热电厂余热梯级利用模式研究

摘要

在国家实施“节能减排”有关政策支持下，如何合理利用余热，扩大余热利用途径，实现能源梯级利用，提高热电厂整体综合效益，已经显得尤为迫切。本课题在总结前人研究成果基础上，以热力学第一定律和第二定律为理论，提出余热资源评价基准，并对基于热电厂的热电联产和热电冷联产余热利用模式进行了节能分析。
　　 遵循能量合理利用的原则，以热力学第一定律和第二定律为基础，提出了能量的三种评价方法：能分析、(火用)分析和能级分析，并对其进行了理论分析，提出了能级系数是判断能量合理利用的最优方式。
　　 与热电分产相比，热电联产可以节能但不是在任何情况下都可以节能。热电联产节能与否主要取决于热电联产的发电是否节能，供热方面的节能潜力有限。最小热电比是判断热电联产节能与否的临界条件，提高汽轮机进汽参数、降低供热抽汽参数、提高热网返回凝结水参数都可以降低节能最小热电比。总热效率表示热电厂在不同工况下燃料的有效利用程度，热电联产存在最佳总热效率，且与节能最小热电比有关。当最小抽汽量小于机组额定抽汽量时，热电联产机组运行是节能的，且在额定抽汽量下运行是最节能的，总热效率达到最佳值。
　　 热电冷联产的节能性，是相对于以锅炉蒸汽为热源的吸收式制冷机而言的，而对于以热电厂余热为热源的热电冷联产系统相对于热电联产加电制冷和热电冷分产系统而言，其可以节能但不是在任何情况下都可以节能。从当量热力系数、等效发电效率、等效发电煤耗和一次能耗角度研究了热电冷联产系统节能特性，提出影响热电冷联产系统节能性关键因素-供热机组进汽参数、抽汽参数、制冷机组性能。
　　 以坑口电厂为实例，利用能源梯级利用原理，分别对1＃和2＃供热机组节能性进行了诊断，并提出了余热利用关键技术-热平衡、热电厂供热范围、余热型制冷机组特性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1余热利用现状

1.1.2余热利用政策

1.2研究目的与意义

1.3国内外研究现状

1.3.1用能过程评价方法研究

1.3.2余热利用技术研究现状

1.4国内外热电厂余热应用现状

1.4.1热电联产在国内外的发展现状

1.4.2热电冷联产在国内外的发展状况

1.5研究框架与内容

1.5.1研究框架

1.5.2研究内容

第2章能量梯级利用的技术研究

2.1能量合理利用原则

2.1.1能源梯级利用原则

2.1.2能级匹配原则

2.2用能过程评价方法

2.3能量系统一次能耗率

2.3.1发电系统PRE值

2.3.2供热系统PRE值

2.3.3制冷系统PRE值

2.4能量系统(火用)分析

2.4.1热量(火用)

2.4.2冷量(火用)

2.4.3焓(火用)

2.4.4(火用)效率

2.5能级系数

2.5.1一次能源能级系数

2.5.2二次能源能级系数

2.5.3用户能级系数

2.5.4平煤集团中西部矿区能源能级状况

2.6热电厂余热利用途径分析

2.6.1热电厂热电联产系统

2.6.2热电厂热电冷联产系统

2.7小结

第3章热电联产节能分析

3.1能耗分析模型的建立及计算条件

3.1.1能耗分析模型的建立

3.1.2能耗分析工况

3.2热电联产标准煤耗量计算

3.2.1热电联产供热标准煤耗量

3.2.2热电联产发电标准煤耗量

3.2.3热电联产年标准煤耗量

3.3热电分产标准煤耗量

3.3.1热电分产供热标准煤耗量

3.3.2热电分产发电标准煤耗量

3.3.3热电分产年标准煤耗量

3.4热电联产技术经济分析

3.4.1热电联产与热电分产年供热节能分析

3.4.2热电联产与热电分产发电节能分析

3.4.3热电联产经济性分析

3.5热电联产经济指标分析

3.5.1热电比

3.5.2总热效率

3.5.3热化系数

3.6小结

第4章基于热电厂的热电冷联产节能分析

4.1能耗比较模型的建立

4.2空调制冷系统能耗分析

4.2.1制冷机组能耗

4.2.2冷冻水泵能耗

4.2.3冷却水系统能耗

4.3热电冷联产系统节能特性研究

4.3.1当量热力系数

4.3.2等效发电效率

4.3.3系统发电煤耗

4.3.4一次能源节约量

4.4小结

第5章坑口电厂余热梯级利用技术研究

5.1　热负荷状况

5.1.1供热年耗热量

5.1.2空调年耗热量

5.1.3热水供应全年耗热量

5.1.4生产工艺年耗热量

5.1.5平煤集团中西部矿区全年供热量计算

5.2余热利用关键技术研究

5.2.1用热平衡

5.2.2热电厂供热范围

5.2.3余热型制冷机组

5.3坑口电厂能源梯级利用节能性分析

5.4坑口电厂能源梯级利用效益分析

5.4.1经济效益

5.4.2环境效益

5.4.3社会效益

5.5小结

第6章结论与展望

6.1研究结论

6.2问题与展望

参考文献

致谢

附录 硕士期间发表论文情况