试论提高发电厂热经济性的主要途径

摘 要：近年来，随着电力工业的迅速发展，火力发电机组容量不断扩大，电力行业的发展逐渐进入瓶颈期。为保证发电厂能够达到可持续性发展，本文对提高发电厂热经济性的具体措施进行探讨。

关键词：电力工业；瓶颈期；热经济性；发展

【分类号】：TK115

1.我国电力工业的发展与现状

电力工业是国民经济的重要基础产业，电力工业的发展更是国民经济发展的基础，它和人民生活水平的提高息息相关。

新中国成立以来，中国的电力工业取得了迅速的发展，平均每年以10%以上的速度在增长，到2000年3月全国装机容量已达300GW以上，无论在装机容量还是发电量上都跃居世界第2位；2007年中国发电量占全球发电总量的比重高达49%，成为无人能比的第一大电力工业发展国。

2.提高发电厂热经济性的必要性

目前，我国电力工业仍以火电厂为主。随着火力发电机组容量的不断扩大，现在装机300MW及以上机组已成为运行中的主力机组；600MW、800MW和900MW机组已相继并网发电，火电厂已进入电力工业的瓶颈期。那么，如何提高发电厂的热经济性成为当前的首要问题，并关系到发电机组是否能在最佳状态下高效率、良好的运转。现在我们就来探讨提高发电厂热经济性的具体措施。

3.发电厂的主要热经济性指标

发电厂的热经济性是用热经济性指标来衡量的。火力发电厂及其热力设备广泛采用热量法来计算发电厂的热经济性指标。主要热经济性指标有能耗量（汽耗量、热耗量、煤耗量）和能耗率（汽耗率、热耗率、煤耗率）以及效率。下面介绍凝汽式发电厂常用的几个主要热经济指标。

3.1锅炉设备的主要热经济指标

锅炉效率是锅炉设备的主要经济指标，锅炉热效率被广泛的用做发电厂锅炉车间班组生产竞赛的主要指标。

锅炉热负荷（不计锅炉连续排污）

kJ/h

锅炉燃料消耗量（即发电厂耗煤量）

kg/h

3.2 汽轮发电机组的主要热经济指标

汽轮发电机组热耗率的大小，不仅与汽轮机设备的完善程度有关，还与运行、维修的工作量有关，因此常被用作汽轮机车间班组生产竞赛的主要热经济指标。汽轮发电机组的热经济性指标有：汽耗量、汽耗率、热耗率。

3.3 全厂性的主要热经济指标

发电厂作为一个整体，其总效率等于发电厂有效利用的能量（即输出的电能Pe）与其消耗的能量（即输入燃料完全燃烧时的放热量）之比，即

发电厂煤耗率： kg/（kW・h）

1kg标准煤的发热量为 =29270kj/kg，则标准煤耗率的表达式为：

kg标煤/（kW・h）

整个发电厂生产过程中能量转换是由六个环节顺序组成的，因而全厂总效率应等于各环节效率的连乘积。

4.提高发电厂热经济性的途径

4.1提高蒸汽初参数及降低蒸汽终参数

提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数可以明显地提高发电厂的热经济性，现代火力发电机组均向高参数、大容量方向发展，我国生产出单机容量为300Mw、600Mw的汽轮发电机组，其初参数分别为16.18MPa、535℃和16.67MPa、537℃。改变蒸汽参数，必须通过全面的技术经济论证后确定。

4.2给水回热加热的影响

给水回热加热是利用汽轮机抽汽在回热加热器中对锅炉给水进行加热。这一方面使进入锅炉的给水温度升高，提高了工质在锅炉中的平均吸热温度；另一方面由于进入凝汽器排汽量减少，从而减小了冷源热损失。因此在其他条件相同的情况下，回热循环热效率比朗肯循环热效率有显著提高。给水回热可使机组效率相对提高10%-20%。所以，几乎所有的机组均采用给水回热加热，以提高电厂的热经济性。

4.3蒸汽中间再热的影响及应用

蒸汽中间再热是将蒸汽从汽轮机高压缸排汽的一部分引出进人再热器中加热，当温度提高后再引回汽轮机中继续膨胀作功。

由理想再热循环图可知，蒸汽中间再热降低了汽轮机的排汽湿度，为大容量机组进一步提高蒸汽初参数创造了条件，同时也提高了机组的相对内效率，若蒸汽中间再热参数选择的合理，还可提高循环热效率。一般一次中间再热，可使机组的热经济性相对提高5%以上。因此超高参数以上机组普遍采用蒸汽中间再热，以提高机组的热经济性。

4.4热电联产

热电联产是利用在汽轮机中作过功的蒸汽对外供热，同时生产了电能和热能，减少了冷源热损失，使发电广的热经济性得到提高。热电联产的发电广通常称为热电厂，以热电联产方式集中供热称为热化。

热电厂热电联产生产形式有背压式汽轮机、调节抽汽式汽轮机和背压式汽轮机加凝汽式汽轮机三种，三种生产形式热电厂的热力系统如图4-1所示。

采用背压式汽轮机组发电，并利用其排汽供热，无冷源热损失，热经济性最高。它不需要凝汽器，结构简单，投资少。应当注意，采用背压式汽轮机组必须要有稳定的热负荷，否则不宜单独采用，通常与凝汽式机组并列运行。如下图所示。

（a） （b） （c）

（a）背压式汽轮机组；（b）背压式汽轮机组加凝汽式汽轮机组；（c）调节抽汽式汽轮机组

图4-1 电厂热力系统图

热电联产首先减少或避免了冷源热损失，将电能生产中的低品质热能部分或全部用于供热。其次，热电联产集中供热，以高效率大锅炉取代了分散供热时的低效率小锅炉，提高了燃料利用率，节约了大量燃料，一般热电联产可节省20%-25%的燃料。热电联产改善了分散供热的劳动条件，减轻了劳动强度。

热电联产也存在一些问题：因受供热距离限制，热电厂必须建在热负荷密集的工业区和城市附近，当热负荷较小时，供热机组运行经济性会显著降低。热电厂的工质损失一般远大于凝汽式发电厂，使水处理设备的投资和运行费用增加，对外供热能力减小，还会降低热力设备运行的安全可靠性。

5.结论

综上所述，我们可以归纳出提高发电厂热经济性的方法，目前采用的技术和措施可概括为以下6个方面：

（1）提高蒸汽初参数以提高循环吸热过程的平均温度；

（2）采用蒸汽中间再过热以提高循环吸热过程的平均温度；

（3）降低蒸汽终参数以降低循环的平均放热温度；

（4）采用给水回热；

（5）有热负荷地区建设电厂，采用热电联合生产；

（6）采用燃气――蒸汽联合循环。

另外，需要强调的是，采用上述方法提高发电厂的热经济性时，需要注意不能孤立地去追求提高发电厂的热经济性，而必须综合考虑技术经济因素的限制，通过全面的技术经济论证后，才能确定某项技术措施的可行性。

参考文献

[1]郑体宽.热力发电厂.北京：中国电力出版社，2004.8

[2]叶涛主编.热力发电厂.北京：高等教育出版社.2006年8月

[3]陈听宽.节能原理与技术.北京：机械工业出版社，1989

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