亿kW，目前居世界第二位。,二、我国发电工业概况,（一）装机容量增长迅速 五大发电集团,二、我国发电工业概况,（二）单机容量提高很快 单机容量由亚临界参数的300、600MW机组，提高到超临界参数的600、800、1000MW机组及超超临界参数的1000MW机组。 截至2009 年底，全国火电平均单机容量10.31万千瓦，300MW及以上机组占火电总装机总容量的68.4%。 其中，600MW及以上火电机组共344台、21916万千瓦，占火电总装机容量的34%；300MW机组共计70

15、6台、22614万千瓦，占火电总装机容量的35%。 我国1000MW超超临界机组达到21台，另有14台在建，已投入运行及在建百万千瓦超超临界机组台数均为世界首位。,二、我国发电工业概况,（二）单机容量提高很快,二、我国发电工业概况,（三）以煤电为主，多元发展,2009年底全国发电设备结构情况,二、我国发电工业概况,（三）以煤电为主，多元发展,二、我国发电工业概况,（四）重视节能环保初见成效 2009年全国平均供电煤耗率降至340gce/kWh，全国发电厂用电率5.76% ，全国火电厂用电率为6.62% 。 2009年，全国全年关停小火电机组2617万千瓦。“十一五”前四年，全国累计关停小火电机

16、组6006万千瓦，提前并超额完成“十一五”关停小火电机组5000万千瓦的目标。 大型火电机组采用烟气脱硫技术，全国燃煤电厂烟气脱硫机组容量4.7亿千瓦，烟气脱硫机组占煤电机组比例约为76%。 配循环流化床的150、300MW发电机组已投运多套，另外为了适应缺水地区的需要，已建成一批200、300、600MW直接空冷汽轮发电机组,二、我国发电工业概况,（四）重视节能环保初见成效,二、我国发电工业概况,（四）重视节能环保初见成效,二、我国发电工业概况,（四）重视节能环保初见成效,二、我国发电工业概况,（五）其他 管理体制方面，实施政企分开，撤销电力部，成立了国家电网公司和南方电网公司，各省相继成立

17、电力公司，完成了厂网分开，竞价上网，为发电工业完成市场化奠定了基础 引进技术消化为具有自主知识产权的技术，如超超临界600、1000MW火电机组，1000MW核电机组和600MW直接空冷发电机组,三、我国未来电力预测及发展技术动向,（一）我国电力发展预测,三、我国未来电力预测及发展技术动向,（二）热力发电技术的发展动向 高效发电技术 洁净燃烧发电技术 烟气净化技术 加快核电的发展 大型火电机组的自动控制技术 可再生能源和新能源发电技术,四、热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求,努力提高发电厂的安全可靠性、可用率 提高发电厂的经济性，节约用地，缩短建设周期，降低工程造价，降低煤耗、水耗和厂用电率 便于施工、运行、检修和扩建 提高机械化、自动化水平和劳动生产率 严格执行环境保护法，符合劳动安全与工业卫生的有关规定,热力发电厂的类型,四、热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求,（一）火力发电厂 利用煤、石油和天然气等作为燃料的发电厂称为火电厂，又称为常规发电厂。可分为凝汽式电厂和热电厂 （1）布局灵活，装机容量大小可按需要而定 （2）建设初投资小，建设工期