《熱力發(fā)電廠》以熱力發(fā)電廠整體為對象,闡述其主要的熱力設備、熱力系統(tǒng)及其運行、調整,并對熱力發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性進行了分析評價。全書內容共分六章,包括緒論、熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價方法與指標、熱力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)、熱力發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)、熱力發(fā)電廠優(yōu)化運行與調整、熱力發(fā)電廠其他主要輔助系統(tǒng)。《熱力發(fā)電廠》內容反映了熱力發(fā)電廠現(xiàn)狀及國內外的新技術、新成果,并采用了最新的國家標準。
《熱力發(fā)電廠》可作為高等院校熱能動力類專業(yè)熱力發(fā)電廠課程的教材,也可供其他相關專業(yè)及大型熱力發(fā)電廠的有關工程技術人員參考。
隨著科學技術的快速發(fā)展,國家對環(huán)保和節(jié)能的要求不斷提高,熱力發(fā)電廠發(fā)生了前所未有的巨大變化,超臨界和超超臨界機組正成為今后發(fā)展的主流。為適應專業(yè)教學的實際需要,急需編寫符合國內熱力發(fā)電廠現(xiàn)階段實際情況、能反映國內外科技進步新成就并具有鮮明專業(yè)特色的教材。本書是針對高等學校熱能動力類相關專業(yè)而編寫的。
熱力發(fā)電廠是電廠熱能動力專業(yè)本科生的一門必修課。通過本課程的學習,學生掌握熱力發(fā)電廠的工作過程和基本原理,樹立安全、效益(經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益)相統(tǒng)一的觀點,提高學生分析、研究和解決熱力發(fā)電廠實際生產(chǎn)問題的獨立工作能力。讓學生認識到熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質量、增加電力供應等提升綜合效益的優(yōu)點,是改善城市大氣環(huán)境質量、節(jié)約能源的有效手段之一。
考慮到我國電力工業(yè)今后的發(fā)展主流以及國家對環(huán)保和節(jié)能要求的不斷提高,本書的取材以亞臨界、超臨界及超超臨界大型機組及熱力系統(tǒng)為主,緊密結合現(xiàn)場實際,介紹新知識、新技術在現(xiàn)場的應用情況,系統(tǒng)地闡述大型熱力發(fā)電廠的工作過程和基本原理、熱經(jīng)濟性的評價方法,著重介紹熱力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要問題及分析方法,熱力發(fā)電廠全廠及機組回熱原則性系統(tǒng)擬定、計算,熱力發(fā)電廠的原則性及全面性熱力系統(tǒng)的組成、連接方式和運行、調整,并對熱力發(fā)電廠的一些輔助系統(tǒng)給予簡要闡述。
本書的編寫綜合了編者長期教學工作和指導實踐環(huán)節(jié)的經(jīng)驗,盡量將編者的教學體會融合到本書內容中,使學生在學習中對熱力發(fā)電廠有一個整體概念,在闡述動力循環(huán)基本原理和熱經(jīng)濟性分析方法的基礎上,更注重與實際發(fā)電廠熱力系統(tǒng)相聯(lián)系,做到理論分析不脫離對象、實際效果與理論分析相結合,使得學生在學習中既不會感到理論的枯燥,又可獲得實踐的樂趣。
本書由重慶大學冉景煜教授擔任主編并統(tǒng)稿,東北電力大學李勇教授擔任副主編。第1章由冉景煜編寫,第2章由陰繼翔。(太原理工大學)編寫,第3章由冉景煜、唐強(重慶大學)、李勇編寫;第4章由李勇、張炳文(東北電力大學)、冉景煜編寫,第5章由趙志軍(上海理工大學)、唐強編寫,第6章由趙志軍編寫。
本書由西安交通大學嚴俊杰教授主審。嚴俊杰教授在百忙中詳細審閱了全部書稿,提出了許多寶貴的意見和建議,使編者在修改過程中獲益匪淺,在此表示誠摯的感謝。
由于編者水平所限,書中不足之處和錯誤在所難免,懇請讀者指正。
冉景煜,1968年12月生,工學博士,教授,博士生導師,重慶大學動力工程學院熱能工程系主任,重慶大學能源與環(huán)境研究所副所長.重慶市能源研究會理事。
一直從事熱能利用與節(jié)能、燃燒與環(huán)境保護、多相流動、低熱值燃料的清潔高效利用等方面的教學、研究開發(fā)及工程應用工作。是能源清潔高效利用與污染控制方向學術帶頭人,2006~2007年澳大利亞昆士蘭大學訪問學者,重慶市教學團隊“熱能與動力工程專業(yè)課群”領頭人。“重慶市高校青年骨干教師”,入選2008年“教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃”。獲國家科學技術進步二等獎1項,教育部科技進步一等獎1項,省部級科技進步二等獎1項,中國專利4項,主、參編教材各1部,發(fā)表學術論文60余篇,其中被SCI、EI收錄40余篇。
前言
第1章 緒論
1.1 世界能源現(xiàn)狀
1.1.1 概述
1.1.2 能源分類及形式
1.1.3 世界能源未來發(fā)展預測
1.2 能源科技發(fā)展與電力工業(yè)技術發(fā)展趨勢
1.2.1 能源科技發(fā)展的主要趨勢
1.2.2 電力工業(yè)技術發(fā)展趨勢
1.3 熱力發(fā)電廠的構成及工作過程概述
1.3.1 熱力發(fā)電廠生產(chǎn)工藝流程
1.3.2 熱力發(fā)電廠主要設備及系統(tǒng)
1.4 熱力發(fā)電廠動力循環(huán)
1.4.1 朗肯循環(huán)
1.4.2 蒸汽再熱循環(huán)
1.4.3 蒸汽回熱循環(huán)
1.4.4 熱電循環(huán)
1.4.5 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)
1.4.6 新型燃煤聯(lián)合循環(huán)
1.4.7 核能發(fā)電循環(huán)
1.4.8 其他新型動力循環(huán)
1.5 熱力發(fā)電廠的形式與分類
1.6 熱力發(fā)電廠的發(fā)展趨勢
1.6.1 繼續(xù)提高超臨界火電機組效窒
1.6.2 采用先進的高效低污染技術與動力循環(huán)
1.6.3 熱力發(fā)電廠計算機控制技術
1.7 熱力發(fā)電廠的技術經(jīng)濟及環(huán)保指標
1.7.1 熱力發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標
1.7.2 熱力發(fā)電廠的環(huán)保指標
思考題
第2章 熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性評價方法與指標
2.1 熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性的評價方法
2.1.1 評價熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性的主要方法
2.1.2 凝汽式發(fā)電廠能量轉換過程中能量的損失及利用
2.2 凝汽式發(fā)電廠的主要熱經(jīng)濟性指標
2.2.1 凝汽式發(fā)電廠的基本概念
2.2.2 主要熱經(jīng)濟性指標
2.3 熱電廠的主要熱經(jīng)濟性指標
2.3.1 熱電廠的基本概念
2.3.2 熱電廠的主要熱經(jīng)濟性指標
思考題
第3章 熱力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)
3.1 熱力系統(tǒng)及主設備與參數(shù)選擇原則
3.1.1 熱力系統(tǒng)概念及分類
3.1.2 熱力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的組成
3.1.3 熱力發(fā)電廠主要熱力設備選擇原則
3.1.4 機組初、終參數(shù)及再熱參數(shù)的確定
3.2 機組回熱原則性熱力系統(tǒng)
3.2.1 機組回熱原則性熱力系統(tǒng)擬定方法
3.2.2 機組回熱原則性熱力系統(tǒng)主要問題及分析
3.2.3 機組原則性熱力系統(tǒng)實例
3.3 熱力發(fā)電廠的輔助熱力系統(tǒng)
3.3.1 工質損失及補充水系統(tǒng)
3.3.2 工質回收及余熱利用系統(tǒng)
3.4 熱力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和舉例
3.4.1 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定
3.4.2 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的舉例
3.5 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的計算
3.5.1 計算目的
3.5.2 計算的原始資料
3.5.3 熱力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算
3.5.4 基本計算步驟
3.5.5 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)熱力計算舉例
3.5.6 Excel在原則性熱力系統(tǒng)計算中的應用
思考題
第4章 熱力發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)
4.1 概述
4.2 主蒸汽與再熱蒸汽系統(tǒng)
4.2.1 主蒸汽系統(tǒng)
4.2.2 再熱蒸汽系統(tǒng)
4.2.3 主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)舉例
4.3 中間再熱機組的旁路系統(tǒng)
4.3.1 旁路系統(tǒng)的類型及作用
4.3.2 旁路系統(tǒng)參數(shù)與容量的選擇
4.3.3 旁路系統(tǒng)舉例
4.4 機組回熱全面性熱力系統(tǒng)
4.4.1 對機組回熱全面性熱力系統(tǒng)的要求
4.4.2 機組回熱全面性熱力系統(tǒng)的組成
4.4.3 除氧給水系統(tǒng)
4.4.4 回熱抽汽系統(tǒng)
4.4.5 回熱加熱器的疏水與放氣系統(tǒng)
4.4.6 抽真空系統(tǒng)
4.4.7 主凝結水系統(tǒng)
4.4.8 汽輪機的軸封蒸汽系統(tǒng)
4.4.9 汽輪機本體疏水系統(tǒng)
4.4.1 0小汽輪機熱力系統(tǒng)
4.5 輔助蒸汽系統(tǒng)
4.5.1 輔助蒸汽系統(tǒng)的作用與組成
4.5.2 輔助蒸汽系統(tǒng)舉例
4.6 鍋爐的排污系統(tǒng)
4.6.1 鍋爐排污的作用及形式
4.6.2 鍋爐排污系統(tǒng)的設計
4.6.3 鍋爐排污系統(tǒng)舉例
4.7 發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)
思考題
第5章 熱力發(fā)電廠優(yōu)化運行與調整
5.1 熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)主要設備運行與調整
5.1.1 回熱加熱器運行與調整
5.1.2 除氧器運行與調整
5.1.3 凝汽設備的運行與調整
5.1.4 給水泵運行與調整
5.2 熱力發(fā)電廠主要熱力系統(tǒng)優(yōu)化運行與調整
5.2.1 提高熱力發(fā)電廠運行經(jīng)濟性的途徑
5.2.2 熱力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)運行與調整
5.3 熱力發(fā)電廠調峰經(jīng)濟運行方式
5.3.1 熱力發(fā)電廠調峰運行方式
5.3.2 低負荷調峰運行方式的經(jīng)濟性
5.3.3 機組起動和停機過程的經(jīng)濟損失
5.3.4 機組調峰運行方式的經(jīng)濟性比較
5.4 運行參數(shù)的監(jiān)視與調整
5.4.1 直流鍋爐的運行調整
5.4.2 汽輪機運行參數(shù)的監(jiān)視與調整
5.5 并列運行單元機組之間負荷經(jīng)濟分配
5.5.1 電力負荷曲線與工況系數(shù)
5.5.2 熱力發(fā)電廠的電能成本
5.5.3 熱力發(fā)電廠單元機組的耗量特性
5.5.4 單元機組的負荷經(jīng)濟分配
思考題
第6章 熱力發(fā)電廠其他主要輔助系統(tǒng)
6.1 熱力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)及煤場設備
6.2 熱力發(fā)電廠的供水系統(tǒng)
6.3 熱力發(fā)電廠的除塵系統(tǒng)
6.3.1 熱力發(fā)電廠除塵設備的除塵效率
6.3.2 除塵設備類型和工作原理
6.4 熱力發(fā)電廠的除灰系統(tǒng)
思考題
參考文獻
2.燃料供應系統(tǒng) 燃料供應系統(tǒng)是接受燃料、將燃料儲存并向鍋爐輸送的工藝系統(tǒng),有輸煤系統(tǒng)和點火油系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)。它是為提高鍋爐效率和經(jīng)濟性能,將原煤碾磨成細粉然后送進鍋爐爐膛進行懸浮燃燒所需設備和有關連接管道的組合,常簡稱為制粉系統(tǒng)。
煤最主要的運輸方式是鐵路運輸,沿海、沿江電廠也多采用船運。
點火油系統(tǒng)除點火時投人運行外,在鍋爐低負荷時投油以保證其穩(wěn)定燃燒。
3.除灰系統(tǒng)
除灰系統(tǒng)是將煤燃燒后產(chǎn)生的灰渣運出和堆放的系統(tǒng)。除灰系統(tǒng)的形式是選廠階段、可行性研究階段考慮方案最多的環(huán)節(jié)之一。系統(tǒng)的選擇要根據(jù)灰渣量,灰渣的化學、物理特性,除塵器形式,排渣裝置形式,沖灰水質、水量,發(fā)電廠與儲灰場的距離、高差、地形、地質和氣象等條件,通過技術經(jīng)濟比較確定。4.水處理系統(tǒng) 為了保證熱力設備安全,防止熱力設備結垢、腐蝕、積鹽,化學水處理系統(tǒng)是用化學方法對不同品質的原水,即熱力系統(tǒng)循環(huán)用水進行處理的系統(tǒng)。尤其是隨熱力設備參數(shù)的提高和容量的增大,對作為熱力循環(huán)介質的水的要求也越來越高,熱力發(fā)電廠化學水處理的任務也越來越重。
鍋爐補給水處理是對熱力系統(tǒng)汽水循環(huán)過程中,對因各種汽水損失而需向鍋爐補給的水進行處理的技術。鍋爐補給水處理方式的選擇與鍋爐參數(shù)、原水水質有關。高壓參數(shù)以上的鍋爐補給水幾乎都采用離子交換的除鹽方式,但都要進行預處理,除去水中的懸浮物及有機物。因此,鍋爐補給水處理系統(tǒng)一般由預處理及除鹽系統(tǒng)組成;中低壓鍋爐一般采用鈉離子交換劑對水作軟化處理。
5.供水系統(tǒng)
供水系統(tǒng)是向熱力系統(tǒng)凝汽器提供冷卻用循環(huán)水及補充水的系統(tǒng)。電廠的供水主要用途為:冷卻汽輪機的排汽;供給汽輪發(fā)電機組的冷油器、空氣或其他氣體冷卻器;冷卻輔助機械的軸承;補充廠內外的汽、水損失;水力除灰及其他生產(chǎn)和生活上的需要等。其中,凝汽器的冷卻水量約占總冷卻水量的95%以上。
熱力發(fā)電廠的供水一般為三種形式:由海洋、江河、湖泊取水,經(jīng)凝汽器后直接排放的直流供水系統(tǒng),或稱開式供水系統(tǒng);具有冷卻水池、噴水池或冷水塔的循環(huán)供水系統(tǒng),或稱閉式供水系統(tǒng);有時也可將以上兩種方式結合起來運行,稱為聯(lián)合供水系統(tǒng)或混合供水系統(tǒng)。
在缺水地區(qū)采用空氣凝汽系統(tǒng),空氣凝汽系統(tǒng)的特點是取消了中間熱介質——循環(huán)水或冷卻水,用空氣直按吸收汽輪機排汽的潛熱并使排汽凝結。這種凝汽系統(tǒng)經(jīng)常被稱為干式冷卻系統(tǒng)或空氣冷卻系統(tǒng)。空冷系統(tǒng)可分為直接空冷系統(tǒng)和間接空冷系統(tǒng)。
……