第三章热经济性及供热系统.ppt

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1、1第三章经济性及供热系统热电联产与热电厂总热耗量分配供热汽轮机的型式及特点热电厂的供热系统在发电厂中利用汽轮机做过功的蒸汽（可调节抽汽或背压排汽）的热量供给热用户，这种在同一动力设备中同时生产电能和热能的生产过程为热电联产（联合能量生产）。这种发电厂成为热电厂。2一、热负荷及其载热质一、热负荷及其载热质凝汽式发电厂：凝汽式发电厂：只发电只发电热电厂：热电厂：同时发电和供热同时发电和供热分散供热：分散供热：小锅炉供应小锅炉供应集中供热：集中供热：热电厂或区域性大锅炉房热电厂或区域性大锅炉房3（一）热负荷及其载热质（一）热负荷及其载热质热负荷：热负荷：供暖、通风、空调、热水、生产工艺用热供暖、通风

2、、空调、热水、生产工艺用热1、热负荷分类、热负荷分类 季节性热负荷：用热量主要与气候条件有关季节性热负荷：用热量主要与气候条件有关采暖、通风、空调采暖、通风、空调特点：取决于室外温度，年变化大，日变化小特点：取决于室外温度，年变化大，日变化小非季节性热负荷：用热量与室外气温无关非季节性热负荷：用热量与室外气温无关热水供应、生产工艺用热热水供应、生产工艺用热特点：年变化小，日变化大特点：年变化小，日变化大42、季节性热负荷、季节性热负荷（1）供暖设计热负荷）供暖设计热负荷保持建筑物损失热量与获得热量的平衡保持建筑物损失热量与获得热量的平衡体积指标法：体积指标法：面积指标法：面积指标法：30()1

3、0dhVioQq V tt310hAQq A5（2）通风设计热负荷）通风设计热负荷加热从室外进入的新鲜空气所消耗的热量加热从室外进入的新鲜空气所消耗的热量体积热指标法：体积热指标法：百分数法：百分数法：30()10dVtiovQqV ttVthQK Q6（3）空调设计热负荷n冬季采暖热负荷n夏季制冷热负荷310AqQaaCOPAqQcc310吸収式制冷机的制冷系数72 全年性热负荷全年性热负荷（1）生活用热设计热负荷）生活用热设计热负荷热水供应用热热水供应用热 其它生活用热其它生活用热供暖期的热水供应平均小时热负荷：供暖期的热水供应平均小时热负荷：热水送水温度一般为热水送水温度一般为60606

4、565城市居住区热水平均热负荷估算式：城市居住区热水平均热负荷估算式：1,()hhw avcm v ttQT3,10AqQwavhw8（2）生产工艺用热设计热负荷）生产工艺用热设计热负荷 满足生产过程中的各种用热满足生产过程中的各种用热 其大小和变化规律完全取决于工艺性质、生产设备的形式及生产其大小和变化规律完全取决于工艺性质、生产设备的形式及生产的工作制度的工作制度 低温供热：低温供热：130 150 中温供热：中温供热：150 250 高温供热：高温供热：250 300集中供热系统热网最大生产工艺热负荷集中供热系统热网最大生产工艺热负荷 当热源的蒸汽参数和用户使用的蒸汽压力、温度参数不一致

5、时，当热源的蒸汽参数和用户使用的蒸汽压力、温度参数不一致时，热电厂出口热网的设计流量换算公式：热电厂出口热网的设计流量换算公式：hrrgggshhhhhkD)(max,max,max,shshwQkQ93 热负荷图热负荷图反映热负荷随室外温度或时间的变化反映热负荷随室外温度或时间的变化（1）全日热负荷图）全日热负荷图0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Qh(GJ/h)hQt,max(GJ/h)住宅区典型热水供应全日热负荷图住宅区典型热水供应全日热负荷图 10年生产热负荷曲线年生产热负荷曲线热热负负荷荷月份月份1 23 45 6 7 8 9 10 11 1211（2

6、）热负荷随室外温度变化图）热负荷随室外温度变化图4123Qh,GJ/hto,+5 0 -5 -10 -15 -20 1 1供暖热负荷；供暖热负荷；2 2冬季通风热负荷；冬季通风热负荷；3 3热水供应热负荷；热水供应热负荷；4 4总热负荷总热负荷124 热负荷持续时间图热负荷持续时间图表示不同小时用热量的持续性曲线表示不同小时用热量的持续性曲线季节性热负荷持续时间图季节性热负荷持续时间图不同室外温度持续时间确定的热负荷不同室外温度持续时间确定的热负荷变化规律变化规律13Q,h,ht0Qh=f(t0)t0=g()季节性热负荷持续时间图绘制季节性热负荷持续时间图绘制室外气温室外气温持续时间持续时间采

7、暖热负荷采暖热负荷室外温度室外温度-5-10a1a2采暖热负荷采暖热负荷持续时间持续时间14总热负荷持续时间图总热负荷持续时间图,hQQs-季节性季节性Qns-非季节性非季节性全年全年8760h15（二）载热质及其选择（二）载热质及其选择供热系统供热系统:热源、热网、用户引入口及局部用热系统热源、热网、用户引入口及局部用热系统热网热网:将热能由热源通过管网输送给热用户的系统将热能由热源通过管网输送给热用户的系统16热网分类热网分类 按载热质的回收情况分类按载热质的回收情况分类：按载热质分：水网和汽网按载热质分：水网和汽网封封 闭闭 式式 系系 统统热热 用用 户户 只只 利利 用用 载载 热热

8、 质质 的的部部 分分 热热 量量，载载 热热 质质 本本 身身没没 有有 损损 耗耗半半 封封 闭闭 系系 统统热 用 户 不 仅 利 用 了 载 热 质 的 部 分热热 量量，而而 且且 载载 热热 质质 本本 身身 也也 耗耗 损损了了 一一 部部 分分开开 放放 式式 系系 统统载载 热热 质质 本本 身身 及及 其其 热热 量量 全全 部部为为 热热 用用 户户 所所 利利 用用供 热 系 统供热系统供热系统封闭室式系统封闭室式系统半封闭式系统半封闭式系统开放式系统开放式系统171819汽网的优点汽网的优点 要求蒸汽作工质的热用户；要求蒸汽作工质的热用户；通用性好，可满足各种用热形式

9、的需要；通用性好，可满足各种用热形式的需要；耗电少；耗电少；因高度差形成的静压力很小，运行稳定；因高度差形成的静压力很小，运行稳定；蒸汽的传热系数高，可减少传热面积，降低换蒸汽的传热系数高，可减少传热面积，降低换热设备造价热设备造价20热电联产是指电厂对热电用户供应电能和热能，并且生产的热能取自汽轮机做过部分或全部功的蒸汽即同一股蒸汽先发电后供热。特点：以热定电。如图：Dh,t为热电联产；Dc为分产发电；Dh,b为分产供热。二、热电联产概念2122热电联产热电联产一、热电联产与热电分产的概念热、电分别能量生产简称热电分产，又称单一能量生产，即一种热力设备只供应一种能量，热能或电能；热电联合能量

10、生产简称热电联产或热化二、热电联产优点 1.节约能源 2.减轻大气污染，保护环境 3.提高供热质量，改善劳动条件 4.增加经济效益三、热电厂的不利因素 1.其投资比凝汽电厂大 2.工质损失比凝汽电厂大地多，所需补充水多，补充水率大。3.凝汽流循环发电效率比代替凝汽机组差。23三、热电厂总热耗量分配n对于热电分产而言，供热和发电是各自独立的，所以供热和发电各自所消耗的热量和燃料量是明确的，但热电联产是同一股汽流既要发电又要供热，电能和热能形式上不同，质量上也不等价，因此需要将热电厂的总热耗量或煤耗量合理的分配给两种产品，否则无法确定他们各自的生产成本及热经济性。热电联产总热耗能的分配方法：热电联

11、产总热耗能的分配方法：n热量法（热电联产效益归电）热量法（热电联产效益归电）n实际焓降法（热电联产效益归热）实际焓降法（热电联产效益归热）n做功能力法（热电联产效益折中）做功能力法（热电联产效益折中）241、热量法n热量法将热电厂的总热耗按生产两种产品的数量比例进行分配。只考虑能量的数量，不考虑能量的质量差别。热电厂的总热耗：pbbbnettptpQQqBQ0hspbpbhhtpQQQ)(pbhspbhhtptpetpQQQQQQQ00)()(供热的热耗量发电的热耗量式中hs为热网的效率；Q为供给热用户的热量；Qh为热电厂输出的热量25分析：分析：n从热能数量利用的观点来分配热耗；n没有考虑热

12、能质量上的差别；n供热热耗量Qtp(h)是几种方法中最大的；n好处归电（发电部分没有冷源热损失）；n不能调动改进热功转化过程的积极性；n不利于鼓励热用户降低用热参数262 2、实际焓降法、实际焓降法 按联产供热汽流在汽轮机中少做的功（实际按联产供热汽流在汽轮机中少做的功（实际焓降不足）与新蒸汽实际的焓降来分配供热的热耗量焓降不足）与新蒸汽实际的焓降来分配供热的热耗量分配给供热的热耗量：分配给供热的热耗量：减温减压器的热耗量：减温减压器的热耗量：供热总热耗量：供热总热耗量：发电热耗量：发电热耗量：,00()()tptph thctcDhhQQD hh,0()tph thhbpDhhQ()()()

13、tp htp htbtp hQQQ()()tp htp etpQQQ27特点：特点：n考虑外供热抽汽在汽轮机中做功的影响；n考虑热能质上的差别；n供热部分没有分担热功转换过程中的冷源损失和不可逆损失；n供热热耗量Qtp(h)最小，好处归热；n可鼓励热用户降低用热参数283 3、做功能力法、做功能力法 把联产汽流的热耗量按蒸汽的最大做功能力在电、热把联产汽流的热耗量按蒸汽的最大做功能力在电、热两种产品之间分配两种产品之间分配分配给供热的热耗量：分配给供热的热耗量：比火用：比火用：分析：分析：同时考虑热能的质量和数量；同时考虑热能的质量和数量；热电联产的热经济效益分配到热电两种产品上；热电联产的热

14、经济效益分配到热电两种产品上；供热抽汽（排汽）温度与环境温度接近，分析结果与实际供热抽汽（排汽）温度与环境温度接近，分析结果与实际焓降法近似焓降法近似 (),00()tp htph tthDeQQDe000enehT shhen hehT s29其他方法 由于上述三种方法都有其局限性，所以从理论上探索合理的联产 热 耗量的分配方法是迫切需要解决的问题。合理的热电厂总耗量的分配方法，既要反应热电两种产品的不同，又要反应热电联产过程的技术完善程度，技术经济上合理，计算简洁，能促进热化事业的发展，节约燃料，降低污染。近年来，针对热电联产效益或热耗量的折中分配，为众多的研究者提出了诸如加权法，折合火用

15、分摊法、单耗分析法，热经济学定价法等多种方法。虽各种方法在理论上均有其合理性，但迄今均未能得到广泛的应用。目前一般采用的还是热量发。30热经济性指标热经济性指标表示设备或系统能量利用及能量表示设备或系统能量利用及能量转换过程中的技术完善程度转换过程中的技术完善程度（一）热电厂总的热经济性指标（一）热电厂总的热经济性指标1、热电厂的燃料利用系数、热电厂的燃料利用系数tptp 热电厂对外供电、热之和与输入能量之比热电厂对外供电、热之和与输入能量之比四、热电厂的主要热经济性指标与热电联产四、热电厂的主要热经济性指标与热电联产节约燃料的条件节约燃料的条件 3600tphtpQQW 数量利用指标数量利用

16、指标 估算燃料消耗估算燃料消耗量量312、热化发电率、热化发电率 质量不等价的热化发电量与热化供热量的比值质量不等价的热化发电量与热化供热量的比值热化供热量：热化供热量：热化发电量：热化发电量：,hh tWQ,6()10h thhh tDhhQ0ihhhWWW外部热化发电外部热化发电量（供热蒸汽）量（供热蒸汽）内部热化发电内部热化发电量量（加热抽汽）（加热抽汽）0()278()hmghhhhhh 32n外部热化发电量指对外供热抽汽的热化发电量；内部热化发电量指供热返回水引入回热加热器增加的各级回热抽汽的发电量。内部热化发电量份额很小，近似计算忽略。33分析：热电联产质的指标，比较供热机组间热功转换过程技术完善的程度；只与热电联产部分的热、电有关；只能比较抽汽参数相同的供热机组间的热经济性34（二）热电厂的分项热经济性指标（二）热电厂的分项热经济性指标1 1、发电方面的热经济性指标、发电方面的热经济性指标热电厂发电热效率热电厂发电热效率热电厂发电热耗率热电厂发电热耗率热电厂发电标准煤耗率热电厂发电标准煤耗率)()(3600etpeetpQP)()()(3600etpeetpetpPQq)