热电厂经济性管理及财务知识分析系统.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章热电厂经济性及其供热系统,热负荷及其载热质,热电联合生产及热电厂总热耗量分配,热电厂主要热经济性指标与热电联产节约燃料条件,热电厂热化系数与供热式机组选型,热电厂供热系统,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第1页,一、基本概念,凝汽式发电厂,：只发电,热电厂,：发电和供热,分散供热,：小锅炉供给,集中供热,：热电厂或区域性大锅炉房,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第2页,凝汽式发电厂,B,T,G,B,热用户,热电厂,G,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第3页,B,G,热用户,背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）,T,T,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第4页,B,C,G,热用户,调整抽汽式热电联产循环,T,T,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第5页,热电联产发展现实状况,联产机组占同容量火电机组份额,发达国家：60%,中国：20%左右,我国政府发展热电联产政策,发改委开启“十一五十大重点节能工程”之一,目标：20,城市集中供热普及率由年27%提升到40%,新增供暖热电联产机组4000万千瓦,年节能能力3500万吨标准煤,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第6页,我国热电联产发展,年份,1998,6MW 以上供热机组台数,1313,1606,2121,6MW 以上供热机组容量（MW）,24939,32240,43690,64170,91554,占火电装机份额,12.7,13.37,15.7,19.75,23.8,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第7页,热电联产存在问题,热电发展速度过快，供热负荷不落实，名为热电，实为火电,配套热网建设滞后，集中供热无法同时实施,现有热电厂凝结水回收少，水资源浪费严重（10%）,冬季环境效益显著，夏季环境影响增大,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第8页,一、热负荷及其载热质,1、热负荷分类,季节性热负荷,用热量主要与气候相关,采暖,通风,空调,非季节性热负荷,用热量与室外气温无关,热水供给,生产工艺用热,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第9页,2 热负荷图,反应热负荷随室外温度或时间改变,（1）全日热负荷图,0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24,Q,h,(GJ/h),h,Q,t,max,(GJ/h),住宅区经典热水供给全日热负荷图,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第10页,年生产热负荷曲线,热,负,荷,月份,1 23 45 6 7 8 9 10 11 12,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第11页,（2）热负荷随室外温度改变图,供暖热负荷,冬季通风热负荷,热水供给热负荷,Q,h,GJ/h,t,[phone],住宅区热负荷随室外温度改变示意图,总热负荷,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第12页,二、载热质及其选择,热网,将热能由热源经过管网输送给热用户系统,供热系统,热源、热网、用户引入口及局部用热系统,载热质类型,水网,汽网,载热质回收,封闭式系统,半封闭式系统,开放式系统,热网分类,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第13页,二、热电联合生产及热电厂总热耗量分配,（一）热电联合生产,热电分产,只生产电能或热能一个能量,分散供热、分产电,热,用,户,集中供热、分产电,热,用,户,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第14页,热电联产,热电厂中同一股蒸汽汽流先发电后供热,B,热,用,户,背压汽轮机热电联产系统,优点：,无冷源损失,缺点：,以热定电,适用：,稳定工业热负荷,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第15页,抽汽供热汽轮机热电联产系统,Boiler,热,用,户,优点：,可在一定范围内调整热负荷与电负荷,缺点：,有冷源损失,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第16页,热电联产特点：,同时对用户供给电能和热能；,热能来自汽轮机中做过功蒸汽；,能量梯级利用；,节约能源，环境保护有利,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第17页,热电联产应用实例,某城市,电负荷,：43,800 万度电/年,热负荷,：8,032,920 GJ/年,两种生产方式：,热电联产,：500MW抽汽供热机组,热电分产,：300MW发电机组、20t/h供热锅炉,联产方式节煤：,20,230,吨/年（标煤）,节约资金：,8,092,000,元,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第18页,（二）热电厂总热耗能分配,（）总热耗量,Q,tp,分析,新蒸汽量D,0,包含：,凝汽汽流D,c,分产供热汽流D,h,b,联产供热汽流D,h,t,回热抽汽汽流D,r,D,0,=D,C,+D,h,b,+,D,h,t,+D,c,Q,tp,=Q,c,+Q,h,b,+Q,h,t,+Q,c,Boiler,Qtp,D,0,h,0,D,r,D,h,D,c,D,h,b,D,h,t,热用户,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第19页,（）总热耗量分配实质,思绪：先求供热所分配热耗Q,tp(h),和煤耗,B,tp(h),热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第20页,（3）热电厂总热耗量分配方法,1）热电联产,效益归电,法：热量法,2）热电联产,效益归热,法：实际焓降法,3）热电联产,效益折中分配,法：做功效力法,净效益法,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第21页,热量法,热电厂总热耗按产品,数量,百分比进行分配,热电厂总热耗：,供热热耗：,分析,(以背压式机组为例),：,能量平衡式：,汽轮机内效率：,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第22页,热量法特点：,从热能,数量利用,分配热耗，不考虑热能质量差异；,供热热耗量Q,tp(h),是几个方法中最大；,好处归电（联产发电部分没有冷源热损失）,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第23页,实际焓降法,按联产供热抽汽汽流在汽轮机少做功（,实际焓降不足,）与,新蒸汽实际焓降,百分比分配热耗量,分配给联产供热热耗量：,减温减压器供热量：,供热总热耗量：,发电热耗量：,分析：,冷源损失 全部由发电负担,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第24页,三、热电厂热经济性指标,总热经济指标,燃料利用系数,热化发电率,分项热经济性指标,发电方面指标,供热方面指标,热电厂燃料节约量,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第25页,1,、热电厂燃料利用系数,tp,热电厂对外供电、热之和与输入能量之比,3600,tp,h,tp,Q,Q,W,+,=,h,数量利用指标,估算燃料消耗量,各型机组,tp,：,凝汽式机组：0.4,背压式机组：0.8,抽汽凝汽式供热机组：0.40.8,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第26页,2,、热化发电率,质量不等价,热化发电量,与,热化供热量,比值,分析:,单位热化供热量电能生产率,只与热电联产部分热、电相关,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第27页,G,D,h,t,h,h,h,h,D,0,h,0,h,2,D,1,h,1,D,z-,1,h,z-,1,h,z,热化发电量,热化供热量,GJ/h,外部热化发电量,内部热化发电量,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第28页,热化发电率,外部热化发电率,内部热化发电率,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第29页,影响原因,机组初参数,供热抽汽参数,回热参数,再热参数,返回水参数,补水参数,技术完善程度,G,D,h,t,h,h,h,h,D,0,h,0,h,2,D,1,h,1,D,z-,1,h,z-,1,h,z,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第30页,应用,评价热电联产热功转换过程技术完善程度质量指标,比较相同抽汽参数供热机组间热经济性,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第31页,（二）热电厂分项热经济性指标,1、发电方面热经济性指标,热电厂发电热效率,热电厂发电热耗率,热电厂发电标准煤耗率,),(,),(,3600,e,tp,e,e,tp,Q,P,=,h,),(,),(,),(,3600,e,tp,e,e,tp,e,tp,P,Q,q,h,=,=,),(,),(,),(,123,.,0,e,tp,e,s,e,tp,s,e,tp,P,B,b,h,=,=,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第32页,2、供热方面热经济性指标,热电厂供热热效率,热电厂供热标准煤耗率,),(,),(,),(,按热量法分配,hs,p,b,h,tp,h,h,tp,Q,Q,h,h,h,h,=,=,),(,6,),(,),(,1,.,34,10,/,h,tp,h,s,h,tp,s,h,tp,Q,B,b,h,=,=,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第33页,（三）热电联产较分产燃料节约量,1、比较基础,（1）假定联产与分产热负荷Q、电负荷分别相等；,（2）热电分产凝汽式机组（代替电站）,b,、,p,、,m,和,g,与联产发电相同；,（3）联产供热锅炉效率远高于分产供热小锅炉效率,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第34页,热电联产与分产对比系统模型,B,s,dp,=B,s,cp,+B,s,d,B,s,tp,=B,s,tp(h),+B,s,tp(e),热电分产,热电联产,Boiler,W=W,c,+W,h,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第35页,2、联产较分产节煤量,在能量供给水平相等前提下：,分产标煤量：B,s,dp,=B,s,cp,+B,s,d,联产标煤量：B,s,tp,=B,s,tp(h),+B,s,tp(e),差值：,B,s,=B,dp,s,B,tp,s,=（B,cp,s,B,tp（e）,s,）+（B,d,s,B,tp（h）,s,）,=B,e,s,+B,h,s,联产发电节煤量,联产供热节煤量,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第36页,1、供热方面燃料节约,分产供热煤耗：,联产供热煤耗:,节约燃料条件：,节约煤耗:,节能条件：大型锅炉,（考虑热网效率）,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第37页,2、发电方面燃料节约,分产发电煤耗,联产发电煤耗,节约煤耗,节约燃料条件：,供热汽流发电,凝热汽流发电,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第38页,热化发电比,热化发电量占整个机组发电量比值，,反应供热机组若经济性,节约燃料条件：,发电节能条件：,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第39页,热电联产节约燃料条件,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第40页,四、热电厂热化系数与供热式机组选型,（一）热化系数,tp,供热机组最大供热能力与热网最大热负荷之比,小时热化系数,tp,：,年热化系数,tp,a,：,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第41页,已建成投运热电厂：,提升,tp,，供热机组热化发电量W,h,愈大，热化发电比X愈大，节约燃料量愈多，经济性愈好,新建热电厂：,tp,选择与供热机组、供热系统、代替凝汽式机组热经济性及其投资相关,，应选择恰当热化系数,tp,热化系数应用,：,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第42页,1、热化系数定性分析,（1）,tp,=1,不需设置分产供热设备；,大部分时间热负荷都小于最大热负荷，因而供热机组热化发电量W,h,，热化发电比,；,凝汽流发电量W,c,，这部分发电耗煤,（其热经济性小于代替电站）；,非采暖期只剩下极少热水热负荷,结论：,tp,=1不可取,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第43页,（2）,tp,1,需设置分产供热设备,绝大多数热负荷由分产供热设备来提供，多耗煤,结论：,没有节煤反而多耗煤，不合理,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第44页,（3）,tp,1（不是太小）,需设置分产供热设备、代替电站凝汽式机组；,不足热负荷Q,h,：,分产设备供给一样热负荷比供热机组要多耗燃料；,不足发电量（供热汽流W,h,凝汽汽流W,c,）：,代替电站发W,h,电比供热机组供热汽流发多耗煤，代替电站发W,c,电比供热机组凝汽汽流少耗煤；,对整个地域能量供给系统而言是节约燃料,结论：,tp,1可取,取值范围：工业热负荷 ,tp,op,=0.60.75,采暖热负荷 ,tp,op,=0.500.55,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第45页,（二）,供热机组选择,凝汽-采暖式（NC,）,纯背压式（B）,抽汽背压式（CB）,整年性负荷,整年性负荷、,季节性负荷,季节性负荷,1、,供热机组机型选择,背压式,抽汽式,单抽（C）,双抽（CC）,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第46页,N-C,型,B型,C型,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第47页,2、供热机组参数选择,蒸汽初参数，,机组热化发电比X；,供热抽汽参数，,其热经济性；,高参数大容量供热机组采取蒸汽中间再过热，,提升其热经济性；,采取给水回热加热，,提升其热经济性；,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第48页,第6节 热电厂热经济性指标计算示例,已知某C50-8.82/1.27型供热机组某工况运行数据：,h,0,=3475 kJ/kg，S,0,=6.7801 kJ/(kgK)；,h,h,=3024.1，S,h,=6.9645，h,h,=418.68；,h,c,=2336.2，h,c,=99.65；,T,en,=273.15K,；,=,1,，,m,g,=0.96，,b,p,=0.88，,hs,=0.98，,D,0,=370t/h,，,D,c,=18t/h。,不考虑回热，不计散热损失,求：,燃料利用系数；热化发电率；发电、供热热经济指标,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第49页,1、求机组电功率,供热抽汽量D,h,D,h,=D,0,-D,c,=370-18=352t/h,电功率Pe,2、求热电厂总热耗量Q,tp,h,fw,=403.16 kJ/kg,),(,0,0,-,=,p,b,fw,tp,h,h,D,Q,h,h,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第50页,3、计算,tp,和,对外供热量,燃料 利用系数,热化发电率,=0.8433,=46.,19kW.h,/,GJ,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第51页,4、热电厂热经济指标(热量法),供热热耗量,发电热耗量,=1042.2,GJ,/,h,发电及供热分项热经济指标（省）,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第52页,项 目,热量法,实际焓降法,作功法,供热热耗(GJ/h),1042.68,742.22,849.24,发电热耗(GJ/h),249.40,549.34,442.32,发电热效率%,68.98,31.32,38.90,发电热耗率(kJ/kW.h),5218.90,11494.25,9254.5,发电标煤耗率(kg/kW.h),0.1783,0.3927,0.3162,供热热效率%,86.24,1.2109,1.0583,供热标煤耗率,(kg/GJ),39.54,28.16,32.22,计算结果,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第53页,五、热电厂供热系统,（一）供热系统分类,分散供热系统：无需热网,集中供热系统：热源、热网、热用户,热源,热水,蒸汽,热电联产装置,城市锅炉房,区域锅炉房,工业锅炉,载热质,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第54页,（二）,蒸汽供热系统及设备,1、直接供汽方式,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第55页,2、间接供汽方式,蒸汽发生器,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第56页,（三）,热水供热系统及设备,1基本热网加热器；2尖峰加热器；3热网水泵；4热网凝结水泵；,5,尖峰热水炉；,6,循环水泵；,7,凝汽器内热网水加热管束；,8,疏水冷却器,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第57页,供热设备,热网加热器：,基本热网加热器（基载加热器BH）,尖峰热网加热器（峰载加热器PH）,热网水泵HP：,热水循环动力源,热网加热器凝结水泵HDP：,回收热网加热器中凝结水,热网补充水泵HMP：,补充热网水损失,尖峰锅炉WB：,热化系数,tp,1时，在尖峰热负荷期间 投入使用,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第58页,（四）,供热系统中调峰设备,1、,尖峰热水锅炉,将热网水温提升到热网设计供水温度,2、蒸汽蓄热器,平衡短时尖峰负荷，进行供热调整,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第59页,（1）,蒸汽蓄热器原理和结构,变压蓄热器原理图,(a)变压蓄热器系统图(b)换流器工作示意图,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第60页,（五）,减温减压器,1、,减温减压器作用及其热力系统,将较高参数蒸汽降低到需要压力和温度,工作原理：经过节流降低压力，经过喷水降低温度,组成：节流减压阀,喷水减温设备,压力温度自动调整系统,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第61页,减温减压器热力系统图,1减压阀；2节流孔板；3混和管；4喷嘴；5给水分配阀；6节流装置；7截止阀；,8逆止阀；9主安全阀；10脉冲安全阀；11压力表；12温度计；13蒸汽管道；,14出口阀；15疏水排出系统L,1,减压系统长度；L,2,减温系统长度；L,3,安全装置长度,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第62页,2、减温减压器热力计算,目标：确定进入减温减压器蒸汽流量D和喷水量D,w,热平衡：,物质平衡：,蒸汽,D，h,降压减温后蒸汽,Drtp，hrtp,减温水,Dw，hw,疏水,Dw，hrtp,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第63页,1、什么是供热机组热化发电率、热化发电比、热化系数？它们在热电厂热经济性分析中各起什么作用？,2、热电联产与分产比较时，节约燃料条件是什么？,思索题,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第64页,3、装一背压式机组热电厂标准性热力系统如图，,h,0,为进汽比焓，,h,n,为排汽比焓，,h,n,为回水比焓。试证实，热电厂燃料利用系数为：,图,中，,b,p,t,ri,m,g,分别为锅炉效率，管道效率，循环理想热效率，汽轮机相对内效率，机械效率和发电机效率。,h0,hn,hn,思索题,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第65页,热化发电率,质量不等价热化发电量与热化供热量比值,作用：评价热电联产热功转换过程技术完善程度,热化发电比,热化发电量占整个机组发电量比值,作用：反应供热机组若经济性,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第66页,热化系数,tp,供热机组最大供热能力与热网最大热负荷之比,作用：,已建成投运热电厂，反应热经济性,新建热电厂，反应热网中热容量分配,热电联产节约燃料条件,热电厂经济性管理及财务知识分析系统,第67页,