【摘要】：高效回收利用燃煤電站低品位余熱資源是提高燃煤電站能量轉(zhuǎn)化效率的有效途徑。本論文以如何實(shí)現(xiàn)燃煤電站低品位余熱資源的高效利用為核心,基于熱力學(xué)第一、第二定律,對(duì)燃煤電站中主要余熱資源(煙氣與蒸汽余熱)開展了熱力學(xué)評(píng)估,并根據(jù)“能量對(duì)口、梯級(jí)利用”的原則,從“物理能與化學(xué)能綜合能級(jí)提升”的角度對(duì)低品位余熱利用的節(jié)能機(jī)理進(jìn)行了研究,并提出了適應(yīng)于燃用不同煤種、不同冷卻方式電站的煙氣、蒸汽余熱高效利用的系統(tǒng)集成思路。在分析電站余熱資源熱力學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,指出了余熱利用系統(tǒng)節(jié)能效果不僅與回收余熱的“量”有關(guān),更與回收的余熱返回?zé)崃ο到y(tǒng)中的“質(zhì)”有關(guān)。提出了通過(guò)空氣預(yù)熱器分級(jí)布置的尾部受熱面煙氣余熱利用系統(tǒng)(優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)Ⅰ),改變了低溫省煤器利用煙氣的溫度范圍,使低溫省煤器可加熱更高溫度凝結(jié)水,節(jié)省更高級(jí)回?zé)岢槠?實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱的“能級(jí)提升”利用：通過(guò)對(duì)鍋爐尾部受熱面換熱溫度區(qū)間的進(jìn)一步合理分配,提出了利用煙氣余熱提高入爐空氣溫度的系統(tǒng)集成方式(優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)Ⅱ),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了煙氣余熱的“能級(jí)提升”利用；通過(guò)圖像(?)分析方法,從熱力學(xué)第二定律的角度闡釋了優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)的節(jié)能機(jī)理。針對(duì)某1000MW。超臨界機(jī)組采用優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)的熱力學(xué)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性展開分析討論,結(jié)果表明：利用本研究提出的余熱優(yōu)化利用系統(tǒng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)(煙氣溫度降低到95℃),機(jī)組凈效率較常規(guī)煙氣余熱利用電站分別增加0.2和0.4個(gè)百分點(diǎn),年凈收益分別較常規(guī)煙氣余熱利用電站分別增長(zhǎng)1000萬(wàn)和1250萬(wàn)元。提出了一種普適的燃煤電站余熱“能級(jí)提升”利用的節(jié)能新思路,即對(duì)中高水分的煤在入爐前采用預(yù)干燥措施,通過(guò)減少煤燃燒過(guò)程中用于蒸發(fā)煤中水分的燃燒熱損失,提高燃煤電站的效率；從“物理能、化學(xué)能綜合能級(jí)提升”的角度闡釋了原煤預(yù)干燥這“源頭節(jié)能”思路的節(jié)能機(jī)理,揭示了低品位能源利用過(guò)程中的熱力學(xué)基本規(guī)律,拓展了熱力學(xué)基礎(chǔ)理論在電站余熱利用系統(tǒng)中的應(yīng)用；同樣地,對(duì)機(jī)組采用入爐煤預(yù)干燥過(guò)程的熱力學(xué)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析討論,結(jié)果表明：采用煙氣余熱(煙氣溫度降低到95℃)干燥入爐煤時(shí),預(yù)干燥機(jī)組凈效率較參比機(jī)組增加0.9個(gè)百分點(diǎn),年凈收益較參比機(jī)組增加約2800萬(wàn)元。此外,論文還討論了燃用不同煤種電站采用原煤干燥技術(shù)后電站主要設(shè)備熱力性能變化,并通過(guò)理論推導(dǎo)得出原煤中水分含量對(duì)原煤發(fā)熱量、鍋爐效率、廠用電率及機(jī)組熱力學(xué)性能的影響規(guī)律。針對(duì)超臨界、超超臨界機(jī)組中抽蒸汽干燥入爐煤系統(tǒng)展開熱力學(xué)分析,結(jié)合燃煤電站回?zé)嵫h(huán)與干燥系統(tǒng)自身的能量利用與轉(zhuǎn)化特性,對(duì)干燥設(shè)備的抽汽汽源進(jìn)行優(yōu)化；通過(guò)增設(shè)輔助蒸汽循環(huán)系統(tǒng),降低干燥設(shè)備及部分回?zé)峒訜崞鞒槠麥囟?從而降低蒸汽熱量回收過(guò)程的(?)損失,并對(duì)利用增設(shè)輔助蒸汽循環(huán)的某600MWe褐煤蒸汽預(yù)干燥機(jī)組展開熱力學(xué)分析及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià),結(jié)果表明：通過(guò)增設(shè)輔助蒸汽循環(huán),干燥設(shè)備的(?)損失由原來(lái)的14.23MWth降為13.25MWth,機(jī)組熱效率較常規(guī)抽蒸汽干燥入爐煤電站增加0.3個(gè)百分點(diǎn),年凈收益增加約625萬(wàn)元�；谥苯涌绽錂C(jī)組凝汽器背壓高、排汽溫度高等特點(diǎn),提出了利用空冷機(jī)組凝汽器余熱對(duì)入爐煤進(jìn)行預(yù)干燥處理系統(tǒng),在有效回收部分空冷余熱的同時(shí),降低入爐煤水分,并以某600MW。亞臨界空冷機(jī)組為例,對(duì)空冷預(yù)干燥機(jī)組的熱力性能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性開展分析討論,結(jié)果表明：當(dāng)入爐煤水分從39.5%降低至31.5%時(shí),空冷預(yù)干燥機(jī)組較未干燥機(jī)組凈出功增加19.7MWe,年凈收益可達(dá)4200萬(wàn)元。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM621
【圖文】：

燃煤電站系統(tǒng)中有著豐富的余熱資源，包括各子系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水、廢氣（汽）、逡逑和廢渣，其中最大的熱量損失是燃煤發(fā)電系統(tǒng)冷端損失，即燃煤鍋爐排煙和汽輪逡逑機(jī)凝汽器排汽損失。圖１－１給出了燃煤電站能量損失分布圖，圖中可Ｗ明顯看出：逡逑鍋爐排煙和凝汽器排汽損失占系統(tǒng)整體損失的８０％Ｗ上，其余能量損失總和只占逡逑系統(tǒng)整體損失的２０％左右。因此，含理高效地回收利用鍋爐排煙和凝汽器排汽對(duì)逡逑余熱提高燃煤電站余熱利用水平至關(guān)重要。在本課題研究中，重點(diǎn)關(guān)注鍋爐排煙逡逑和凝汽器排汽這兩種電站主要余熱資源的回收利用。逡逑

本文編號(hào)：2766944