热力塔系统用于空冷发电余热利用的研究.ppt

热力塔系统用于空冷发电余热利用的研究 李建锋 中国电力企业联合会科技服务中心 2009.9 报告内容 前言 热力塔系统介绍 热力学模型 计算结果与分析 结论 前言 我国空冷机组目前的装机容量5000多万千瓦。 600MWe亚临界空冷机组的平均供电煤耗约为349.09g/kWh,厂用电率平均值约为8.11%。 而全国600MWe亚临界湿冷机组供电煤耗平均值为324.50g/kWh，厂用电率平均值为5.34%。 二者供电煤耗相差近25g/kWh，厂用电率相差2.77%，差距明显，有必要采取一定的措施降低空冷电厂的供电煤耗和厂用电率。 太阳能热气流电站 太阳能热气流电站系统示意图以及底部温度分布 空冷电厂热力塔系统介绍 系统示意图如右图所示。 其中空气被加热以后，推动塔底的涡轮做功，然后通过上面的塔体排入大气。 热力学模型 热力循环过程： 1-2，定压加热：q12???cp(T2???T1) 2-3，膨胀做功： 3-4，多变膨胀： 4-5，定压放热 5-1，多变压缩 系统效率 塔顶大气压力： n值确定： 定义：????T4?/?T4‘ ，则有： 系统热效率： ????w23?/?q12 对于绝热塔体： 计算结果与分析 计算条件： 地表大气温度T1???288?K； 沿高度方向大气温度分布Tx???T1???0.006?5x； 地表大气压力P1???101?325?Pa； 空气定压比热cp???1?004.5?J/(kg???K)； 空气气体常数R???287?J/(kg???K)； 重力加速度g???9.81?m/s2 理想状况下系统热效率 200m塔高时空气入口温度与效率 不同涡轮效率对塔效率的影响 涡轮出口以及塔出口空气温度 2?000?m塔高时涡轮进出口压差 涡轮进出口压差与降温比的关系 系统效率与降温比的关系 600MWe发电机组效率增加与降温比的关系 600MWe发电机组容量增加与降温比的关系 环境温度对效率的影响 ??i?????(1?????p) 塔高2000m，入口空气温度40oC 热力塔建造技术可行性 目前正在建设中的人类最高建筑迪拜塔已经超过了800米,有可能最终将超过1000m. 热力塔建造经济可行性 太阳能发电技术 条件 建造成本 万元/kW 光伏发电 电池组件 2.50~4.40 高温热发电 塔式系统 2.01~3.70 槽式系统 2.30~3.40 碟式系统 2.10~10.70 热气流发电 30?MW/加蓄能装置 1.40/3.60 100?MW/加蓄能装置 1.10/2.60 200?MW/加蓄能装置 1.00/2.00 根据太阳能热气流电站造价估算热力塔系统投资回收期可能在6~10年左右。 结论 将太阳能热气流电站所用的热力塔移植于空冷电厂以利用余热发电，技术上可行，具有不额外占地，能够连续运转的特点。 空冷电厂安装2?000?m高的热力塔后，不仅能够增加发电效率最高达到3%以上，而且还能大幅度降低厂用电量。 从经济上来说，600?MW机组余热利用热力塔的装机容量规模与30?MW太阳能热气流电站的热力塔相当，但因为不需要建造集热棚，在经济上较合算，这还需作进一步的经济性分析。 涡轮性能和塔体保温对热力塔系统效率影响很大，因此应该努力提高涡轮机效率和塔体的保温水平。 谢 谢！