1、答辯人：金永斐 指導教師：趙洪濱教授P e r f o r m a n c e A n a l y s i s o f 6 6 0 M W S u p e r c r i t i c a l D i r e c t A i r C o o l e d P o w e r P l a n t 660MW660MW超臨界直接空冷燃煤電廠超臨界直接空冷燃煤電廠性能分析性能分析中國石油大學（北京） 機械與儲運工程學院 CONTENTS142536研究背景研究方法研究意義分析與討論研究內容結論與建議*大學 *學院 * University1研 究 背 景 改革開放以來，我國電力行業得到了快速發展，發電量

2、和裝機容量逐年增多。我國發電形式多樣，其中火電是我國主要的發電模式，火力發電量占總發電量的比例超過80%，裝機容量占總裝機總容量的73%左右，由此可見火電消耗能源較多，是使用能源的大戶。我國能源的特點是“富煤、貧油、少氣”。煤炭是主要的一次能源，豐富的煤炭資源為火力發電提供了能源基礎。但火力發電也存在著較多的弊端，如環境污染、浪費水資源、投資成本高等。這些問題的根源在于火力發電效率低下，設備能耗嚴重，相關技術還不夠成熟。因此，對于火電站的性能分析和研究是很有必要的。 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petrol

3、eum節能降耗 火力發電消耗的煤炭量巨大，研究火電站的性能，提高火電機組的發電效率，將在一定程度上減緩煤炭資源的消耗。環境友好 減少二氧化碳等溫室氣體的排放，減少了對大氣環境的污染。經濟運行火電站的投資成本往往比較高，而燃煤電廠性能的提高可以節約投資成本，減少不必要的經濟損失。2研 究 意 義 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum(1) 汽輪機:端差分析、系統各蒸汽流量、各級抽汽量的計算、汽輪機各缸的效率等；(2) 鍋爐:煤消耗量、過量空氣系數、煙氣中水蒸氣的顯熱、排污率和補水率、鍋爐各項熱損失、

4、鍋爐熱效率等；(3) 電站熱力系統:負荷率、電廠煤耗、電廠熱耗、機組汽耗、循環熱效率等3研 究 內 容 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum熱力性能計算 根據從現場采集的數據，然后在熱力模型的指導下，進行不同工況下的熱力性能計算和分析。結果分析 找出火電機組系統中能量損失最多的地方和能量利用率低的薄弱環節，研究機組的節能方法。模塊化分解 將整個熱力系統分別進行模塊化的分解，分別建立起鍋爐、汽輪機、電站系統性能指標計算模型可靠性分析對性能計算進行必要的可靠性分析，包括初始數據、計算方法、計算結果的可

5、靠性分析。ARBC4研 究 方 法 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of PetroleumARBC5研 究 對 象 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum電廠熱力系統流程圖端差分析圖1 各加熱器端差對比圖 6分 析 與 討 論1.522.533.544.55707580859095100加熱器端差（）負荷率（%）1#下端差2#下端差3#下端差 1#、2#、3#加熱器端差均有不同程度的增大，最大端差控制在5以內。端差的存在

6、和變化，雖然沒有發生直接的熱損失，但是增加了熱交換的不可逆性，產生了額外的冷源損失，降低了裝置的經濟性。 從上面的分析中可以得出結論，降低加熱器端差，提高加熱器的傳熱效率對整個電廠熱力性能的提高具有現實意義。汽輪機分析 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum效率分析圖2 各缸效率隨負荷變化6分 析 與 討 論 高壓缸和低壓缸的效率均隨著負荷的增加而逐漸增大，而中壓缸幾乎不變。 所以高負荷運行對提高汽輪機效率，尤其是高壓缸和低壓缸效率有重要意義。汽輪機分析82848688909294969810070

7、7580859095100效率（%）負荷率（%）汽機高壓缸效率汽機中壓缸效率汽機低壓缸效率 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum各項熱損失分析圖3 鍋爐熱損失隨負荷變化6分 析 與 討 論 隨著負荷的增加排煙損失逐漸減少，而散熱損失和機械熱損失則有輕微遞增的趨勢，不過總體來說變化不大，灰渣損失和化學損失的數值太小變化基本不大。鍋爐分析01234567707580859095100鍋爐熱損失（%）負荷率（%）排煙損失機械損失散熱損失化學損失灰渣損失 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石

8、油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum效率分析圖4 鍋爐正反平衡效率變化對比6分 析 與 討 論 隨著負荷的增加鍋爐正、反平衡效率均在波動中呈遞增規律變化 鍋爐在高負荷條件下運行時效率更高。鍋爐分析808284868890929496707580859095100鍋爐效率（%）負荷率（%）正平衡效率反平衡效率 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum汽耗分析圖5 機組汽耗隨負荷的變化6分 析 與 討 論 隨著負荷的增加機組汽耗逐漸降低，這是因為機組負荷增大

9、時補水率降低，從而使汽耗也降低。 可見，汽耗在高負荷運行時較小，經濟性更高。機組分析2.9633.063.13.133.153.172.92.9533.053.13.153.2707580859095100機組汽耗（kg/(kw.h)負荷率（%） 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum發電煤耗分析圖6 發電煤耗隨負荷的變化6分 析 與 討 論 發電煤耗隨著負荷的增加而減小，這使得機組及電廠的經濟性有了提高。機組分析292.67295.05296.5300.92310.71312.05312.2928

10、0285290295300305310315707580859095100發電煤耗（g/(kWh)負荷率（%） 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum發電熱耗分析圖7 發電熱耗隨負荷的變化6分 析 與 討 論 隨著機組負荷的增加，發電熱耗逐漸減降低。 可見機組高負荷運行時熱耗低，其對節能及整個電廠經濟性的提高有重要意義。機組分析78868007.428304.918338.488345.58384.938452.34780079008000810082008300840085007075808590

11、95100發電熱耗kJ/(kw.h)負荷率（%） 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum機組熱效率分析圖8 機組熱效率隨負荷的變化6分 析 與 討 論 隨著負荷的增加機組熱效率逐漸增大，熱效率在36%41%之間。 因此高負荷運行條件下，機組的效率更高，對電廠的經濟運行有利。機組分析4138.537.937.236.936.736.13536373839404142707580859095100機組熱效率（%）負荷率（%） 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）C

12、hina University of Petroleum結論(1) 汽輪機高壓缸和低壓缸的效率隨著負荷的增大而增大，中壓缸效率基本不變。(2) 鍋爐排煙損失隨者負荷的增大而減小，鍋爐效率隨著負荷的增大而增大；(3) 機組汽耗、發電熱耗、發電煤耗隨著負荷的增大而逐漸減小，機組熱效率隨著負荷的增大而逐漸增加；7結 論 與 建 議 中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）中 國 石 油 大 學 （ 北 京 ）China University of Petroleum1423u 在高負荷運行條件下，汽輪機可以有效地提高各缸效率；u 降低總熱損失、提高鍋爐效率可以通過減小排煙熱損失和機械熱損失來實現；u 高負荷運行有利于電