工程熱力學(xué)專題-動力循環(huán)

1、現(xiàn)代新型動力循環(huán)介紹與評價,蒸汽電站提高電廠供電效率的措施： 提高初參數(shù)，向亞臨界和超臨界發(fā)展； 采用大功率機(jī)組，降低廠用電率； 采用熱電聯(lián)供。火電廠發(fā)展現(xiàn)狀 占總裝機(jī)容量的80%左右，效率37~40%； 耗煤占總產(chǎn)量30%，油占10%左右； 提高供電效率和改善環(huán)境有重要意義。,高效、綠色發(fā)電技術(shù),以煤氣化為核心,以發(fā)電為核心,超臨界、超超臨界機(jī)組--現(xiàn)實而先進(jìn)的發(fā)電技術(shù),超臨界點：22.115MPa,374.15℃

2、超臨界機(jī)組（SC）：全世界已運行600多臺，一般主汽壓力24MPa及以上,主汽和再熱汽溫度540-560℃ （效率比亞臨界機(jī)組高約2%）超超臨界機(jī)組（USC） ：全世界已運行60多臺，一般主汽壓力25-28MPa及以上或主汽和再熱汽溫度580℃以上（效率比超臨界機(jī)組高約4%） 2003年-2010年新建火電機(jī)組40％為SC機(jī)組； 2010年-2020年：600MW及以上新建機(jī)組將全部建 SC機(jī)組；新建火電機(jī)

3、組一半以上為USC；,我國與主要國家超臨界機(jī)組,燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán),燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展熱力參數(shù)與單機(jī)容量逐步提高，達(dá)W>200MW，熱效率35~41%；可靠性95~98.5%，可作為基本負(fù)荷電站；聯(lián)合循環(huán)的現(xiàn)實可行性燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度t4=400~600 ℃；大功率機(jī)組排氣量300kg/s以上；利用排氣能量加熱蒸汽輪機(jī)給水(取代鍋爐)，大大提高供電效率。,Combined Gas-Vapor Power Cycles,,燃?xì)?/p>

4、蒸汽聯(lián)合循環(huán),燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán),,,T,s,,,,,,,,,,,,燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán),,蒸汽輪機(jī)循環(huán),燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán),法國GEC Alsthom公司的聯(lián)合循環(huán)電站燃?xì)廨啓C(jī)：227.2 MW蒸汽輪機(jī)：128.3 MW燃料：天然氣熱效率：54.5%,,重型燃機(jī)的技術(shù)性能與發(fā)展趨勢,過去50年中世界重型GT技術(shù)持續(xù)發(fā)展，水平不斷提高,1950’s 2000’s透平工作溫度 800℃ ＞ 1300 ℃ 143

5、0-1500 ℃壓氣機(jī)壓縮比 6-8 ＞30單機(jī)功率 10MW ＞300MWNOX ＜ 10ppm GH9H 320-340MWGT單循環(huán)效率 20% ＞38% 39.5GTCC效率 58-60% 60,當(dāng)代先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)性能,注蒸汽燃?xì)庋h(huán)(陳式循環(huán)),,Ste

6、am Injection Gas-turbine (STIG),,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC----Integrated Gasification Combined Cycle),煤整體氣化蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)(IGCC),整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC),優(yōu)點熱效率高，目前40~46%，預(yù)計可52%；環(huán)保性能好，SO2, NOx, CO2, 粉塵排放低，可燃用高硫煤；可實現(xiàn)煤化工綜合利用，生產(chǎn)硫、硫酸、甲醇、尿素等；單機(jī)功率可達(dá)

7、300~400MW缺點目前煤氣化和凈化的熱損失還偏大；初期投資大。,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC),應(yīng)用目前已建成或擬建的IGCC電站10余座，美國預(yù)測，2030年IGCC市場份額達(dá)35%左右如美國加州有一個電站，“世界上最潔凈的燃煤火電站，脫硫98-99%，產(chǎn)生元素硫，排渣中主要是Al、Si、Fe、Ca等無害元素，用于絕緣材料和筑路材料,,磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán),磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)(MHD-CC)(Magnet

8、ohydrodynamics Combined Cycle),特點：1、無運動機(jī)械，熱轉(zhuǎn)變?yōu)殡姴唤?jīng)機(jī)械能2、溫度3000K，熱效率可達(dá)60%3、污染小、種子（鉀、銫化合物）有脫硫作用4、目前實驗室階段,,整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán),整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán) (IGFC-CC)Integrated Gasfication Fuel Cell Combined Cycle,燃料電池： 燃料+氧化劑

9、 化學(xué)能 電能 電化學(xué)反應(yīng)分類： 熔融碳酸鹽型(MCFC) 磷酸鹽型 (PAFC) 固體氧化劑型(SOFC)特點：高效60%、潔凈、排放接近0 目前試驗室階段,,以煤氣化為核心的發(fā)電、煤化工綜合能源利用系統(tǒng),

10、21世紀(jì)能源工廠的預(yù)計指標(biāo)：發(fā)電效率：燃煤 60% （HHV）， 天然氣 75% (LHV)熱電聯(lián)產(chǎn)：熱效率 85-90%污染排放：粉 塵和SO2、NOx接近零排放溫室氣體：排放減少50%，并100%分離聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品：合成氣、H2、煤化工產(chǎn)品等,,“展望 21世紀(jì)“ 能源系統(tǒng),,,,,高溫高壓氣化爐,變換制氫氫氣分離,高溫燃料電池,,煤,煤氣,,,,,,,高