燃煤電站余熱資源的熱力學(xué)評估、能級提升與高效利用.pdf

1、高效回收利用燃煤電站低品位余熱資源是提高燃煤電站能量轉(zhuǎn)化效率的有效途徑。本論文以如何實(shí)現(xiàn)燃煤電站低品位余熱資源的高效利用為核心，基于熱力學(xué)第一、第二定律，對燃煤電站中主要余熱資源（煙氣與蒸汽余熱）開展了熱力學(xué)評估，并根據(jù)“能量對口、梯級利用”的原則，從“物理能與化學(xué)能綜合能級提升”的角度對低品位余熱利用的節(jié)能機(jī)理進(jìn)行了研究，并提出了適應(yīng)于燃用不同煤種、不同冷卻方式電站的煙氣、蒸汽余熱高效利用的系統(tǒng)集成思路。
　　在分析電站余熱資源

2、熱力學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，指出了余熱利用系統(tǒng)節(jié)能效果不僅與回收余熱的“量”有關(guān)，更與回收的余熱返回?zé)崃ο到y(tǒng)中的“質(zhì)”有關(guān)。提出了通過空氣預(yù)熱器分級布置的尾部受熱面煙氣余熱利用系統(tǒng)（優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)Ⅰ），改變了低溫省煤器利用煙氣的溫度范圍，使低溫省煤器可加熱更高溫度凝結(jié)水，節(jié)省更高級回?zé)岢槠?，?shí)現(xiàn)了煙氣余熱的“能級提升”利用;通過對鍋爐尾部受熱面換熱溫度區(qū)間的進(jìn)一步合理分配，提出了利用煙氣余熱提高入爐空氣溫度的系統(tǒng)集成方式（優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)Ⅱ）

3、，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱的“能級提升”利用;通過圖像(炯)分析方法，從熱力學(xué)第二定律的角度闡釋了優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)的節(jié)能機(jī)理。針對某1000MWe超臨界機(jī)組采用優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)的熱力學(xué)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性展開分析討論，結(jié)果表明:利用本研究提出的余熱優(yōu)化利用系統(tǒng)Ⅰ和Ⅱ時（煙氣溫度降低到95℃），機(jī)組凈效率較常規(guī)煙氣余熱利用電站分別增加0.2和0.4個百分點(diǎn)，年凈收益分別較常規(guī)煙氣余熱利用電站分別增長1000萬和1250萬元。
　　提出了一種普適

4、的燃煤電站余熱“能級提升”利用的節(jié)能新思路，即對中高水分的煤在入爐前采用預(yù)干燥措施，通過減少煤燃燒過程中用于蒸發(fā)煤中水分的燃燒熱損失，提高燃煤電站的效率;從“物理能、化學(xué)能綜合能級提升”的角度闡釋了原煤預(yù)干燥這“源頭節(jié)能”思路的節(jié)能機(jī)理，揭示了低品位能源利用過程中的熱力學(xué)基本規(guī)律，拓展了熱力學(xué)基礎(chǔ)理論在電站余熱利用系統(tǒng)中的應(yīng)用;同樣地，對機(jī)組采用入爐煤預(yù)干燥過程的熱力學(xué)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析討論，結(jié)果表明:采用煙氣余熱（煙氣溫度降低到95

5、℃）干燥入爐煤時，預(yù)干燥機(jī)組凈效率較參比機(jī)組增加0.9個百分點(diǎn)，年凈收益較參比機(jī)組增加約2800萬元。此外，論文還討論了燃用不同煤種電站采用原煤干燥技術(shù)后電站主要設(shè)備熱力性能變化，并通過理論推導(dǎo)得出原煤中水分含量對原煤發(fā)熱量、鍋爐效率、廠用電率及機(jī)組熱力學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　針對超臨界、超超臨界機(jī)組中抽蒸汽干燥入爐煤系統(tǒng)展開熱力學(xué)分析，結(jié)合燃煤電站回?zé)嵫h(huán)與干燥系統(tǒng)自身的能量利用與轉(zhuǎn)化特性，對干燥設(shè)備的抽汽汽源進(jìn)行優(yōu)化;通過增設(shè)

6、輔助蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，降低干燥設(shè)備及部分回?zé)峒訜崞鞒槠麥囟龋瑥亩档驼羝麩崃炕厥者^程的(炯)損失，并對利用增設(shè)輔助蒸汽循環(huán)的某600MWe褐煤蒸汽預(yù)干燥機(jī)組展開熱力學(xué)分析及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評價(jià)，結(jié)果表明:通過增設(shè)輔助蒸汽循環(huán)，干燥設(shè)備的(炯)損失由原來的14.23MWth降為13.25MWth，機(jī)組熱效率較常規(guī)抽蒸汽干燥入爐煤電站增加0.3個百分點(diǎn)，年凈收益增加約625萬元。
　　基于直接空冷機(jī)組凝汽器背壓高、排汽溫度高等特點(diǎn)，提出了利用空