提高火力发电厂能源转换效率的探讨1VIP免费

提高火力发电厂能源转换效率的探讨岳建华1毕春海1岳涛21.神华国华（北京）电力研究院有限公司，北京市朝阳区力源里3号，邮编1000252.华北电力科学研究院有限责任公司摘要：本文通过对火力发电厂生产工艺系统的分析，提出了循环水直接供热技术，将实现火力发电厂能源转换的变革。采用溴化锂热泵技术将机组开式冷却水系统与凝结水系统进行耦合，在保证凝结水精处理正常工作的同时、回收了开式冷却水的热量。结合新型的电、热、冷、热水联合生产工艺和新的发电－供热技术，有效地提高了电厂的能源转化效率，引导发电企业向低碳发展。关键词：循环水直接供热；能源转换效率；供电煤耗；溴化锂；耦合火力发电厂在为社会提供电力清洁能源的同时，其大量低温热能被排放到环境中，造成能源的浪费，见图1。表1是不同类型机组能源转换效率，从表1看出，亚临界机组能源转化效率为38%，超临界机组效率为41%，超超临界机组效率为44%，再考虑输电、配电等损耗的基础上，从燃煤到用户的电能转换效率更低。图1火力发电厂冷却水塔排出大量的热能表1不同类型机组能源利用效率亚临界机组超临界机组超超临界机组参数名称单位值参数名称单位值参数名称单位值机组供电效率%38.00机组供电效率%41.00机组供电效率%44.00厂用电率%6.50厂用电率%4.30厂用电率%4.00机组发电效率%40.64机组发电效率%42.84机组发电效率%45.83发电机效率%98.95发电机效率%98.95发电机效率%98.95热力系统效率%41.07热力系统效率%43.30热力系统效率%46.32锅炉效率%94.00锅炉效率%94.00锅炉效率%94.00汽机效率%43.69汽机效率%46.06汽机效率%49.28理论热电比%1.29理论热电比%1.17理论热电比%1.03从以上数据看出，从亚临界到超超临界机组，62％～56％的能源没有带来效益，而被遗弃到环境中，影响周边的环境，也使火电厂碳排放量巨大。1提高火电厂能源转换效率的技术路线如何提高火力发电厂的能源转换效率，主要有两种技术路线。1）提高工质的初参数即700℃计划，理论上能源转换效率达到57%、供电煤耗为215g/kWh，这是国内外重点研究的，中国也启动了700℃行动计划。700℃行动划的目标当然好，但需要解决耐高温特殊金属材料的制造、焊接、热处理等技术，需要的基础研究工作巨大，国内外预计在2015～2020年开始进行示范工程建设。2）纯凝汽轮机组或抽汽供热机组凝结器乏汽热能的利用即低温热源的利用，如果将机组凝结器排出的余热充分利用，将极大的提高机组的能源转换效率，降低机组供电煤耗，表2是国内不同类型机组煤耗指标，从表2看出，超超临界机组较亚临界机组煤耗有显著的降低。表2不同类型机组运行能耗机组类别供电煤耗（克/千瓦时）供电煤耗（克/千瓦时）最优值1000MW超超临界机组289-293283600MW超超临界机组301-306296600MW亚临界机组310-318308表3是采用循环水直接供热技术在不同地区（供暖期不同）供电煤耗指标，从中看出，采用循环水直接供热技术，机组全年等效供电煤耗小于超超临界机组、接近700℃计划实施后的指标，但从技术层面讲较700℃计划的实施难度小的多。表3采用循环水直接供热的亚临界机组运行煤耗机组类别等效供电煤耗（克/千瓦时）－北京周边（供暖期4个月）等效供电煤耗（克/千瓦时）－呼伦贝尔（供暖期8个月）600MW亚临界空冷256.39229.55600MW亚临界湿冷252.19223.452循环水直接供热发电技术通过对火力发电生产工艺系统的改进，在城市周边的电厂采用先进的循环水直接供热技术，在保证正常的发电基础上，最大限度的提高机组热经济性，降低单位能源的碳排放。2.1循环水直接供热技术循环水直接供热技术：利用汽机做完功乏汽的热量加热热网循环水直接对用户供热，实现将凝汽式或抽汽式供热机组运行时循环水中的热量充分利用，见图2，此技术将有效的提高机组的热效率，供热区域控制在10KM范围内。表1数据说明，在不影响发电量的前提下，三种类型机组采用循环水直接供热的热电比均大于“1”，使能源得到充分的利用，供暖期能源利用率大于90％，全年等效供电煤耗指标见表3。图2中，红色为冬季供热的水流程，黑线为纯凝发电水流程，兰色是供热期间的热水调节管路。图2采用循环水直接供热热力系统示意图2.2循环水直接...