第0章火力发电技术的发展趋势分解.ppt

26/42004 本课程的主要任务和作用 在已修工程热力学、汽轮机原理、锅炉原理等课程的基础上，本课程以热力发电厂整体为研究对象，着重研究汽轮机发电厂的热功转换理论基础及其热力设备和系统，分析其经济效益，热经济性的定性分析以熵方法为主，定量计算为常规热平衡法。 通过本课程的学习，使大家了解现代大型热力发电厂的组成。掌握和运用热功转换基础理论，能正确进行热经济性分析，学会分析其经济、社会效益。 主 要 内 容 一、火力发电概述 二、火力发电技术的发展趋势 提高超临界火电机组效率 燃气－蒸汽联合循环发电技术 多联产发电技术 洁净煤燃烧发电技术 燃煤磁流体发电技术 空冷发电技术 火电厂计算机控制技术 三、新能源发电技术 1.1 火力发电生产过程 火力发电厂概念:就能量转换的形式而言，火力发电机组的作用是将燃料（煤、石油、天然气）的化学能经燃烧释放出热能，再进一步将热能转变为电能。火电厂外景 其发电方式有:汽轮机发电、燃气轮机发电及内燃机发电三种。其中汽轮机发电所占比例最大，燃气轮机发电近年来有所发展，内燃机发电比例最小。 火电厂(汽轮机)能量转换过程与三大主机作用如下： 锅 炉：燃料化学能→蒸汽热能 汽轮机：蒸汽热能→机械能,外形图,结构图 发电机：机械能→电能 火力发电厂原理和生产过程示意图和火电厂分类（按蒸汽参数） 1.2 世界电力工业的发展 电力工业回顾 发电量、发电装机容量及其地区分布 用电量及其构成的变化 世界电力发展概况和预测 90年代后，电力发展三个突出的动向 世界发电量的年增长率趋缓，而一些发展中国家，特别是亚洲国家仍维持较高的电力增长速度； 电力技术的发展向效率、环保的更高目标迈进； 电业管理体制和经营方式发生变革，由垄断经营逐步转向市场开放。 1.3 我国电力工业概况 我国能源形势 我国电力工业起源与发展 我国电力工业与国外差距 我国火电（集控室图）设备生产历程 二、火力发电技术发展趋势 2.1 提高超临界火电机组效率 2.1.1 提高初参数，采用超超临界 初参数的提高主要受金属材料在高温下性能是否稳定的限制，目前，超临界机组初温可达538℃～576℃。随着冶金技术的发展，耐高温性能材料的不断出现，初温可提高到600℃～700℃。 如日本东芝公司1980年着手开发两台0型两段再热的700MW超超临界汽轮机，并相继于1989年和1990年投产，运行稳定，达到提高发电端热效率5％的预期目标，即发电端效率为41％，同时实现了在140分钟内启动的设计要求，且可在带10％额定负荷运行。 在此基础上，该公司正推进1型（30．99MPa、593／593／593℃）、2型（34．52MPa、650／593／593℃）机组的实用化研究。据推算，超超临界机组的供电煤耗可降低到279g／kWh。 超临界火电机组概况 世界第一台125MW超临界机组于1959年4月在美国投运,至今已有近60年的历史，目前超临界机组最大单机容量为1300MW，在美国、日本及俄国，超临界机组占火电容量的50%以上。目前，国际上已经投运了单机在800MW以上火电机组的国家主要有美国、日本、原苏联和德国等。 我国超临界机组现已投运或正在安装的有6?000?MW（有300MW、500MW及600MW机组共14台），大都是进口设备，最大单机容量为900?MW。目前国内还不具备整套设计和制造超临界机组的能力。河南华能沁北电厂2×600MW工程作为国产超临界机组示范电站，主机招标锅炉由东方锅炉厂中标，汽轮发电机组由哈尔滨动力集团中标；发电机由上汽发电集团中标；该工程于2004年9月投产。上海外高桥电厂2×900MW机组于2004年5月投产. 超临界机组发展 世界第一台，1959年（美国） ，125MW，31MPa, 621/566/566℃。 目前单机容量最大（美国）1300MW，26.5MPa, 538/538℃，共有六台，第一台1969投产。 目前参数最高的是（美国西屋公司制造） 325MW，34.3MPa, 649/566/566℃，二次再热, 1959年投产。 欧洲几大发电集团正合作攻关蒸汽温度为700 ℃的燃煤机组.2015达到40MPa/700/720℃ 超临界、超超临界机组的特点 机组热效率高(与同容量亚临界火电机组比较，超临界机组可提高效率2-2.5%，超超临界机组可提高效率约5%,供电煤耗可降低到279g/Kw.h)，可靠性好，环保指标先进； 可复合变压运行，调峰性能好；（1）在低负荷时效率高；（2）具有良好的启动性能；（3）具有良好的负荷适应性。 蒸汽压力高，蒸汽比容小，汽轮机叶片短，加之级问压差大，影响内效率，因而超临界及