工程热力学专题-动力循环.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,现代新型动力循环介绍与评价,蒸汽电站提高电厂供电效率的措施：,提高初参数，向亚临界和超临界发展；,采用大功率机组，降低厂用电率；,采用热电联供。,火电厂发展现状,占总装机容量的,80%,左右，效率,3740%,；,耗煤占总产量,30%,，油占,10%,左右；,提高供电效率和改善环境有重要意义。,高效、绿色发电技术,硫资源化脱硫,高效发电,超,(,超,),临界机组,联合循环,多联产,煤炭加工与转化,流化床,F,B,C,整体煤气化联合循环,I,G,C,C,可再生能源发电及核电,烟气净化,灰渣及废水资源化,空冷机组,烟气循环流化床脱硫,其它节水技术,燃料电池,微型燃气轮机,太阳光发电,风力发电,洁净发电,节水发电,分布式电源,新型发电,以煤气化为核心,以发电为核心,超临界、超超临界机组,-,现实而先进的发电技术,超临界点：,22.115MPa,374.15,超临界机组（,SC,）：,全世界已运行,600,多台，一般主汽压力,24MPa,及以上,主汽和再热汽温度,540-560,（效率比亚临界机组高约,2%,）,超超临界机组（,USC,）：,全世界已运行,60,多台，一般主汽压力,25-28MPa,及以上或主汽和再热汽温度,580,以上（效率比超临界机组高约,4%,）,2003,年,-2010,年新建火电机组,40,为,SC,机组；,2010,年,-2020,年：,600MW,及以上新建机组将全部建,SC,机组；新建火电机组一半以上为,USC,；,美 国,前 苏 联,日 本,中 国,第一台机组,投运年份,1957,1953,1967,1962,最大单机容量，,MW,1300,1200,1050,900,装机情况,1982,年,166,台,112898MW,1988,年,222,台，占火电机组容量的,51%,94,台，占火电机组容量的,61%,投运,10200 MW,占火电机组容量的,3.5%,容量范围,500MW,以上,300MW,以上,450MW,以上,300MW,以上,我国与主要国家超临界机组,燃气,-,蒸汽联合循环,燃气轮机的发展,热力参数与单机容量逐步提高，达,W200MW,，,热效率,3541%,；,可靠性,9598.5%,，可作为基本负荷电站；,联合,循环的现实可行性,燃气轮机,排气温度,t,4,=400600,；,大功率机组排气量,300kg/s,以上；,利用排气能量加热蒸汽轮机给水,(,取代锅炉,),，大大提高供电效率。,Combined Gas-Vapor Power Cycles,燃气蒸汽联合循环,燃气蒸汽联合循环,Ts,燃气轮机循环,蒸汽轮机循环,燃气蒸汽联合循环,法国,GEC,Alsthom,公司的联合循环电站,燃气轮机：,227.2 MW,蒸汽轮机：,128.3 MW,燃料：天然气,热效率：,54.5%,重型燃机的技术性能与发展趋势,过去,50,年中世界重型,GT,技术持续发展，水平不断提高,1950s 2000s,透平工作温度,800,1300 1430-1500,压气机压缩比,6-8,30,单机功率,10MW,300MW,NO,X,10ppm GH9H,320-340MW,GT,单循环效率,20%,38%39.5,GTCC,效率,58-60%60,当代先进燃气轮机及联合循环性能,机型,项目,西屋501-ATS,GE-MS7001H,ABB GT26,西门子,KWU,燃气初温，,1510,1430,1260,1190,压 比,28,23,30,16.6,简单循环净出力,MW,290,265,240,简单循环效率,%,41,38.5,38,联合循环净出力,MW,426,400,396,359,联合循环效率,%,61,60,58.5,58.1,注蒸汽燃气循环,(,陈式循环,),Steam Injection Gas-turbine(STIG),整体煤气化联合循环,(IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle),煤整体气化蒸汽燃气联合循环,(IGCC),整体煤气化联合循环,(IGCC),优点,热效率高，目前,4046%,，预计可,52%,；,环保性能好，,SO2,NOx,CO2,粉尘排放低，可燃用高硫煤；,可实现煤化工综合利用，生产硫、硫酸、甲醇、尿素等；,单机功率可达,300400MW,缺点,目前煤气化和净化的热损失还偏大；,初期投资大。,整体煤气化联合循环,(IGCC),应用,目前已建成或拟建的,IGCC,电站,10,余座，美国预测，,2030,年,IGCC,市场份额达,35%,左右,如美国加州有一个电站，,“,世界上最洁净的燃煤火电站，脱硫,98-99%,，产生元素硫，排渣中主要是,Al,、,Si,、,Fe,、,Ca,等,无害元素用于绝缘材料和筑路材料,磁,流,体,发,电,联,合,循,环,磁流体发电联合循环,(MHD-CC)(,Magnetohydrodynamics,Combined Cycle),特点：,1,、,无运动机械，热转变为电不经机械能,2,、,温度,3000K,，,热效率可达,60%,3,、,污染小、种子（钾、铯化合物）有脱硫作用,4,、,目前实验室阶段,整体煤气化燃料电池联合循环,整体煤气化燃料电池联合循环,(IGFC-CC),Integrated,Gasfication,Fuel Cell Combined Cycle,燃料电池：,燃料,+,氧化剂,化学能 电能,电化学反应,分类：,熔融碳酸盐型,(MCFC),磷酸盐型,(PAFC),固体氧化剂型,(SOFC),特点：,高效,60%,、洁净、排放接近,0,目前试验室阶段,以煤气化为核心的发电、煤化工综合能源利用系统,21,世纪能源工厂的预计指标：,发电效率,：燃煤,60%,（,HHV,），,天然气,75%(LHV),热电联产,：热效率,85-90%,污染排放,：粉 尘和,SO,2,、,NO,x,接近零排放,温室气体,：排放减少,50%,，并,100%,分离,联产产品,：合成气、,H,2,、,煤化工产品等,“展望,21,世纪“能源系统,高温高压,气化炉,变换制氢,氢气分离,高温,燃料,电池,煤,煤气,高温高压,热交换器,氧气分离,空气,先进循环,S,S,O,2,电,热水,CO,2,(,去埋藏,),污染物,(H,2,S,PM,碱金属,),H,2,O,2,O,2,煤化工、电力、能源多联产,煤,煤,电力,氢能,火箭燃料,汽、柴、煤等洁净油品,油煤浆系统,加氢系统,粗油,分离系统,芳烃系统,重整,加氢系统,制氢系统,液氢系统,变换反应,水煤浆系统,水煤浆系统,加压气化,合成气净化,液相催化,IGCC,气体分离,一碳化工系统,烯烃,C,=,2,、,C,=,3,、,C,=,4,配合高技术创新发展的高新技术产品,各种石化产品,及深加工的各种精细化工及专用化学品,甲醇,二甲醚,矿山采煤系统,BTX,萘,蒽,等芳烃,分布式能源方式,1,、,熟悉,郎肯循环,图示,与,计算,2,、,郎肯循环,与,卡诺循环,3,、,蒸汽参数,对朗肯循环热效率的影响,4,、,再热,、,回热原理及计算,第,七,章,小 结,Summary,第七章 完,End of Chapter Seven,