【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)評估,并根據(jù)“能量對口、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：通過對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1000萬和1250萬元。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,即對中高水分的煤在入爐前采用預(yù)干燥措施,通過減少煤燃燒過程中用于蒸發(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,對機(jī)組采用入爐煤預(yù)干燥過程的熱力學(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,并通過理論推導(dǎo)得出原煤中水分含量對原煤發(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,對干燥設(shè)備的抽汽汽源進(jìn)行優(yōu)化；通過增設(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程的(?)損失,并對利用增設(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)性評價(jià),結(jié)果表明：通過增設(shè)輔助蒸汽循環(huán),干燥設(shè)備的(?)損失由原來的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