热电厂实用技术丛书--节能技术及工程实例

前言

随着我国国民经济的持续发展，电力工业也有了长足的进步。目前，我国装机容量和发电量已经跃居世界第二。2004年，全国装机容量达到44亿千瓦，发电量21870亿千瓦时，其中73%是火电机组，消耗原煤量近10亿吨。

随着电网容量的增加，大型机组（300MW机组）的比例增大，供电煤耗呈逐年降低的趋势，2003年全国平均供电煤耗已降至377g/（kW·h），但与世界先进水平的343g/（kW·h）还有一定的差距。造成差距的原因主要有两个方面：一是200MW以下机组在电网中还占有一定的比重；二是热电机组的比重太小，供热机组的容量又普遍偏小。2002年，我国6MW以上供热机组的总容量为3743kW，占同容量火电机组的1458%，而能源利用率较先进的国家如丹麦、荷兰等供热机组占40%以上，俄罗斯在1997年达到5067%。

随着科学技术的发展，热能转变成电能的技术也在进步，特别是在热力、燃烧、传热、流体动力、自动控制等学科都出现了很多可应用于电厂的实用技术。例如循环流化床燃烧技术、变频技术、喷射技术、热管技术等。这些技术在部分热电厂已取得可观的节能效果，尽管有些技术不是高精尖技术，例如汽轮机低真空运行，通过凝汽器补水等常规技术，可一旦转换成生产力，也会产生巨大的经济效益。

本书把近年来出现的节能技术从理论到实践进行了系统的总结，以便这些实用技术能得到进一步推广。本书首先介绍了蒸汽动力循环的基础理论知识及设备和系统的节能潜力，再介绍设备和系统的节能方法及应用实例。本书重点介绍电厂的主要热力设备（锅炉和汽轮机）及系统的节能方法，对其主要辅机风机和水泵的调速节能也作了深入论述。本书可供设计院的动力工程设计师、电厂的运行人员及管理工程师等热能动力工作者参考。

本书由高级工程师王汝武主编，第一章至第五章由王汝武编写，第六章由高级工程师杨乃桥编写，第七章由工程师林东宇编写。本书编写参考了杨玉恒教授、林万超教授及多位作者的相关著作，在此一并表示感谢。

由于编者知识水平有限，不足之处在所难免，请读者批评指正。

王汝武

2005年10月
	 
	 
	 
	 

本书是由中国电机工程学会组织编写的《热电厂实用技术丛书》之一。本书把近年来出现的节能技术从理论到实践进行了系统的总结，介绍了蒸汽动力循环的基础理论，设备和系统的节能潜力、节能方法、技术及应用实例，重点介绍了电厂的主要热力设备和系统的节能方法，对其主要辅机风机和水泵的调速节能也作了深入论述。

本书是热电厂、火力发电厂专业技术人员，运行和管理人员以及电力设计院的专业技术人员的一本很好的参考书，并可作为培训教材。
	 
	 
	 
	 

目录

第一篇热电厂节能技术分析第一章热电厂节能技术的意义和发展1

一、热电厂节能的意义1

二、热电厂节能技术的发展1第二章蒸汽动力循环和主要设备3

第一节蒸汽动力循环及效率计算3

一、水蒸气作为工质的卡诺循环3

二、简单蒸汽动力装置——朗肯循环3

三、再热循环7

四、回热循环7

五、热电联产循环10

第二节热电联产的效率及影响因素11

一、热电联产的类型11

二、热电联产的效率及影响因素11

三、热电联产的主要热经济指标17

四、热电联产的燃料节省20

第三节热电联产的主要设备21

一、锅炉21

二、供热式汽轮机组的类型34

三、背压式机组的动力特性38

四、调整抽汽式机组的动力特性39第三章热电厂的热力系统45

一、原则性热力系统的拟定45

二、全面性热力系统45

三、主蒸汽系统45

四、锅炉给水系统47

五、给水回热系统48

六、给水除氧系统50第四章电厂节能潜力分析及方法53

第一节主要设备的节能潜力及方法53

一、锅炉机组的能量分析53

二、循环流化床锅炉的经济运行56

三、汽轮机的节能潜力及方法56

第二节热力系统的节能潜力及方法71

一、高压加热器的投停方式对机组经济性的影响71

二、火电厂通过凝汽器补水74

三、热电厂最佳负荷的分配方法80第二篇热电厂节能技术的应用及工程实例第五章主要设备的节能86

第一节锅炉排烟余热的利用86

一、低压省煤器系统86

二、系统的联结方式及热力分析86

三、低压省煤器在100MW机组上的应用87

第二节煤粉及链条炉改造为循环硫化床锅炉88

一、锅炉技改的必要性88

二、技改技术路线89

三、中压煤粉（链条）炉改造为CFB锅炉的基本指导思想90

四、35t/h链条炉改成35t/h循环流化床锅炉的实例91

第三节循环水供热技术及实践97

一、低温循环水供热系统98

二、高温循环水混水供热系统98

三、高温循环水混水供热系统的实践99

第四节凝汽机组打孔抽汽的工艺技术100

一、开孔位置及抽汽管直径100

二、具体施工工艺101

三、验收和其他几个问题102

第五节汽轮机压力匹配器的应用102

一、压力匹配器的原理及其工作过程102

二、压力匹配器的主要损失及效率104

三、压力匹配器的极限状态107

四、压力匹配器将不可调节抽汽改为调整抽汽108

五、汽轮机压力匹配器的应用方式及工程实例111

第六节利用汽轮机拖动给水泵工程实例114

一、利用除氧器加热系统的压差115

二、利用锅炉富余蒸汽115

三、采用汽动泵的必要条件116

第七节热电冷联产117

一、吸收式制冷117

二、热电冷联产技术实例120第六章液力偶合器调速节能125

第一节火（热）电厂风机水泵调速节能125

第二节各种调速装置的分类与比较126

第三节风机水泵调速方式及选择时应考虑的问题128

第四节调速调节与节流调节的比较129

第五节液力调速的优点129

第六节调速型液力偶合器及其在电厂的应用130

一、液力偶合器的分类130

二、液力偶合器的工作原理131

三、调速型液力偶合器132

四、液力偶合器的辅助系统133

五、液力偶合器在火（热）电厂的应用134

第七节液力调速的节能效果及实例138

一、风机水泵的流量调节方式138

二、液力偶合器调速调节的节能原理140

三、电厂节能实例143

第八节液力偶合器的匹配选型146

一、调速型液力偶合器的匹配147

二、调速型液力偶合器的选型148

第九节液力偶合器的发热与冷却152

一、调速型液力偶合器发热功率的计算152

二、选择冷却器152

三、冷却水用量154

第十节液力传动的工作液体154第七章变频调速技术156

第一节变频调速原理156

一、变频调速的基本原理156

二、变频器的基本结构及分类157

三、变频调速的性能159

第二节通用变频器在电厂的应用160

一、变频调速的节能应用160

二、典型的变频调速控制系统160

三、变频器及其外围设备的选择161

四、变频器的运行与维护163

五、工程实例164

第三节高压变频器在电厂的应用165

一、高压变频器简介165

二、高压变频器的分类及基本特性165

三、电厂应用高压变频器的问题与对策170参考文献173