火电厂热经济指标及分析

火电厂热经济指标及分析华北电力大学动力工程系杨志平主要内容火力发电厂热经济性的评价方法火力发电厂的热经济指标及计算方法循环型式和参数对机组热经济性的影响锅炉的主要参数对机组热经济性的影响汽轮机组的主要参数对机组热经济性的影响火力发电厂热经济性的评价方法热力学第一定律分析方法（定量计算）从能量转换的数量来评价热功转换的效果热量法（热效率，热损失）热力学第二定律分析方法（定性分析）从能量的质量（品位）来评价热功转换的效果熵方法，佣方法（作功能力损失，佣损，佣效率）热力学第一定律分析方法热效率：设备或系统有效利用的热量与供给的热量之比的百分数锅炉效率————锅炉热损失管道效率————管道热损失汽轮机热效率————冷源损失机械效率————机械损失发电机效率————发电机损失全厂效率————全厂热损失热力学第二定律分析方法作功能力损失：火电厂典型不可逆过程有温差的换热过程有摩阻的绝热膨胀或压缩过程绝热节流过程有散热的节流过程jenjsTe火力发电厂的热经济指标三类：能耗量、能耗率、热效率煤耗量凝汽式电厂：煤耗率全厂热效率煤耗量总的指标总热效率热电厂：发电方面分项指标供热方面凝汽式机组的热经济指标汽耗量、热耗量汽耗率、热耗率机组热效率凝汽式机组热经济指标之间的变化关系总效率与分效率之间的变化关系煤耗率与热效率之间的变化关系热效率与热耗率之间的变化关系煤耗率与热耗率之间的变化关系热电厂及供热机组的热经济指标总的指标：燃料利用系数热化发电率分项热经济指标：发电方面：发电热效率发电热耗率发电标准煤耗率供热方面：供热热效率供热标准煤耗率供热煤耗的计算热电分摊比：供热用热量占总热量的比例发电供热总热耗量：供热用热耗量：供热标准煤耗量：总标准煤耗量*热电分摊比供热标准煤耗率：供热标准煤耗量/热负荷发电标准煤耗量：总标准煤耗量*（1-热电分摊比）发电标准煤耗率：发电标准煤耗量/发电量供电标准煤耗率：发电标准煤耗量/供电量厂用电率的计算凝汽式电厂：热电厂：供热用厂用电量：纯供热厂用电量+发电、供热厂用电量*热电分摊比发电用厂用电量：纯发电厂用电量+发电、供热厂用电量*（1-热电分摊比）纯发电厂用电量：循环水泵、凝结水泵等纯供热厂用电量：热网水泵、热网疏水泵等提高电厂热经济性的途径提高初参数降低终参数采用回热采用再热采用热电联产蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响对循环热效率的影响对汽轮机相对内效率的影响对机组效率的影响对全厂效率的影响提高初参数的技术限制蒸汽终参数对电厂热经济性的影响排汽压力对循环热效率的影响排汽压力对汽轮机相对内效率的影响排汽压力对机组热经济性的影响排汽压力对电厂热经济性的影响降低排汽压力的限制01TTct给水回热加热作用：提高给水温度减小冷源损失给水回热过程的主要参数回热级数回热加热分配给水最终加热温度回热经济性分析：回热作功比蒸汽中间再热再热的目的提高蒸汽初压、降低排汽压力，使湿度增大，降低内效率，危及安全，蒸汽再热是保证汽轮机最终湿度在允许范围内有效措施。再热参数选择合适，再热是进一步提高初压和热经济性的重要手段。再热参数再热温度再热压力再热压损火电厂技术经济指标体系火力发电厂的技术经济指标体系是指影响火力发电厂锅炉、汽轮机、发电机设备及其整个系统经济性能的全部技术经济指标。分为四级：一级指标：发电厂热力经济性的总指标——供电煤耗率等；二级指标：供电量、发电煤耗率、燃料等指标；三级指标：发电量、厂用电率、汽机效率、锅炉效率、管道效率等指标；四级指标：汽轮机、锅炉、辅机设备、热力系统和燃料质量、数量的各项小指标。一级指标（供电煤耗率）供电煤耗水平是发电厂各方面工作总的反映。包括：设备健康、检修工艺、检修质量、运行操作、专业管理、燃料管理、节能管理等多方面的工作水平。发电厂单元机组供电煤耗水平与供电量、厂用电率、发电煤耗率和燃料管理水平等有关。全厂供电煤耗水平：一是与单元机组供电煤耗水平有关，二是与单元机组供电量权数构成比例有关。特别是机组参数、单机容量相差较大时单元机组供电量权数变化对供电煤耗率的影响。供电煤耗率计算方法供电煤耗率＝供电煤耗率＝计算期供电量发电用标准煤量厂用电率发电煤耗率1二级指标（厂用电率）厂用电率：是指发电厂发电辅机设备的自用电量占发电量的比例。单位：％。厂用电率变化0.25％(百分点)左右影响发电煤耗变化1g/kW·h。厂用电率计算公式为：厂用电率＝×100（％）计算期发电量厂用电量影响厂用电率的主要指标磨煤机单耗、磨煤机耗电率排粉机单耗、排粉机耗电率给水泵单耗、给水泵耗电率送风机单耗、送风机耗电率吸风机单耗、吸风机耗电率循环水泵耗电率输煤(燃油)系统耗电率除灰系统耗电率磨煤机单耗：是指磨煤机每磨制一吨煤粉所耗用的电量。单位：kWh/t(煤)。表示磨煤机运行的经济性。与煤的可磨性系数，磨煤机装球量、装煤量，磨煤机出、入口压差，磨煤机出口温度，磨煤、制粉系统设备效率及健康水平，运行人员调整操作水平、监盘质量等有关磨煤机单耗＝计算期磨煤量磨煤机耗电量磨煤机耗电率。是指磨煤机磨煤粉所耗用的电量占计算期发电量的比例。单位：％。表示电厂燃用煤粉的经济性。除与影响磨煤机单耗的因素有关外，还与燃料质量，主、辅机设备、系统的经济性能有关。磨煤机耗电率＝×100(％)计算期磨煤量磨煤机耗电量给水泵单耗：是指给水泵每给锅炉供一吨水所耗用的电量。表示给水泵及其给水系统的运行经济性，与给水泵效率、给水系统阻力、系统运行调整方式、运行人员调整操作水平等有关。单位：kWh/t(水)。给水泵单耗＝（kW•h/t)计算期给水量给水泵耗电量送风机单耗：指送风机在锅炉生产一吨蒸汽时所耗用的电量。单位：kWh/t(汽)。表示送风机及其系统的运行的经济性。与送风机效率，送风系统阻力，空气预热器及风系统设备的健康水平以及各送风调整门开度、阻力等有关。送风机单耗＝（kW•h/t)计算期蒸汽量送风机耗电量二级指标（发电煤耗率）发电煤耗率表示发电厂热力设备、热力系统的运行经济性。单元发电机组的发电煤耗率与锅炉效率、汽机效率、管道效率有关。全厂发电煤耗率水平除与单元发电机组的发电煤耗率水平有关外，还与单元机组发电量权数有关。正平衡计算方法：发电煤耗率＝（g/kWh）反平衡计算方法：发电煤耗率=(kg/kwh)发电煤耗率＝(kg/kwh)计算期发电量发电用标准煤量计算器发电量锅炉反平衡效率锅炉产出热量2.29271电厂效率123.0三级指标（锅炉效率）锅炉正平衡效率：指锅炉产出热量与计算期皮带秤称重的锅炉耗用煤量的热值的比例。：锅炉反平衡效率＝100－（排烟损失(％)+化学未完全燃烧损(％)+机械未完全燃烧损失(％)+散热损失(％)+灰渣物理热损失(％)）锅炉效率变化0.18％～0.28％(百分点)影响发电煤耗率相应变化1g/kW•h。100入炉燃料低位热值计算期锅炉耗用煤量锅炉产出热量锅炉正平衡效率＝锅炉设备及系统的技术经济指标主蒸汽压力，主蒸汽温度再热蒸汽压力，再热蒸汽温度锅炉入风温度:是指送风机入口的进风温度氧量:计算排烟损失的氧量应是空气预热器烟气出口处(空气预热器空气入口后)的氧量,锅炉出口氧量变化1％(百分点)，约影响锅炉效率变化0．46％(百分点)，影响发电煤耗变化1.6g/kW•h左右。排烟温度锅炉尾部烟道漏风系数与漏风率化学未完全燃烧损失锅炉设备及系统的技术经济指标（续）飞灰含碳量，灰渣含碳量入炉煤低位热量入炉煤挥发分入炉煤灰分入炉煤水分煤粉细度氧量对锅炉效率的影响计算排烟损失的氧量应是空气预热器烟气出口处(空气预热器空气入口后)的氧量,锅炉出口氧量变化1％(百分点)，约影响锅炉效率变化0．46％(百分点)，影响发电煤耗变化1.6g/kW•h左右。锅炉尾部烟道漏风系数与漏风率空气预热器漏风系数计算：漏风率：'''＝空气预热器入口氧量2121'空气预热器出口氧量2121''％（％）％＝9090'''''排烟温度影响分析排烟温度是锅炉运行中，可控的一个综合性指标。它在很大程度上体现了锅炉燃烧时通风量是否合理，如果通风量不合适，炉膛温度偏低，炉膛吸热呈四次方减少，则排烟温度升高，降低锅炉运行经济性，浪费燃料；锅炉尾部烟道、空气预热器漏风等都会使排烟温度降低，排烟温度低于露点，则空气预热器低温段将发生结露、堵灰腐蚀，以至造成损坏设备。排烟温度升高1T，影响锅炉效率降低0.041％(百分点)左右，影响煤耗升高0.14g/kW•h。排烟损失计算公式如下：排烟损失＝系数×(排烟温度—送风机入口温度)系数＝37.01007.41145.3排烟温度测点处氧量汽轮机效率及其指标汽轮机效率：全称是汽轮发电机绝对电效率。专业上一般简称汽轮机效率。日常也常用汽轮机热耗率表示汽轮机效率变化0.08％-0.14％(百分点)左右，影响发电煤变化1g/kW•h。影响值大、小与机组容量、参数、效率等有关（下同)。汽轮机负荷变化1万kW•h影响汽机效率变化0.305％(百分点)左右，影响发电煤耗变化3g/kW•h左右。全厂综合汽轮机效率变化除与汽轮机组效率水平有关外，还与单元机组发电量权数变化有关％汽轮机热耗率汽轮机效率＝1003600汽轮机设备及系统的技术经济指标主汽压力：是指汽轮机主汽门前的蒸汽压力，汽轮发电机组在额定负荷下运行，主蒸汽压力降低1MPa使汽轮机效率降低0.2％(百分点)左右，影响发电煤耗升高1.4g/kW•h左右。主汽温度：主蒸汽温度降低1、，影响汽轮机效率降低0.013％(百分点)左右，影响发电煤耗升高0.11g/kW•h。速度级压力。是汽轮机进汽量的反映，也是汽轮机运行经济性的反映。是分析汽轮机运行经济性的一个重要依据。再热蒸汽压力降：指高压缸排汽压力至中压缸进汽压力间的压力降低值再热蒸汽温度：指进入汽轮机中压缸前的蒸汽温度，再热蒸汽温度降低1℃，影响汽轮机效率降低0.011％左右，影响发电煤耗升高0.19g/kW•h左右。给永温度。是指汽轮机回热系统末级高压加热器出口的给水温度。一般情况下给水温度降低1℃，影响汽轮机效率降低0.011％(百分点)左右，影响发电煤耗率升高0.16/kW.h。高加投入率：是指汽轮机回热系统的高压加热器运行小时与计算期汽轮机运行小时的比例。单位：％。与检修工艺、检修质量、高压加热器启动方式、运行操作水平、运行中给水压力的稳定程度等有关循环水入口温度：是指进入汽轮机凝汽器前的循环水温度，一般情况下循环水温度变化1t影响煤耗变化1g/kW•h左右，约等于8-10℃主蒸汽温度变化对煤耗的影响值；当循环水温度升高，并使排汽温度或凝汽器真空达到极限值而限制汽轮发电机组负荷时，这种情况下1℃循环水温度影响煤耗升高3.5g/kW•h以上。与循环水塔清洁程度、冷却效率、循环水塔水量分配、调整等有关。循环水温升：主要与循环水泵出力、循环水系统阻力、凝汽器铜管结垢、堵杂物造成的循环水量变化有直接关系。循环水温升变化对运行经济性——煤耗的影响值同循环水入口温度凝汽器端差：是指汽轮机排汽温度与凝汽器循环水出口温度的差值。单位：℃。是发电厂运行经济性的一个十分重要指标之一。与凝汽器真空系统严密性和凝汽器铜管结垢、堵杂物有关。凝汽器端差变化对运行经济性——煤耗的影响值同循环水入口温度。计算公式为：凝汽器端差＝排汽温度－循环水出口温度(℃)凝汽器真空度：是指凝汽器内的压力比工程大气压力低(小)的程度。单位：％。是表示凝汽器运行经济性的一个综合性的重要指标。是凝汽器真空度与汽轮机排汽温度相对应的指标。凝汽器真空度是汽轮机凝汽器运行经济性的一个综合指标，它是循环水入口温度、循环水温升、凝汽器端差、凝汽器漏真空速度等因素影响的一个综合性指标。凝汽器真空度变化1个百分点，约影响汽机效率变化0.305％左右，影响煤耗变化3g/kW·h。计算公式为：%100kPa1.981）大