3热电厂的经济性及供热系统解析
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新蒸汽量D0包括： 凝汽汽流Dc
D0, h0 ~
Boiler
分产供热汽流Dh,b
联产供热汽流Dh,t
Qtp
Dh,b
Dh,t
Dc Dh
回热抽汽汽流Dr
• D0=DC+ Dh,b+ Dh,t+ Dc
Dr
热 用 户
• Qtp=Qc+Qh,b+ Qh,t+ Qc
（２）总热耗量的分配的实质
Qtp Btp q l Qb Q0
一、热负荷及其载热质
1、热负荷分类
季节性热负荷——用热量主要与气候有关 • 采暖 • 通风 • 空调
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
2 热负荷图
——反映热负荷随室外温度或时间的变化 （1）全日热负荷图
Qh(GJ/h)
Qt,max(GJ/h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 住宅区典型热水供应全日热负荷图
减温减压器的供热量： 供热总的热耗量：
Q
b tp( h )
) Dh,b (hb hb
b p
t b Dtp( h) Qtp Q ( h) tp( h)
发电的热耗量：
分析：
Dtp(e) Dtp Qtp( h)
冷源损失 Dh,t (hc hc ) 全部由发电承担
三、热电厂的热经济性指标
h
热 负 荷
1 2
3 4
5 6
7
8 9
10 11
12
月份
年生产热负荷曲线
（2）热负荷随室外温度变化图
Qh,GJ/h
总热负荷
供暖热负荷 冬季通风热负荷 热水供应热负荷
t,℃
+5
0
-5
-10
-15
-20
住宅区热负荷随室外温度的变化示意图
二、载热质及其选择
热网 ——将热能由热源通过管网输送给热用户的系统 供热系统 ——热源、热网、用户引入口及局部用热系统 热网分类
热量法——热电厂总热耗按产品数量比例进行分配
热电厂总热耗： 供热热耗：
Qtp Btp qnet Qtp( h ) Qh
b p
Q0
b p
分析(以背压式机组为例)：
能量平衡式：
汽轮机内效率：
Q0 Wi Qh Q(e) Qh
Wi Q( e) i 1 Q( e) Q(e)
• 总的热经济指标
– 燃料利用系数 – 热化发电率
• 分项热经济性指标
– 发电方面的指标 – 供热方面的指标
• 热电厂的燃料节省量
1、热电厂的燃料利用系数η
tp
——热电厂对外供电、热之和与输入能量之比
tp
各型机组η
tp：
3600W Qh Qtp
• 数量利用指标 • 估算燃料消耗 量
• 凝汽式机组：0.4
T
B
G
B
G
热用户
凝汽式发电厂
热电厂
T B
T
G
热用户
背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）
T B
T
G
C
热用户
调节抽汽式热电联产循环
热电联产发展现状
联产机组占同容量火电机组的份额
– 发达国家：>60%
– 中国：20%左右
我国政府发展热电联产的政策
– 发改委启动“十一五十大重点节能工程”之一
热量法特点：
• 从热能数量利用分配热耗，不考虑热能质量差别； • 供热热耗量Qtp(h)是几种方法中最大的； • 好处归电（联产发电部分没有冷源热损失）
Biblioteka Baidu
实际焓降法
——按联产供热抽汽汽流在汽轮机少做的功（实际焓降不足） 与新蒸汽实际焓降的比例分配热耗量 Dh,t (hh hc ) t 分配给联产供热的热耗量： Qtp( h) Qtp D (h h ) 0 0 c
某城市 • 电负荷：43,800 万度电/年 • 热负荷：8,032,920 GJ/年 两种生产方式：
–热电联产：500MW抽汽供热机组 –热电分产：300MW发电机组、20t/h供热锅炉
联产方式节煤：20,230吨/年（标煤） 节约资金：8,092,000元
（二）热电厂总热耗能的分配 （１）总热耗量Qtp分析
– 目标：2010年
• 城市集中供热普及率由2002年的27%提高到40% • 新增供暖热电联产机组4000万千瓦 • 年节能能力3500万吨标准煤
我国热电联产发展
年份 6MW 以上 供热机组台 数 6MW 以上 供热机组容 量（MW） 1998 1313 2001 1606 2003 2121 2004 － 2005 －
24939
32240
43690
64170
91554
占火电装机 份额％
12.7
13.37
15.7
19.75
23.8
热电联产存在问题
• 热电发展速度过快，供热负荷不落实，名为 热电，实为火电 • 配套热网建设滞后，集中供热无法同步实施
• 现有热电厂凝结水回收少，水资源浪费严重 （<10%） • 冬季环境效益明显，夏季环境影响增大
热 用 户
适用：稳定工业热负荷
背压汽轮机热电联产系统
抽汽供热汽轮机热电联产系统
~
Boiler
热 用 户
优点：可在一定范围内调整热负荷与电负荷 缺点：有冷源损失
热电联产特点： – 同时对用户供应电能和热能； – 热能来自汽轮机中做过功的蒸汽； – 能量的梯级利用； – 节约能源，环保有利
热电联产应用实例
封闭式系统
载热质回收
水网
半封闭式系统 开放式系统
载热质类型
汽网
二、热电联合生产及热电厂总热耗量的分配
（一）热电联合生产
热电分产 —— 只生产电能或热能一种能量
热 用 户
~
热 用 户
~
分散供热、分产电
集中供热、分产电
热电联产 ——热电厂中同一股蒸汽汽流先发电后供热
优点：无冷源损失
~
B
缺点：以热定电
第三章 热电厂的经济性及其供热系统
• 热负荷及其载热质
• 热电联合生产及热电厂总热耗量的分配
• 热电厂主要热经济性指标与热电联产节约燃料条件
• 热电厂的热化系数与供热式机组的选型
• 热电厂的供热系统
一、基本概念 凝汽式发电厂： 只发电 热电厂： 分散供热： 集中供热： 发电和供热 小锅炉供应 热电厂或区域性大锅炉房
kJ/h
b
b p
kJ/h
Qtp Qtp( h ) Qtp( e )
Btp Q tp ql Q tp ( h ) Q tp ( e ) ql
kg/h
Btp ( h ) Btp ( e )
思路：先求供热所分配的热耗Qtp(h)和煤耗Btp(h)
（3）热电厂总热耗量的分配方法 1）热电联产效益归电法：热量法 2）热电联产效益归热法：实际焓降法 3）热电联产效益折中分配法：做功能力法 净效益法
D0, h0 ~
Boiler
分产供热汽流Dh,b
联产供热汽流Dh,t
Qtp
Dh,b
Dh,t
Dc Dh
回热抽汽汽流Dr
• D0=DC+ Dh,b+ Dh,t+ Dc
Dr
热 用 户
• Qtp=Qc+Qh,b+ Qh,t+ Qc
（２）总热耗量的分配的实质
Qtp Btp q l Qb Q0
一、热负荷及其载热质
1、热负荷分类
季节性热负荷——用热量主要与气候有关 • 采暖 • 通风 • 空调
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
2 热负荷图
——反映热负荷随室外温度或时间的变化 （1）全日热负荷图
Qh(GJ/h)
Qt,max(GJ/h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 住宅区典型热水供应全日热负荷图
减温减压器的供热量： 供热总的热耗量：
Q
b tp( h )
) Dh,b (hb hb
b p
t b Dtp( h) Qtp Q ( h) tp( h)
发电的热耗量：
分析：
Dtp(e) Dtp Qtp( h)
冷源损失 Dh,t (hc hc ) 全部由发电承担
三、热电厂的热经济性指标
h
热 负 荷
1 2
3 4
5 6
7
8 9
10 11
12
月份
年生产热负荷曲线
（2）热负荷随室外温度变化图
Qh,GJ/h
总热负荷
供暖热负荷 冬季通风热负荷 热水供应热负荷
t,℃
+5
0
-5
-10
-15
-20
住宅区热负荷随室外温度的变化示意图
二、载热质及其选择
热网 ——将热能由热源通过管网输送给热用户的系统 供热系统 ——热源、热网、用户引入口及局部用热系统 热网分类
热量法——热电厂总热耗按产品数量比例进行分配
热电厂总热耗： 供热热耗：
Qtp Btp qnet Qtp( h ) Qh
b p
Q0
b p
分析(以背压式机组为例)：
能量平衡式：
汽轮机内效率：
Q0 Wi Qh Q(e) Qh
Wi Q( e) i 1 Q( e) Q(e)
• 总的热经济指标
– 燃料利用系数 – 热化发电率
• 分项热经济性指标
– 发电方面的指标 – 供热方面的指标
• 热电厂的燃料节省量
1、热电厂的燃料利用系数η
tp
——热电厂对外供电、热之和与输入能量之比
tp
各型机组η
tp：
3600W Qh Qtp
• 数量利用指标 • 估算燃料消耗 量
• 凝汽式机组：0.4
T
B
G
B
G
热用户
凝汽式发电厂
热电厂
T B
T
G
热用户
背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）
T B
T
G
C
热用户
调节抽汽式热电联产循环
热电联产发展现状
联产机组占同容量火电机组的份额
– 发达国家：>60%
– 中国：20%左右
我国政府发展热电联产的政策
– 发改委启动“十一五十大重点节能工程”之一
热量法特点：
• 从热能数量利用分配热耗，不考虑热能质量差别； • 供热热耗量Qtp(h)是几种方法中最大的； • 好处归电（联产发电部分没有冷源热损失）
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实际焓降法
——按联产供热抽汽汽流在汽轮机少做的功（实际焓降不足） 与新蒸汽实际焓降的比例分配热耗量 Dh,t (hh hc ) t 分配给联产供热的热耗量： Qtp( h) Qtp D (h h ) 0 0 c
某城市 • 电负荷：43,800 万度电/年 • 热负荷：8,032,920 GJ/年 两种生产方式：
–热电联产：500MW抽汽供热机组 –热电分产：300MW发电机组、20t/h供热锅炉
联产方式节煤：20,230吨/年（标煤） 节约资金：8,092,000元
（二）热电厂总热耗能的分配 （１）总热耗量Qtp分析
– 目标：2010年
• 城市集中供热普及率由2002年的27%提高到40% • 新增供暖热电联产机组4000万千瓦 • 年节能能力3500万吨标准煤
我国热电联产发展
年份 6MW 以上 供热机组台 数 6MW 以上 供热机组容 量（MW） 1998 1313 2001 1606 2003 2121 2004 － 2005 －
24939
32240
43690
64170
91554
占火电装机 份额％
12.7
13.37
15.7
19.75
23.8
热电联产存在问题
• 热电发展速度过快，供热负荷不落实，名为 热电，实为火电 • 配套热网建设滞后，集中供热无法同步实施
• 现有热电厂凝结水回收少，水资源浪费严重 （<10%） • 冬季环境效益明显，夏季环境影响增大
热 用 户
适用：稳定工业热负荷
背压汽轮机热电联产系统
抽汽供热汽轮机热电联产系统
~
Boiler
热 用 户
优点：可在一定范围内调整热负荷与电负荷 缺点：有冷源损失
热电联产特点： – 同时对用户供应电能和热能； – 热能来自汽轮机中做过功的蒸汽； – 能量的梯级利用； – 节约能源，环保有利
热电联产应用实例
封闭式系统
载热质回收
水网
半封闭式系统 开放式系统
载热质类型
汽网
二、热电联合生产及热电厂总热耗量的分配
（一）热电联合生产
热电分产 —— 只生产电能或热能一种能量
热 用 户
~
热 用 户
~
分散供热、分产电
集中供热、分产电
热电联产 ——热电厂中同一股蒸汽汽流先发电后供热
优点：无冷源损失
~
B
缺点：以热定电
第三章 热电厂的经济性及其供热系统
• 热负荷及其载热质
• 热电联合生产及热电厂总热耗量的分配
• 热电厂主要热经济性指标与热电联产节约燃料条件
• 热电厂的热化系数与供热式机组的选型
• 热电厂的供热系统
一、基本概念 凝汽式发电厂： 只发电 热电厂： 分散供热： 集中供热： 发电和供热 小锅炉供应 热电厂或区域性大锅炉房
kJ/h
b
b p
kJ/h
Qtp Qtp( h ) Qtp( e )
Btp Q tp ql Q tp ( h ) Q tp ( e ) ql
kg/h
Btp ( h ) Btp ( e )
思路：先求供热所分配的热耗Qtp(h)和煤耗Btp(h)
（3）热电厂总热耗量的分配方法 1）热电联产效益归电法：热量法 2）热电联产效益归热法：实际焓降法 3）热电联产效益折中分配法：做功能力法 净效益法