提高火力發(fā)電廠能源轉(zhuǎn)換效率的探討1

1、- 1 - / 37提高火力發(fā)電廠能源轉(zhuǎn)換效率的探討岳建華１ 畢春海1 岳濤21．神華國華(北京)電力研究院有限公司，北京市朝陽區(qū)力源里３號,郵編10０02５２。華北電力科學研究院有限責任公司摘要：本文通過對火力發(fā)電廠生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的分析,提出了循環(huán)水直接供熱技術(shù)，將實現(xiàn)火力發(fā)電廠能源 轉(zhuǎn)換的變革.采用溴化鋰熱泵技術(shù)將機組開式冷卻水系統(tǒng)與凝結(jié)水系統(tǒng)進行耦合，在保證凝結(jié)水精處理正 常工作的同時、回收了開式冷卻水的熱量.結(jié)合新型的電、熱、

2、冷、熱水聯(lián)合生產(chǎn)工藝和新的發(fā)電- 供熱技術(shù),有效地提高了電廠的能源轉(zhuǎn)化效率,引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)向低碳發(fā)展。關(guān)鍵詞：循環(huán)水直接供熱；能源轉(zhuǎn)換效率;供電煤耗;溴化鋰；耦合火力發(fā)電廠在為社會提供電力清潔能源的同時，其大量低溫熱能被排放到環(huán)境中,造成能源的浪費,見圖 1.表1是不同類型機組能源轉(zhuǎn)換效率,從表1看出，亞臨界機組能源轉(zhuǎn)化效率為38％，超臨界機組效率為4 1％，超超臨界機組效率為44%,再考慮輸電、配電等損耗的基礎(chǔ)上,從燃煤到用戶的電能轉(zhuǎn)換

3、效率更低。圖1 火力發(fā)電廠冷卻水塔排出大量的熱能表１ 不同類型機組能源利用效率亞臨界機組 超臨界機組 超超臨界機組參數(shù)名稱 單 位 值 參數(shù)名稱 單 位 值 參數(shù)名稱 單 位 值機組供電效 率 ％ ３8．０0 機組供電效 率 % 41．0０ 機組供電效 率 % 44.00廠用電率 ％ 6.50 廠用電率 ％ 4．３0 廠用電率 ％ ４。00機組發(fā)電效 率 ％ 4０。6４ 機組發(fā)電效 率 % 4２.8４ 機組發(fā)電效 率 % ４5。83發(fā)電

4、機效率 % 98。95 發(fā)電機效率 ％ 98．95 發(fā)電機效率 ％ 98.95熱力系統(tǒng)效 率 % 41.07 熱力系統(tǒng)效 率 ％ 4３。30 熱力系統(tǒng)效 率 % ４６.32鍋爐效率 ％ 94.00 鍋爐效率 % 94．00 鍋爐效率 ％ 94。０0汽機效率 ％ 43.69 汽機效率 % 46。0６ 汽機效率 ％ 49．28理論熱電比 % １.2９ 理論熱電比 ％ 1。1７ 理論熱電比 % １．0３從以上數(shù)據(jù)看出,從亞臨界到超超臨界機組,

5、６2％~５6％的能源沒有帶來效益，而被遺棄到環(huán)境中，影響周邊的環(huán)境，也使火電廠碳排放量巨大。１提高火電廠能源轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)路線如何提高火力發(fā)電廠的能源轉(zhuǎn)換效率，主要有兩種技術(shù)路線。1） 提高工質(zhì)的初參數(shù)即700℃計劃，理論上能源轉(zhuǎn)換效率達到57％、供電煤耗為215g/kWｈ,這是國內(nèi)外重點研究的，中- 3 - / 37圖2 采用循環(huán)水直接供熱熱力系統(tǒng)示意圖2.2 循環(huán)水直接供熱的機理循環(huán)水直接供熱是采用專用的汽輪機，在供暖期將機組凝結(jié)

6、器背壓提高,將熱網(wǎng)循環(huán)水直接加熱到 ７0～80℃，給用戶提供冬季供暖熱能，不同背壓排汽溫度見表4。表4 凝結(jié)器背壓與飽和溫度的關(guān)系壓力 kPa4．93 9．87 19。74 29。６１ 39．47 ４9.34 ５９。21 ６9.08 78。95溫度 ℃ 32。9 45.8 60 ６9 ７5．6 8１．３ ８5。9 89．９ 93.5從表4看出,當機組背壓從１9．7４kPa到５9．２1kＰa時，能夠給用戶提供55℃到８０℃的熱水用于供熱

7、（考慮換熱器端差為5℃）.如果城市能夠?qū)崿F(xiàn)集中供冷，電廠機組經(jīng)濟效益將進一步提升。一臺300MW亞臨界機組采用循環(huán)水直接供熱技術(shù)，在保證發(fā)電出力不變的情況下，實現(xiàn)387MW的供熱；6０0MW機組提供774ＭＷ的供熱.2.3 循環(huán)水直接供熱技術(shù)的實施方案現(xiàn)有的城市供熱系統(tǒng)是電廠將１10～130℃的高溫熱水送各用戶,各用戶通過換熱站的水水換熱器將用戶暖氣的水（二次水)加熱到70～8０℃,見圖3;如果電廠直接提供70～80℃熱水給用戶，取消