《能源动力装置基础》11a

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1、1任课教师：华中科技大学 能源学院 2008.10能源动力装置基础2第十一章第十一章 发电厂系统及其他动力装置发电厂系统及其他动力装置第一节第一节 火电厂热力系统与火电厂热力系统与 经济性分析经济性分析第第 二二 节节 联联 合合 动动 力力 循循 环环第第 三三 节节 核核 能能 发发 电电第第 四四 节节 水电站水电站第第 五五 节节 其其 他他 型型 式式 的的 发发 电电 厂厂第六节第六节 太太 阳阳 能能 的的 利利 用用3 在火电厂中，是用煤、石油、天然气作为在火电厂中，是用煤、石油、天然气作为，以水蒸汽作为，以水蒸汽作为的蒸汽动力循环。的蒸汽动力循环。为了充分利用燃料燃烧时放出的

2、热能，应根为了充分利用燃料燃烧时放出的热能，应根据热力学原理，从据热力学原理，从热功转换热功转换的效果上来进行的效果上来进行研究，考查其研究，考查其热效率热效率。4 首先从首先从的的水蒸汽动力循环水蒸汽动力循环进行分析，然后再分析经过改进以后进行分析，然后再分析经过改进以后的的的水蒸汽动力循环。的水蒸汽动力循环。（一）（一）火电厂蒸汽动力装置循环火电厂蒸汽动力装置循环朗肯循环朗肯循环1 1，朗肯循环，朗肯循环 根据热力学第二定律，根据热力学第二定律，卡诺循环卡诺循环的热效率是最高的。但实际上所采用的热效率是最高的。但实际上所采用的是最简单的蒸汽动力装置理想循的是最简单的蒸汽动力装置理想循环环朗

3、肯循环朗肯循环。它由。它由和和所组成。如图所组成。如图11-111-1所示。所示。52 2，朗肯循环的组成，朗肯循环的组成锅炉锅炉，煤在炉中燃烧、放热，水在锅炉，煤在炉中燃烧、放热，水在锅炉 中定压吸热、汽化为中定压吸热、汽化为饱和蒸汽饱和蒸汽。过热器过热器，饱和蒸汽在其中吸热成为，饱和蒸汽在其中吸热成为过热蒸汽过热蒸汽。汽轮机汽轮机，蒸汽在汽轮机膨胀、作功、乏汽排出。，蒸汽在汽轮机膨胀、作功、乏汽排出。凝汽器凝汽器，乏汽进入凝汽器并凝结、放出，乏汽进入凝汽器并凝结、放出潜热潜热。给水泵给水泵，将凝结水提高压力并泵入锅炉，完成一个循环。，将凝结水提高压力并泵入锅炉，完成一个循环。6 图111

4、b、c、d中分别给出了朗肯循环在p-v图、T-s图、h-s图上的表示。4-1 4-1为为，(水在锅炉、过热器的吸热、汽化和过热过程，水在锅炉、过热器的吸热、汽化和过热过程，由饱和水变成过热蒸汽由饱和水变成过热蒸汽)。1-21-2为为。如果忽略摩擦与散热，可简化为一。如果忽略摩擦与散热，可简化为一(等熵过程等熵过程)。2-32-3过程为乏汽在凝汽器中的过程为乏汽在凝汽器中的（也定温）（也定温）(蒸汽凝结蒸汽凝结成为饱和水成为饱和水)。3-4 3-4为为它由给水泵把它由给水泵把水压入锅炉的压缩过程水压入锅炉的压缩过程)。若忽略。若忽略摩擦与散热，摩擦与散热，可将一个实际不可逆可将一个实际不可逆循环

5、简化为一个理想可逆等熵压缩循环简化为一个理想可逆等熵压缩过程。过程。热电厂热电厂都是在都是在朗肯循环朗肯循环的基础上的基础上进进行改进后行改进后得到的。得到的。7 这种最这种最简单的蒸汽动力装置循环简单的蒸汽动力装置循环（理想的朗肯循环）的（理想的朗肯循环）的热效率热效率是不高的是不高的（）。蒸汽在锅炉中的）。蒸汽在锅炉中的吸热量（吸热量（Q Q。）只有一小部分转化为汽轮机的）只有一小部分转化为汽轮机的作功作功；而大部分热量（；而大部分热量（潜热潜热）作为）作为冷源损失冷源损失在凝汽器中为循环水所带走。如在凝汽器中为循环水所带走。如图图11-211-2所示，用热力学第一定律对最简单的蒸汽动力装

6、置循环进行分析的结所示，用热力学第一定律对最简单的蒸汽动力装置循环进行分析的结果，就可以形象地用能流图表示。果，就可以形象地用能流图表示。3 3，理想朗肯循环的，理想朗肯循环的热效率热效率 图11-2 能量在各设备中的 利用和损失8 提高蒸汽动力装置循环的热效率，具有很重大的意义。为了提高热效率，应提高蒸汽动力装置循环的热效率，具有很重大的意义。为了提高热效率，应 （1 1）尽可能的减少）尽可能的减少散热、排烟散热、排烟的外部能量损失；的外部能量损失；（2 2）从）从设计设计、制造制造和和运行运行等诸方面着手，提高汽轮机的内效率；等诸方面着手，提高汽轮机的内效率；（3 3）提高蒸汽在锅炉的）提

7、高蒸汽在锅炉的平均吸热温度平均吸热温度，减少蒸汽与烟气间温差传热造成的损失；，减少蒸汽与烟气间温差传热造成的损失；（4 4）降低汽轮机）降低汽轮机排汽压力（温度）排汽压力（温度），减少蒸汽与冷却水温差传热造成的损失，减少蒸汽与冷却水温差传热造成的损失 。在以上几个方面，提高蒸汽在锅炉中的在以上几个方面，提高蒸汽在锅炉中的平均吸热温度平均吸热温度最为重要。具体做法是：最为重要。具体做法是：提高提高蒸汽初参数蒸汽初参数再热蒸汽参数再热蒸汽参数 采用采用回热系统回热系统等；等；在此基础上，再配合在此基础上，再配合中间再热循环中间再热循环 采用采用热电联产、蒸汽热电联产、蒸汽燃气联合循环燃气联合循环等

8、措施等措施4 4，提高蒸汽动力装置循环的热效率，提高蒸汽动力装置循环的热效率9（二）（二）回热循环回热循环1 1，给水回热循环的采用，给水回热循环的采用 在朗肯循环中，造成热效率低的主要原因是工质在朗肯循环中，造成热效率低的主要原因是工质平均吸热温度平均吸热温度。为了提高蒸汽平均吸热温度，除了。为了提高蒸汽平均吸热温度，除了提提高蒸汽初参数高蒸汽初参数之外，另一种办法是之外，另一种办法是改善吸热过程改善吸热过程。如图。如图11-11-3 3所示，所示，4-5-14-5-1为蒸汽的吸热过程，而为蒸汽的吸热过程，而4-54-5为其为其，是，是整个吸热过程中整个吸热过程中段。段。图11-3 朗肯循环

9、的Ts图 如果把这一如果把这一低温吸热段低温吸热段加以改进提高，则循环的加以改进提高，则循环的平均吸热温度平均吸热温度将提高。将提高。改进的最好的办法是采用改进的最好的办法是采用给水回热给水回热。就是把汽轮机中作过功的蒸汽，逐级就是把汽轮机中作过功的蒸汽，逐级抽出来加热给水，抽出来加热给水，减少冷源损失减少冷源损失，同时，同时提高锅炉给水温度提高锅炉给水温度（提高蒸汽平均（提高蒸汽平均吸热温度），则吸热温度），则提高了循环热效率提高了循环热效率。102,2,实际回热循环实际回热循环 实际回热循环实际回热循环如图如图11-411-4，是从，是从汽轮机汽轮机的不同的不同的级逐级抽出部分作过功的蒸汽

10、，在的级逐级抽出部分作过功的蒸汽，在加热器加热器中加热中加热给水，提高给水，提高锅炉锅炉进水温度进水温度，减少蒸汽在低温吸热段，减少蒸汽在低温吸热段的的吸热吸热，这种循环称为，这种循环称为给水回热加热循环给水回热加热循环。图11-4 实际回热循环是一种表面式热交换器是一种表面式热交换器在在汽轮机汽轮机中有中有两种。两种。位于位于给水泵给水泵前前的为低压加热器，的为低压加热器，位于位于给水泵给水泵后后的为高压加热器。的为高压加热器。是汽轮机的重要辅助设备。在汽轮机中作过功的乏汽进是汽轮机的重要辅助设备。在汽轮机中作过功的乏汽进入凝汽器内凝结成水，放出汽化潜热（入凝汽器内凝结成水，放出汽化潜热（）

11、，），经过凝结水泵、经过凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器，最后进入低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器，最后进入锅炉锅炉重新吸热汽化重新吸热汽化成成蒸汽蒸汽。11 采用给水回热加热循环，可以提高循环的热效率。同时也增加了设备（加采用给水回热加热循环，可以提高循环的热效率。同时也增加了设备（加热器、管道、阀门、水泵等），使系统复杂，投资增加。但有利是主要的：热器、管道、阀门、水泵等），使系统复杂，投资增加。但有利是主要的：1 1）回热抽汽可使汽轮机）回热抽汽可使汽轮机进汽量增加进汽量增加，而，而排汽量减少排汽量减少。对提高效率、改善末级。对提高效率、改善末级的设计都是有好处的；

12、的设计都是有好处的；2 2）由于热效率的提高，）由于热效率的提高，锅炉热负荷减少锅炉热负荷减少，可以，可以减少锅炉的受热面减少锅炉的受热面，节约部分，节约部分金属材料；金属材料；3 3）由于凝汽量的减少，可以）由于凝汽量的减少，可以减少凝汽器的换热面减少凝汽器的换热面，节约大量的铜材。，节约大量的铜材。3,3,给水回热加热循环的给水回热加热循环的12（三）中间再热循环（三）中间再热循环1 1，中间再热循环的采用，中间再热循环的采用 提高蒸汽初压，可以提高循环热效率。但是，蒸汽初压的提高，将会引起：提高蒸汽初压，可以提高循环热效率。但是，蒸汽初压的提高，将会引起：乏汽的乏汽的，对汽轮机的工作产生

13、不利影响。，对汽轮机的工作产生不利影响。如果同时提高蒸汽的初压和初温，又要受到金属如果同时提高蒸汽的初压和初温，又要受到金属的限制。的限制。为了解决这一问题，为了解决这一问题，采用蒸汽中间再过热采用蒸汽中间再过热的办法。的办法。采用采用中间再热中间再热，就是让新，就是让新蒸汽蒸汽首先进入汽轮机高压首先进入汽轮机高压部分部分膨胀作功膨胀作功，到某一中间压力时，到某一中间压力时，送到锅炉的再热器中送到锅炉的再热器中再过热再过热，然后再送到汽轮机的，然后再送到汽轮机的中、低压部分继续膨胀作功，如图中、低压部分继续膨胀作功，如图11-511-5所示。经再所示。经再热后，膨胀末了的热后，膨胀末了的乏汽的

14、干度明显增大乏汽的干度明显增大。这样，就。这样，就避免了提高初压或者同时提高初压、初温而带来的避免了提高初压或者同时提高初压、初温而带来的困难。困难。图11-513 对图对图11-5b11-5b的的T-sT-s图作分析。图中，图作分析。图中，1-2-3-4-1 1-2-3-4-1 为为基本循环基本循环，B-A-2-2-B-A-2-2-B B为为再热附加循环再热附加循环。当再热温度与新蒸汽温度相同时，当。当再热温度与新蒸汽温度相同时，当终参数一样终参数一样，只要，只要再再热压力热压力不太低，则附加循环的不太低，则附加循环的平均吸热温度平均吸热温度将高于基本循环的将高于基本循环的平均吸热温度平均吸

15、热温度。这样，这样，总的平均吸热温度总的平均吸热温度就变高了，则总的热效率得到提高。就变高了，则总的热效率得到提高。2，再热对循环热效率的影响再热对循环热效率的影响图11-5b 再热压力选定再热压力选定如果如果再热压力再热压力选得选得，能使热效率得到，能使热效率得到；如果再热压力选得如果再热压力选得，则使热效率将会则使热效率将会。如果再热压力选得如果再热压力选得过高过高，附加循环的吸热量减少，附加循环的吸热量减少，使整个循环的热效率减弱。使整个循环的热效率减弱。因此要找一个因此要找一个最佳的再最佳的再热压力。热压力。根据设计和运行的经验取根据设计和运行的经验取之间。之间。141 1，热电循环的

16、采用，热电循环的采用 虽然对基本蒸汽动力循环加了回热系统和再热系统，但热效率虽然对基本蒸汽动力循环加了回热系统和再热系统，但热效率。这是因为乏汽排入凝汽器，在其中。这是因为乏汽排入凝汽器，在其中、。而这一热量（低位）。而这一热量（低位）占工质在锅炉中占工质在锅炉中，完全作为，完全作为被排放。被排放。这部分热能数量、温度低，不能再进一步转化为机械功。但在一定条件下，这部分热能数量、温度低，不能再进一步转化为机械功。但在一定条件下，这种低位热能是可以得到利用的。这种低位热能是可以得到利用的。热电循环热电循环就是利用就是利用生产生产将作过功的部分或者全部蒸汽引出，送热用户，作为将作过功的部分或者全部

17、蒸汽引出，送热用户，作为或或。如图如图11-611-6的的T-ST-S图中，把图中，把的理想热力循环的理想热力循环与与的循环相比。在凝汽机中，与的循环相比。在凝汽机中，与1-a-e-2-11-a-e-2-1所围所围的面积的面积全部损失。而提高排全部损失。而提高排汽压力的背压机，同时发电、供暖，汽压力的背压机，同时发电、供暖，几乎全部（的面积）得到充分利用。几乎全部（的面积）得到充分利用。图11-6152 2，热电循环有两种形式，热电循环有两种形式：（1 1）背压式汽轮机背压式汽轮机（如图如图11-711-7）背压机是最简单的热电循环。背压机的排汽背压机是最简单的热电循环。背压机的排汽全部送热用

18、户，全部送热用户，。其缺点在于。其缺点在于不能同时满足热、电两负荷的要求不能同时满足热、电两负荷的要求。（2 2）抽汽供热式汽轮机抽汽供热式汽轮机 （图（图11-811-8）为了避免背压机的缺点，热电厂大多为了避免背压机的缺点，热电厂大多采用抽汽供热式汽轮机。有采用抽汽供热式汽轮机。有一次调节抽汽一次调节抽汽和和二次调节抽汽式汽轮机二次调节抽汽式汽轮机的热电循的热电循环。它们能环。它们能，也能，也能要求的用要求的用户。但户。但。进入汽轮机的蒸汽，在其中膨胀作功，在某一（或者两。进入汽轮机的蒸汽，在其中膨胀作功，在某一（或者两处）中间级被抽出来，送到热用户。最后还有部分蒸汽排入凝汽器内，放出处）

19、中间级被抽出来，送到热用户。最后还有部分蒸汽排入凝汽器内，放出潜热。所以，其热效率要比背压式汽轮机低。潜热。所以，其热效率要比背压式汽轮机低。图11-7 背压机 图11-816 图图11111010为凝汽式燃煤电厂基本生产流程示意图。为凝汽式燃煤电厂基本生产流程示意图。主要设备主要设备:有锅炉、汽轮机和发电机；有锅炉、汽轮机和发电机；主要主要辅助设备辅助设备：锅炉给水泵、除氧器、送风机、引风机、磨煤机和除尘设备；：锅炉给水泵、除氧器、送风机、引风机、磨煤机和除尘设备；汽轮机凝汽器、加热器、凝结泵、循环水泵。汽轮机凝汽器、加热器、凝结泵、循环水泵。电气部分设备电气部分设备:主要有发电机、变压器及

20、开关、母线、电缆、熔断器等。主要有发电机、变压器及开关、母线、电缆、熔断器等。主要系统主要系统：输煤系统、制粉系统、锅炉燃烧系统、除尘除灰系统、汽水系统、：输煤系统、制粉系统、锅炉燃烧系统、除尘除灰系统、汽水系统、发电发电 机及其电气系统。机及其电气系统。燃料在锅炉内燃烧，将燃料在锅炉内燃烧，将转变为高温、高压蒸汽的转变为高温、高压蒸汽的；蒸汽在汽轮机内膨胀作功，将热能转变为汽轮机转子高速旋转的蒸汽在汽轮机内膨胀作功，将热能转变为汽轮机转子高速旋转的；汽；汽轮机带动发电机转子作切割磁力线运动而产生感生电流，最后完成将热能转轮机带动发电机转子作切割磁力线运动而产生感生电流，最后完成将热能转变为变

21、为的生产过程，并通过电网送到千家万户。的生产过程，并通过电网送到千家万户。17183.生产流程生产流程：燃煤：燃煤：皮带运输机皮带运输机 原煤斗原煤斗 给煤机给煤机 磨煤机磨煤机（制粉系统）（制粉系统）排粉排粉风机燃烧器（锅炉燃烧）。风机燃烧器（锅炉燃烧）。空气空气：送风机：送风机 空气预热器（加热空气）。空气预热器（加热空气）。一次风一次风：排粉风机：排粉风机 磨煤机磨煤机(干燥、加热煤粉干燥、加热煤粉)燃烧器燃烧器(炉膛炉膛)。二次风二次风：燃烧器（炉膛参与燃烧）。：燃烧器（炉膛参与燃烧）。高温烟气：高温烟气：炉膛炉膛 （炉顶和水平烟道）过热器、再热器（炉顶和水平烟道）过热器、再热器 省煤

22、器省煤器 空气预热器空气预热器 除尘设备除尘设备 引风机引风机 烟囱（排空）。烟囱（排空）。灰份和颗粒：灰份和颗粒：会渣斗（连同除尘器下的细灰）会渣斗（连同除尘器下的细灰）地沟地沟 灰浆泵灰浆泵 灰灰场。场。19工质工质）给水泵给水泵 （汽轮机）汽轮机）高压加热器高压加热器 （锅炉）锅炉）省煤省煤 器器（吸收尾部烟道中烟气热量）（吸收尾部烟道中烟气热量）汽包汽包 下降管下降管 下连箱下连箱 水冷壁（水冷壁（吸收煤粉燃烧时的辐射热，一部分水蒸发成吸收煤粉燃烧时的辐射热，一部分水蒸发成蒸汽，蒸汽，汽水混合汽水混合 物物)汽包汽包 （汽水混合物汽水混合物分离分离后）饱和后）饱和蒸汽蒸汽 过热器过热器

23、 过热蒸汽过热蒸汽。主蒸汽管主蒸汽管 汽轮机（汽轮机（高压缸作功）高压缸作功）（高压缸排出的（高压缸排出的蒸汽）蒸汽）（锅炉）（锅炉）再热器再热器（再过热）再过热）再热蒸汽再热蒸汽 汽轮机中、低压缸（汽轮机中、低压缸（继续膨继续膨 胀作功）胀作功）(带动带动)发电机发电机(发电发电)。(过功的过功的)泛汽泛汽 凝汽器凝汽器 （凝结成）（凝结成）热井热井 凝结水泵凝结水泵 低压加热器低压加热器 除氧器除氧器 给水泵给水泵(升压升压)锅炉锅炉循环使用循环使用)。20 根据发电厂热力循环的特征，将热力部分的主、辅设备及其管道附件连成根据发电厂热力循环的特征，将热力部分的主、辅设备及其管道附件连成一个

24、整体的线路图，称为发电厂热力系统。发电厂热力系统分为一个整体的线路图，称为发电厂热力系统。发电厂热力系统分为原则性热力原则性热力系统系统和和全面性热力系统全面性热力系统两种。图两种。图11111111为法国为法国CEMCEM公司生产的公司生产的300MW300MW汽轮机原汽轮机原则性热力系统图。发电厂热力系统主要由以下各局部热力系统组成：则性热力系统图。发电厂热力系统主要由以下各局部热力系统组成：主蒸汽、主蒸汽、再热蒸汽系统，给水回热加热系统，除氧系统，供热系统，旁路系统等再热蒸汽系统，给水回热加热系统，除氧系统，供热系统，旁路系统等。图111121主蒸汽管道和再热蒸汽管道主蒸汽管道和再热蒸汽

25、管道:锅炉和汽轮机之间的蒸汽管道及其母管与通往锅炉和汽轮机之间的蒸汽管道及其母管与通往各用汽处的支管，称为发电厂的各用汽处的支管，称为发电厂的主蒸汽管道主蒸汽管道。对于中间再热机组，还有。对于中间再热机组，还有再热再热蒸汽管道蒸汽管道。发电厂的发电厂的主蒸汽、再热蒸汽管道主蒸汽、再热蒸汽管道中蒸汽参数高、流量大，金属材料要求高，中蒸汽参数高、流量大，金属材料要求高，对发电厂运行的安全可靠性和经济性影响很大。对发电厂运行的安全可靠性和经济性影响很大。发电厂主蒸汽管道系统有发电厂主蒸汽管道系统有、和和。现代大型。现代大型火电机组都是火电机组都是单元制机组单元制机组。其优点是：系统简单、阀门少、管道

26、短、阻力。其优点是：系统简单、阀门少、管道短、阻力小，有利于自动化集中控制。图小，有利于自动化集中控制。图11111313为国产引进型为国产引进型300MW300MW汽轮机汽轮机主蒸汽、主蒸汽、再热蒸汽管道系统图再热蒸汽管道系统图。22图1113国产引进型300MW汽轮机主蒸汽、再热蒸汽管道系统图 23 从汽轮机中间级抽出一部分蒸汽来加给水称为从汽轮机中间级抽出一部分蒸汽来加给水称为给水回热加热给水回热加热，相应的，相应的蒸汽循环称为蒸汽循环称为给水回热循环给水回热循环。这种给水加热方式可以提高循环热效率，其原。这种给水加热方式可以提高循环热效率，其原因可从因可从两个方面两个方面理解：理解：（

27、1 1）减少了凝汽器中的）减少了凝汽器中的冷源损失冷源损失，提高了循环热效率。，提高了循环热效率。（2 2）从给水加热过程上看，利用汽轮机抽汽对给水加热时，使）从给水加热过程上看，利用汽轮机抽汽对给水加热时，使换热温差减小换热温差减小，减小了加热过程的不可逆性，提高了循环热效率。减小了加热过程的不可逆性，提高了循环热效率。图图111114 200MW14 200MW汽轮机回热加热系统汽轮机回热加热系统24 火电厂采用抽汽加热给水可以节省大量的热量和燃料，减少火电厂采用抽汽加热给水可以节省大量的热量和燃料，减少锅炉换热面锅炉换热面，减，减少汽轮机少汽轮机末级叶片的高度末级叶片的高度。现代凝汽式汽

28、轮机都具有回热抽汽，并装设有专。现代凝汽式汽轮机都具有回热抽汽，并装设有专门的回热加热器。门的回热加热器。是电厂重要辅助设备之一。是电厂重要辅助设备之一。加热器的分类加热器的分类按加热器的布置不同，可分为按加热器的布置不同，可分为立式立式和和卧式卧式两种。两种。按表面式加热器水侧承受的压力不同，又分为按表面式加热器水侧承受的压力不同，又分为低压加热器低压加热器和和高压加热器高压加热器。位于位于和和之间的加热器为低压加热器，位于给水泵和锅炉之之间的加热器为低压加热器，位于给水泵和锅炉之间的加热器为高压加热器。间的加热器为高压加热器。另外，还有另外，还有混合式加热器混合式加热器和和表面式加热器表面

29、式加热器之分。之分。25 当给水中含有过量空气（氧气）时，对热力设备和管道系当给水中含有过量空气（氧气）时，对热力设备和管道系统的工作可靠性和寿命是有影响的。这是因为：造成金属的统的工作可靠性和寿命是有影响的。这是因为：造成金属的腐蚀腐蚀，影响传热影响传热效果效果，降低传热效率。为了保证电厂安全经济运行，必须不断地从锅炉给水，降低传热效率。为了保证电厂安全经济运行，必须不断地从锅炉给水中清除掉生产过程中溶解于水的气体（氧），所以称为中清除掉生产过程中溶解于水的气体（氧），所以称为给水除氧过程给水除氧过程，其设，其设备称备称。除去锅炉给水中溶解的除去锅炉给水中溶解的和和，防止热力设备和管道系统的

30、，防止热力设备和管道系统的腐蚀腐蚀和和传热效果变坏传热效果变坏，保证热力设备的安全经济运行。，保证热力设备的安全经济运行。26 电厂所采用的除氧方法是电厂所采用的除氧方法是。热力除氧的原理是建立在。热力除氧的原理是建立在和和基础上的。基础上的。指出：当液体和气体间处于平衡状态时，对应一定的温度，单位体指出：当液体和气体间处于平衡状态时，对应一定的温度，单位体积水中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。这样，要将某种气体积水中溶解的气体量与水面上该气体的分压力成正比。这样，要将某种气体从水中清除掉，则应将该气体在水面上的分压降为零。从水中清除掉，则应将该气体在水面上的分压降为零。指出：混合气

31、体的指出：混合气体的全压力全压力等于组成它等于组成它各气体分压力各气体分压力之之。根据这一原理，在除氧器中，对水进行根据这一原理，在除氧器中，对水进行定压加热定压加热，其蒸发水量就会增加，从，其蒸发水量就会增加，从而水面的而水面的水蒸汽的分压水蒸汽的分压就会增加，就会增加，其他气体分压其他气体分压就会减少。当水加热到除氧就会减少。当水加热到除氧器压力下的沸点时，水面的水蒸汽的分压就接近混合气体的全压力，而其他器压力下的沸点时，水面的水蒸汽的分压就接近混合气体的全压力，而其他气体分压就会减少到零。于是，溶解于水中的气体将在气体分压就会减少到零。于是，溶解于水中的气体将在的作用下的作用下从水中逸出

32、，并从除氧器排气关中排走。从水中逸出，并从除氧器排气关中排走。27有有水膜式水膜式、淋水盘式淋水盘式和和喷雾式喷雾式除氧器。除氧器。按外形又分为按外形又分为立式立式和和卧式卧式两种除氧器。两种除氧器。根据除氧器压力大小又分为根据除氧器压力大小又分为真空式、大气式真空式、大气式和和高压除氧器高压除氧器。对于中、低参数的机组，一般采用对于中、低参数的机组，一般采用，其工作压力一般为，其工作压力一般为0.12Mpa0.12Mpa，相应的饱和温度为，相应的饱和温度为104.25 104.25 。对于高参数的机组，一般采用对于高参数的机组，一般采用，其工作压力一般为，其工作压力一般为0.350.6Mpa

33、0.350.6Mpa，相应的饱和温度为，相应的饱和温度为158.08 158.08 。除氧器由除氧头和除氧水箱组成，其除氧器由除氧头和除氧水箱组成，其28 有供热机的电厂称为有供热机的电厂称为热电厂热电厂，热电厂既供电又供，热电厂既供电又供热（热（蒸汽蒸汽或者或者热水热水）。发展热化事业可以提高电厂经）。发展热化事业可以提高电厂经济性，也可以济性，也可以、，改善人们生产、，改善人们生产、生活条件。生活条件。图1113 供热系统图 现代大型火电机组都装有旁路系统。旁路系统是指高参数蒸汽现代大型火电机组都装有旁路系统。旁路系统是指高参数蒸汽不通过汽轮机不通过汽轮机的通流部分的通流部分，而是经过与汽

34、轮机并联的，而是经过与汽轮机并联的减温减压器减温减压器，将降压减温后的蒸汽送到低，将降压减温后的蒸汽送到低一级的一级的蒸汽管道蒸汽管道或是或是凝汽器凝汽器去的连结管道系统。去的连结管道系统。（1 1）旁路系统的主要作用旁路系统的主要作用1 1）保护再热器）保护再热器 正常工作时，汽轮机高压缸的排汽通过正常工作时，汽轮机高压缸的排汽通过再热器再热器吸热，使再热器得到冷却。但吸热，使再热器得到冷却。但在在、汽轮机、汽轮机前，或前，或等情况下，高压缸没有排汽进入再热器，这时，等情况下，高压缸没有排汽进入再热器，这时，由旁路系统送来经由旁路系统送来经减温减压减温减压后的蒸汽通过后的蒸汽通过(冷却冷却)

35、再热器；再热器；29 单元机组启停和甩负荷时，单元机组启停和甩负荷时，和汽轮机所需蒸汽量不一致，锅和汽轮机所需蒸汽量不一致，锅炉最低蒸发量为额定蒸发量的炉最低蒸发量为额定蒸发量的30%30%，而大型汽轮机的，而大型汽轮机的为额定值的为额定值的7%10%7%10%。因此，多余的蒸汽只好排入大气，不仅。因此，多余的蒸汽只好排入大气，不仅损失工质损失工质和和热量热量，而且造成，而且造成热污染热污染和和噪音噪音。设置旁路系统则可以达到回收工质和热量、降低噪音保护环。设置旁路系统则可以达到回收工质和热量、降低噪音保护环境的目的；境的目的；3 3）加快启动速度、改善启动条件）加快启动速度、改善启动条件 大

36、型机组都采用大型机组都采用滑参数启动滑参数启动方式，在启动过程中，需要不断地调整方式，在启动过程中，需要不断地调整和和，以满足启动过程中不同阶段（，以满足启动过程中不同阶段（暖管、冲转、暖机、升速、带暖管、冲转、暖机、升速、带负荷负荷）的需要。如果只靠调整锅炉）的需要。如果只靠调整锅炉燃烧方式燃烧方式或或者蒸汽压力者蒸汽压力，是难以满足要求，是难以满足要求的。采用旁路系统，就可以满足上述要求，达到加快启动速度、改善启动条的。采用旁路系统，就可以满足上述要求，达到加快启动速度、改善启动条件的目的。件的目的。2）回收工质和热量、降低噪音）回收工质和热量、降低噪音30 1 1）汽轮机汽轮机级旁路级旁

37、路(高压旁路高压旁路)新蒸汽新蒸汽绕过汽轮机高压缸绕过汽轮机高压缸，经减温减压，经减温减压后直接进入再热器；后直接进入再热器；2 2）汽轮机汽轮机级旁路级旁路（低压旁路）（低压旁路）即再热器出来的蒸汽即再热器出来的蒸汽绕过汽轮机中低压绕过汽轮机中低压缸缸，经减温减压后直接进入凝汽器；，经减温减压后直接进入凝汽器；3 3）汽轮机）汽轮机级旁路级旁路（大旁路）（大旁路）级旁路是蒸汽级旁路是蒸汽绕过整个汽轮机绕过整个汽轮机经减温减压经减温减压后直接进入凝汽器后直接进入凝汽器 。图1114 旁路系统31三，火电厂热经济性评价三，火电厂热经济性评价 火电厂是将矿物燃料的火电厂是将矿物燃料的化学能化学能转

38、换为转换为电能电能和和热能热能。在能量转换过程中，总。在能量转换过程中，总存在着各种不同损失，如存在着各种不同损失，如锅炉损失、管道损失、汽轮机内部损失、冷源损失、锅炉损失、管道损失、汽轮机内部损失、冷源损失、机械损失、发电机损失机械损失、发电机损失等，使燃料的化学能的一部分最终转换为电能。等，使燃料的化学能的一部分最终转换为电能。评价热力发电厂评价热力发电厂经济性经济性的目的是为了比较热力发电厂生产过程及其热力的目的是为了比较热力发电厂生产过程及其热力设备的热经济性，以便提出改进措施，达到设备的热经济性，以便提出改进措施，达到提高效率提高效率和和节约燃料节约燃料的目的。为的目的。为了提高发电

39、厂的热经济性，就得研究电力生产过程中的了提高发电厂的热经济性，就得研究电力生产过程中的，研究这，研究这些损失的些损失的及及，以便提出减小这些热损失的方法，以便提出减小这些热损失的方法，达到提高热效率的措施。达到提高热效率的措施。一）效率一）效率 供给实际动力循环的能量，由于在转换过程中供给实际动力循环的能量，由于在转换过程中损失的存在损失的存在，只能将一部，只能将一部分转换为分转换为有效利用的能量有效利用的能量。通常用效率来表示供给能量的利用程度。在火电。通常用效率来表示供给能量的利用程度。在火电厂有：厂有：、等。等。32 1 1，循环热效率，循环热效率 动力循环的动力循环的理想功理想功（或（

40、或理想焓降理想焓降）与吸热量之比，称为循环热效率，即）与吸热量之比，称为循环热效率，即 （11-311-3）上式中，上式中，为理想功，为理想功，为汽轮机装置的理想焓降，为汽轮机装置的理想焓降，为为吸热量吸热量。00QHQWtlxtlxWtH0Q2 2，实际循环效率，实际循环效率 实际循环效率（汽轮机装置的实际循环效率（汽轮机装置的绝对内效率绝对内效率）就是动力循环中）就是动力循环中有效焓降有效焓降（有效（有效内功）与内功）与吸热量吸热量之比，即之比，即 （11-411-4）式中，式中，为汽轮机装置的为汽轮机装置的相对内效率相对内效率。rittitiiHHQHQH00ri333 3，汽轮机的相对

41、内效率，汽轮机的相对内效率 表示汽轮机组的完善程度，即表示汽轮机组的完善程度，即 （11-511-5）式中，式中，、分别为汽轮机组的分别为汽轮机组的理想焓降理想焓降和和有效焓降有效焓降；、分别为汽轮机组的分别为汽轮机组的理想内功率理想内功率和和实际内功率实际内功率。一般大型汽轮机组的一般大型汽轮机组的相对内效率相对内效率约为约为8688%8688%。rititiriPPHHtHiHtPiP4 4，机械损失和发电机损失，机械损失和发电机损失，通常用机械效率和电效率表示：，通常用机械效率和电效率表示：机械效率机械效率 （11-611-6）电效率电效率 (11-7)(11-7)二式中，二式中，、分别

42、为汽轮发电机组的分别为汽轮发电机组的。、分别为分别为机械效率机械效率和和发电机效率发电机效率，一般，一般，为为0.990.99，为为0.980.990.980.99。immPPmelgPPmPelPmgmg345 5，汽轮发电机组的绝对电效率，汽轮发电机组的绝对电效率 （11-811-8）6 6，锅炉效率，锅炉效率 锅炉设备中的热损失包括锅炉设备中的热损失包括排烟热损失排烟热损失、化学化学和和物理不完全燃烧热损失物理不完全燃烧热损失、散热散热损失、排渣损失损失、排渣损失等。通常用等。通常用来反映其完善程度，即来反映其完善程度，即 (11-9)(11-9)式中，式中，、为每小时锅炉为每小时锅炉蒸

43、汽流量蒸汽流量和和燃料消耗量燃料消耗量；燃料的燃料的低位发热量低位发热量；、过热器出口过热器出口蒸汽焓值蒸汽焓值、锅炉给水焓值锅炉给水焓值。一般锅炉效率约为一般锅炉效率约为9094%9094%。gdgsgrglglBQhhD)(glDBgdQgrhgshgmritelelQP03600357 7，主蒸汽管道效率，主蒸汽管道效率 主蒸汽管道的热损失是由于工质在管道中流动时的主蒸汽管道的热损失是由于工质在管道中流动时的和和向外向外所引起的。管道的绝热完善程度用管道效率来表示，它为汽轮机组所引起的。管道的绝热完善程度用管道效率来表示，它为汽轮机组的的热耗量热耗量与锅炉设备的与锅炉设备的热负荷热负荷之

44、比，即之比，即 (11-10)(11-10)在正常情况下，管道效率为在正常情况下，管道效率为99%99%。gsgrgsgdhhhh06 6，凝汽式发电厂总效率，凝汽式发电厂总效率 凝汽式发电厂的全厂总效率为凝汽式发电厂的全厂总效率为发电机输出电功率发电机输出电功率（以热量计）与（以热量计）与燃料所燃料所供热量供热量之比，即之比，即 (11-11)(11-11)根据以上各种数据，可求得凝汽式发电厂的热效率一般在根据以上各种数据，可求得凝汽式发电厂的热效率一般在0.260.430.260.43左右。左右。所以凝汽式发电厂的热效率是不高的。为了提高发电厂的热效率，可采用所以凝汽式发电厂的热效率是不高

45、的。为了提高发电厂的热效率，可采用和和。gmritgdglglelgdelcnQPBQP3600360036 实际电厂的循环实际电厂的循环总是有些总是有些不可逆过程不可逆过程，不可逆过程引起，不可逆过程引起熵增熵增导致作功能导致作功能力损失，即力损失，即 (11-12)(11-12)根据根据可逆循环可逆循环的热效率（的热效率（）知道，）知道，可逆循环的热效率可逆循环的热效率只与只与吸热吸热和和放热放热过程的过程的有关。因此，要提高循环的热效率，必需尽有关。因此，要提高循环的热效率，必需尽量地提高吸热平均温度，降低放热平均温度，这就是量地提高吸热平均温度，降低放热平均温度，这就是。njennjS

46、TL11121TTt37 火电厂的热经济指标主要有汽耗、热耗、煤耗和全厂效率四类。1，汽轮发电机组的热经济指标，汽轮发电机组的热经济指标（1 1）汽耗量汽耗量 （11-13）（2 2）汽耗率）汽耗率 （11-14）（3 3）热耗量）热耗量 （11-15）（4 4）热耗率）热耗率 （11-16）2 2，锅炉设备的热经济指标，锅炉设备的热经济指标（1 1）热耗量）热耗量（不计锅炉排污热损失）（不计锅炉排污热损失）（1117）gmritelHPD36000gmritelHPDd36000)(000gshhDQ)()(0000gselgselhhdNhhDNQqglgsgrglhhDQ)(0383 3

47、，凝汽式发电厂的热经济指标，凝汽式发电厂的热经济指标（1 1）全厂热耗量）全厂热耗量 （11-17）（2 2）全厂热耗率）全厂热耗率 （11-18）gdglglgdndcQQBQQ0gdglelndcndcqPQq（3 3）全厂发电效率）全厂发电效率 （11-19）(4)(4)全厂供电效率全厂供电效率 全厂供电效率为扣除全厂供电效率为扣除厂用电厂用电的电厂效率，即的电厂效率，即 （11-2011-20）式中，式中，厂用电功率厂用电功率。ndcelgdelndcQPBQP36003600gdcyelndcBQPP)(3600cyP39 （5 5）煤耗量）煤耗量 、煤耗率、煤耗率 和标准煤耗率和标

48、准煤耗率 煤耗量煤耗量 煤耗率煤耗率 BbbbgdndcQQB elPBb（1121）（1122）40标准煤耗率标准煤耗率 （kgkg标准煤标准煤 /kw.h/kw.h）（）（11-2311-23）供电煤耗率供电煤耗率 （11-2411-24）煤耗率是火电厂电力生产过程的完善和经济效果最重要的的煤耗率是火电厂电力生产过程的完善和经济效果最重要的的一项经济指标。随着机组容量增大、参数提高，煤耗率越低。一项经济指标。随着机组容量增大、参数提高，煤耗率越低。ndcgdbbQb123.029310cyelgdPPBb411，叙述蒸汽动力循环中采用“回热循环”、“再热循环”、“热电循环”的原理和作用。2

49、，火电厂热力系统主要由哪些局部热力系统组成？并叙述各自的作用。3，叙述热力除氧的工作原理。4，火电厂的主要热经济指标有哪些？42一，一，燃气燃气蒸汽联合循环蒸汽联合循环 根据热力学基本定律可知，热力循环的理想热效率只取决于循环的根据热力学基本定律可知，热力循环的理想热效率只取决于循环的平均平均吸热温度吸热温度和和平均放热温度平均放热温度。提高平均吸热温度和降低平均放热温度都可以。提高平均吸热温度和降低平均放热温度都可以提高循环的热效率。提高循环的热效率。理想的热机的循环热效率理想的热机的循环热效率可表达为：可表达为：（11112626）在实际中，一种工质能达较高的在实际中，一种工质能达较高的平

50、均吸热温度平均吸热温度 ，但不一定能达较，但不一定能达较低的低的 ，反之亦然。为了提高热机的热效率，可以采用多种，反之亦然。为了提高热机的热效率，可以采用多种工质组成的联合循环装置，从而达到较高的工质组成的联合循环装置，从而达到较高的平均吸热温度平均吸热温度 和较低的和较低的 。1T121TTt2T2T1T43燃气轮机燃气轮机装置的装置的平均吸热温度平均吸热温度较高（一般为较高（一般为11001200 11001200 ），但其），但其也较高（一般为也较高（一般为500600 500600 ）。这就有大量的热能损失。）。这就有大量的热能损失。在蒸汽动力循环在蒸汽动力循环中，汽轮机的中，汽轮机的

51、进汽温度进汽温度不可能很高（一般为不可能很高（一般为540560 540560 ）。）。循环的循环的很低（一般为很低（一般为3038 3038 ）。）。为了提高循环热效率，利用简单为了提高循环热效率，利用简单燃气轮机循环燃气轮机循环平均吸热温度高平均吸热温度高和和蒸汽动蒸汽动力循环力循环的特点，各取其长，把这两种循环联合起来组成的特点，各取其长，把这两种循环联合起来组成燃燃气气蒸汽联合循环蒸汽联合循环，此循环则具有，此循环则具有较高的平均吸热温度较高的平均吸热温度和和。则根据热力学原理，可使整个循环的热效率大大提高。则根据热力学原理，可使整个循环的热效率大大提高。C0C0C0C0。44 余热锅

52、炉联合循环如图余热锅炉联合循环如图11111515所示。在简所示。在简单的燃气轮机循环中，由于排气温度高，约有单的燃气轮机循环中，由于排气温度高，约有60%60%的热量排入大气。为了充分利用燃气轮机排的热量排入大气。为了充分利用燃气轮机排气的热能，在燃气轮机后加装气的热能，在燃气轮机后加装余热锅炉余热锅炉，利用余，利用余热热产生蒸汽产生蒸汽以驱动汽轮机发电，汽轮机排汽再进以驱动汽轮机发电，汽轮机排汽再进入凝汽器凝结放热。这样，入凝汽器凝结放热。这样，就增加了总的功率，就增加了总的功率，又利用了燃气轮机和汽轮机各自的优点，使整个又利用了燃气轮机和汽轮机各自的优点，使整个循环的热效率得以提高。循环

53、的热效率得以提高。图1115 在这种联合循环方案中，发电功率是以在这种联合循环方案中，发电功率是以为主，为主，为辅。燃气轮为辅。燃气轮 机发电量占总发电量的（机发电量占总发电量的（65 7065 70）%，汽轮机发电量占（，汽轮机发电量占（30 3530 35）%。汽轮机的容量取决于燃气轮机的容量和排气温度，蒸汽参数也受到限制。汽轮机的容量取决于燃气轮机的容量和排气温度，蒸汽参数也受到限制。燃气轮机和汽轮机不能单独运行燃气轮机和汽轮机不能单独运行，汽轮机运行随燃气轮机参数变化而变化。，汽轮机运行随燃气轮机参数变化而变化。余热锅炉结构简单余热锅炉结构简单，但由于燃气轮机排气温度一般为，但由于燃气

54、轮机排气温度一般为500600 500600 ，所以余，所以余热锅炉的热锅炉的换热面积很大换热面积很大。C045 这种循环的关键设备是这种循环的关键设备是正（增）压锅炉正（增）压锅炉，它同时产生高温高压，它同时产生高温高压和和，分别推动汽轮机和燃气轮机组发电，分别推动汽轮机和燃气轮机组发电 。图1116（正压锅炉型）循环的工作过程循环的工作过程空气在空气在中被压缩后送中被压缩后送。燃烧室。燃烧室的压力高于大气压力（约的压力高于大气压力（约0.55MPa0.55MPa）。）。的蒸的蒸汽进入汽进入作功。燃料燃烧的烟气在正压锅炉中加作功。燃料燃烧的烟气在正压锅炉中加热蒸汽。然后将烟气送入热蒸汽。然后

55、将烟气送入作功，最后进入作功，最后进入热热交换器交换器，加热蒸汽动力装置中的给水。，加热蒸汽动力装置中的给水。整个循环由蒸汽、燃气两个循环组成整个循环由蒸汽、燃气两个循环组成 这种循环热效率较高，正压锅炉燃烧迅猛，传热系数大，可以减少换这种循环热效率较高，正压锅炉燃烧迅猛，传热系数大，可以减少换热面积，减少设备造价。热面积，减少设备造价。但正压锅炉使用的燃料受到燃气轮机的限制，只能是但正压锅炉使用的燃料受到燃气轮机的限制，只能是气体气体和和液体燃料液体燃料。燃气轮机和汽轮机也不能单独运行。燃气轮机和汽轮机也不能单独运行。46 由于余热锅炉蒸汽参数低、蒸发量少。因此，在燃气轮机和余热锅炉之由于余

56、热锅炉蒸汽参数低、蒸发量少。因此，在燃气轮机和余热锅炉之间的间的排气通道排气通道中增加中增加补燃装置补燃装置，利用燃气轮机排气中，利用燃气轮机排气中含有（含有（16181618）%的氧气的氧气助燃，提高余热锅炉的炉内温度，增加锅炉的输入热量。可使蒸汽参数可以助燃，提高余热锅炉的炉内温度，增加锅炉的输入热量。可使蒸汽参数可以适当提高，可以提高汽轮机的循环热效率，最后使整个联合循环的效率提高。适当提高，可以提高汽轮机的循环热效率，最后使整个联合循环的效率提高。(图1117)余热锅炉余热锅炉加补燃联合循环，加补燃联合循环，补燃量补燃量的多少对联合循环的效率是有影响的多少对联合循环的效率是有影响的，通

57、常补燃量占总燃料的（的，通常补燃量占总燃料的（20302030）%。由于增加了补燃，进入汽轮机的。由于增加了补燃，进入汽轮机的蒸汽蒸汽参数提高参数提高，使汽轮机的，使汽轮机的功率增功率增大大，其发电功率约为总功率的，其发电功率约为总功率的50%50%。实际上的余热锅炉联合循环系统实际上的余热锅炉联合循环系统如如简图简图11111818所示，由所示，由或或燃燃气轮机气轮机、余热锅炉余热锅炉和和汽轮机汽轮机所所组成。组成。47图图111848 以燃气轮机以燃气轮机排气排气作为锅炉的作为锅炉的助燃空气助燃空气，可以利用燃气轮机排气中的，可以利用燃气轮机排气中的氧气氧气，也可以也可以回收其热量回收其热

58、量。该助燃锅炉和普通电站锅炉相似，炉堂温度不受限制，可产生高参数蒸汽。该助燃锅炉和普通电站锅炉相似，炉堂温度不受限制，可产生高参数蒸汽。但需添置送风机和空气预热器，燃气轮机和汽轮机可以但需添置送风机和空气预热器，燃气轮机和汽轮机可以 分开运行。分开运行。锅炉中的锅炉中的燃料不受限制燃料不受限制。最大优点最大优点是，对原有中小型火电机组，只需增加燃气轮机发电部分，就可以是，对原有中小型火电机组，只需增加燃气轮机发电部分，就可以将其改造成联合循环发电。这既可以将其改造成联合循环发电。这既可以增加发电量增加发电量，节约投资节约投资，又可以，又可以提高效提高效率，延长中小型火电机组的寿命率，延长中小型

59、火电机组的寿命。我国汕头燃气我国汕头燃气蒸汽联合循环电厂蒸汽联合循环电厂由由两两台燃气轮机台燃气轮机（带各自的（带各自的余热锅炉余热锅炉）和）和一一台汽轮机台汽轮机组成，燃气轮机和汽轮机的功组成，燃气轮机和汽轮机的功率均为率均为34.5MW34.5MW。图。图111120 20（略）（略）49二，二，IGCCIGCC与与PFBCPFBCCCCC的研究与开发的研究与开发 1 1，煤、石油和天然气的储量问题：，煤、石油和天然气的储量问题：前面所讲的燃气前面所讲的燃气蒸汽联合循环发电站中，所用的燃料皆为蒸汽联合循环发电站中，所用的燃料皆为液体液体和和气体燃气体燃料料。而世界石油和天然气的储藏量是很有

60、限的，据预计：。而世界石油和天然气的储藏量是很有限的，据预计：世界世界；。按当前速度消耗，世界上的石油和天然气大约。按当前速度消耗，世界上的石油和天然气大约年就接近枯竭。年就接近枯竭。世界上世界上，还可以开采，还可以开采。我国的煤炭资源我国的煤炭资源分布广，储量非常丰富。目前探明储量约为分布广，储量非常丰富。目前探明储量约为60006000亿顿亿顿，预，预计储量为计储量为1 1万亿顿万亿顿以上。估计可开采以上。估计可开采以上。因此，煤炭仍然是将来火力以上。因此，煤炭仍然是将来火力发电的主要燃料发电的主要燃料 3m502 2，高效、洁净煤燃烧技术的研究，高效、洁净煤燃烧技术的研究：对于动力用煤（

61、约占总用煤量对于动力用煤（约占总用煤量1/31/3），使用），使用传统的锅炉燃烧传统的锅炉燃烧方式，虽然采方式，虽然采取了一系列的提高效率、降低煤耗等措施，但：取了一系列的提高效率、降低煤耗等措施，但：可用能损失可用能损失仍占仍占1/31/3以上。以上。大量矿物燃料的燃烧，对大量矿物燃料的燃烧，对是十分严重是十分严重的。煤炭直接燃烧对环境造成污染的主要是粉尘、的。煤炭直接燃烧对环境造成污染的主要是粉尘、及及 等，等，它们对它们对人们的健康人们的健康、动植物的生存动植物的生存都是十分有害的。都是十分有害的。因此，世界各国都在研究因此，世界各国都在研究高效而洁净的先进燃烧技术高效而洁净的先进燃烧技

62、术，以取代传统的锅炉，以取代传统的锅炉燃煤技术，解决燃煤电厂污染物排放、提高电厂效率问题。其中燃煤技术，解决燃煤电厂污染物排放、提高电厂效率问题。其中:IGCCIGCC（整体煤气化燃气（整体煤气化燃气蒸汽联合循环）蒸汽联合循环）;燃煤燃气燃煤燃气蒸汽联合循环发电技术的蒸汽联合循环发电技术的PFBCPFBCCCCC（增压流化床燃烧联合循环）（增压流化床燃烧联合循环）是当今是当今的新型发电方式。的新型发电方式。2SOxNO51（一）（一）IGCCIGCC（整体煤气化燃气（整体煤气化燃气蒸汽联合循环）蒸汽联合循环）1，IGCC的生产过程的生产过程 整体煤气化燃气整体煤气化燃气蒸汽联合循环（蒸汽联合循

63、环（IGCCIGCC）是从）是从7070年代开始研究的一种洁年代开始研究的一种洁净煤燃烧技术。它能间接地实现了在供电效率很高的净煤燃烧技术。它能间接地实现了在供电效率很高的燃气燃气蒸汽联合循环蒸汽联合循环中中燃用燃用的愿望。的愿望。其生产过程为：其生产过程为：使煤首先在气化炉中使煤首先在气化炉中为中热值煤气或低热值煤气；为中热值煤气或低热值煤气；然后经过然后经过处理，把粗煤气中的灰分、含硫化合物等有害物质除掉；处理，把粗煤气中的灰分、含硫化合物等有害物质除掉；送到燃气送到燃气蒸汽联合循环中去蒸汽联合循环中去，。2，IGCC的组成的组成 这种联合循环由这种联合循环由煤煤气发生系统气发生系统及及煤

64、气净化系统、燃气轮煤气净化系统、燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、发电机机、余热锅炉、汽轮机、发电机及有及有关关辅助设备及系统辅助设备及系统组成。组成。图1121 IGCC 热力系统示意图523，IGCC的优点：的优点：在这种技术方案中，燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、发电机及有关辅助在这种技术方案中，燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、发电机及有关辅助设备都是设备都是常规的成熟技术常规的成熟技术，所不同的主要是煤的，所不同的主要是煤的气化气化和粗煤气的和粗煤气的净化净化等设备等设备及技术。及技术。这种整体煤气化燃气这种整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术，既能蒸汽联合循环技术，既能提高电厂的发电效提高电厂的发电效率

65、率，又能，又能解决燃煤所带来的环境污染和生态破坏的问题解决燃煤所带来的环境污染和生态破坏的问题，因而它很可能成为，因而它很可能成为今后燃煤发电设备的一种发展方向。今后燃煤发电设备的一种发展方向。19721972年德国人投建了世界上第一个年德国人投建了世界上第一个IGCCIGCC的示范装置。它是在的示范装置。它是在的基础上设计的。的基础上设计的。世界公认真正试运成功的世界公认真正试运成功的IGCCIGCC是美国加州是美国加州DaggettDaggett的的“冷水冷水”(Cool Water)(Cool Water)电站。在电站。在IGCCIGCC中，中，最关键的技术最关键的技术是如何有效地将是如

66、何有效地将煤气化成煤气煤气化成煤气，并从中，并从中除去除去灰份和等污染物灰份和等污染物。53 由于煤的燃烧压力不同，流化床分为两种：由于煤的燃烧压力不同，流化床分为两种：常压流化床锅炉常压流化床锅炉（AFBCAFBC）和和增压（正压）流化床锅炉（增压（正压）流化床锅炉（PFBCPFBC）(压力为压力为0.622Mpa)0.622Mpa)。增压流化。增压流化床是床是，比，比的的火用火用损失小，床身面积小。增压燃烧有利损失小，床身面积小。增压燃烧有利于于脱硫脱硫和和减少氮氧化物减少氮氧化物。常压流化床：常压流化床：一般用于一般用于（如高硫、高灰份低热值及煤矸石等）的（如高硫、高灰份低热值及煤矸石等）的常规蒸汽锅炉上。常规蒸汽锅炉上。增压流化床：增压流化床：主要用在主要用在发电技术中，是当今发电技术中，是当今洁净煤洁净煤燃烧燃烧发电技术的重要研究、开发课题之一。发电技术的重要研究、开发课题之一。按照吸收燃烧热量的按照吸收燃烧热量的不同可分为不同可分为空气埋管空气埋管（热交换管道）冷却系统和（热交换管道）冷却系统和水水蒸汽埋管冷却系统蒸汽埋管冷却系统。对于。对于空气埋管冷却系统空气埋管冷却系统