燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)電站熱力性能分析理論與計(jì)算目錄

1電站熱力學(xué)基礎(chǔ)

1.1電站的熱力循環(huán)

1.1.1研究電站熱力學(xué)的目的

1.1.2電站的熱力循環(huán)

1.2電站熱力性能的評(píng)價(jià)

1.2.1閉式循環(huán)電站的效率

1.2.2燃料的熱值

1.2.3開式循環(huán)電站的效率

1.2.4電站的熱耗率

1.3實(shí)際電站熱力性能低于卡諾電站熱力性能的原因

2燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理論基礎(chǔ)

2.1燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)概述

2.1.1燃?xì)廨啓C(jī)的理想循環(huán)與實(shí)際循環(huán)

2.1.2燃?xì)廨啓C(jī)的簡(jiǎn)單循環(huán)與復(fù)雜循環(huán)

2.1.3多軸式燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)

2.1.4燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)合循環(huán)

2.2單軸燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)的熱力學(xué)分析

2.2.1單軸燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單理想循環(huán)的熱力學(xué)分析

2.2.2單軸燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單實(shí)際循環(huán)不考慮流動(dòng)損失時(shí)的熱力學(xué)分析

2.2.3單軸燃?xì)廨啓C(jī)簡(jiǎn)單實(shí)際循環(huán)考慮流動(dòng)損失時(shí)的熱力學(xué)分析

2.2.4考慮k值差異時(shí)單軸燃?xì)廨啓C(jī)熱力性能的計(jì)算與分析

2.3單軸燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)雜循環(huán)的熱力學(xué)分析——提高燃?xì)廨啓C(jī)熱力性能的措施

2.3.1燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)嵫h(huán)

2.3.2燃?xì)廨啓C(jī)中間冷卻循環(huán)

2.3.3燃?xì)廨啓C(jī)再熱循環(huán)

2.4燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)計(jì)算程序步驟示例

2.5多軸式燃?xì)廨啓C(jī)的熱力學(xué)分析

2.5.1采用多軸式燃?xì)廨啓C(jī)的目的

2.5.2分軸/低壓動(dòng)力透平/間冷再熱回?zé)嵫h(huán)的熱力學(xué)分析

2.5.3分軸/高壓動(dòng)力透平/間冷再熱回?zé)嵫h(huán)的熱力學(xué)分析

2.5.4雙軸/高T高C負(fù)荷、低T低C/間冷再熱回?zé)嵫h(huán)的

熱力學(xué)分析

2.5.5三軸燃?xì)廨啓C(jī)熱力性能分析的計(jì)算步序

3汽輪機(jī)電站理論基礎(chǔ)

3.1汽輪機(jī)電站簡(jiǎn)介

3.1.1汽輪機(jī)電站的構(gòu)成

3.1.2提高汽輪機(jī)電站循環(huán)效率的措施

3.2汽輪機(jī)循環(huán)效率的計(jì)算(1)——常規(guī)計(jì)算法

3.2.1原始資料與數(shù)據(jù)

3.2.2數(shù)據(jù)的整理與準(zhǔn)備

3.2.3汽輪機(jī)熱力性能計(jì)算

3.3汽輪機(jī)循環(huán)效率的計(jì)算(2)——等效焓降法

3.3.1汽輪機(jī)電站的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及其變化關(guān)系

3.3.2等效焓降的概念

3.3.3純熱量或熱量伴隨著工質(zhì)進(jìn)出系統(tǒng)的問題

3.3.4算例

3.4汽輪機(jī)循環(huán)效率的計(jì)算(3)——循環(huán)函數(shù)法

3.4.1循環(huán)函數(shù)法的基本方法、概念與方程

3.4.2主循環(huán)的循環(huán)函數(shù)分析方法

3.4.3考慮輔助循環(huán)的循環(huán)函數(shù)分析方法

3.4.4輔助汽、水循環(huán)的分析計(jì)算

3.4.5輔助汽水循環(huán)中熱量轉(zhuǎn)化的規(guī)律

3.4.6算例

4余熱鍋爐的基礎(chǔ)知識(shí)與熱力學(xué)分析

4.1余熱鍋爐的基礎(chǔ)知識(shí)

4.1.1余熱鍋爐汽水系統(tǒng)示例介紹

4.1.2余熱鍋爐的效率

4.1.3余熱鍋爐的溫差與吸熱量之間的關(guān)系

4.1.4多壓余熱鍋爐

4.1.5余熱鍋爐的排煙溫度與給水溫度問題

4.1.6余熱鍋爐中的脫硝裝置

4.2余熱鍋爐的熱力學(xué)分析與計(jì)算

4.2.1單壓余熱鍋爐的計(jì)算方法、程序與性能分析

4.2.2雙壓無再熱余熱鍋爐的計(jì)算方法、程序與性能分析

4.2.3雙壓再熱余熱鍋爐的計(jì)算方法、程序與性能分析

4.2.4三壓無再熱余熱鍋爐的計(jì)算方法、程序與性能分析

4.2.5三壓再熱余熱鍋爐的計(jì)算方法、程序與性能分析

5燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站理論基礎(chǔ)

5.1燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站的基本概念

5.2燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

5.2.1串行電站

5.2.2并行電站

5.2.3串并行電站

5.3不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

5.4補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

6燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站熱力性能的焦樹建分析法

6.1聯(lián)合循環(huán)電站的熱效率公式與功率比關(guān)系式

6.1.1聯(lián)合循環(huán)電站的熱效率公式

6.1.2聯(lián)合循環(huán)電站的功率比關(guān)系式

6.2參數(shù)對(duì)聯(lián)合循環(huán)電站熱效率影響程度的分析

6.3參數(shù)的選擇

6.3.1ηr1和ηr2的選擇

6.3.2ηgt的選擇

6.3.3A值的選擇

6.3.4ηM.gt和ηG.gt值的選擇

6.3.5ηh值的選擇

6.3.6e值的選擇

6.3.7ηst值的選擇問題

6.4補(bǔ)燃式和不補(bǔ)燃式聯(lián)合循環(huán)電站的特性比較

7余熱鍋爐與汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)匹配的優(yōu)化

7.1單壓余熱鍋爐與汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)匹配的優(yōu)化

7.2雙壓無再熱余熱鍋爐與汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)匹配的優(yōu)化

7.3雙壓再熱余熱鍋爐與汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)匹配的優(yōu)化

7.4三壓無再熱余熱鍋爐與汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)匹配的優(yōu)化

7.5三壓再熱余熱鍋爐與汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)匹配的優(yōu)化

7.6蒸汽參數(shù)優(yōu)化問題小結(jié)

8幾種聯(lián)合循環(huán)電站的介紹與熱力學(xué)分析的解析計(jì)算方法

8.1概述

8.2不補(bǔ)燃余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)電站性能參數(shù)的解析解

8.3增壓鍋爐型燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站

8.3.1系統(tǒng)概述

8.3.2焦樹建分析法相關(guān)公式的推導(dǎo)

8.3.3效率計(jì)算公式中各參數(shù)的計(jì)算與取值

8.3.4增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)場(chǎng)合中燃?xì)廨啓C(jī)最佳壓比的解析計(jì)算

8.4程氏循環(huán)

8.4.1概述

8.4.2用焦樹建分析法對(duì)程氏循環(huán)進(jìn)行分析

8.4.3程氏循環(huán)的焦樹建分析法對(duì)分析中各參數(shù)的選取與確定

8.4.4程氏循環(huán)的其他兩個(gè)問題

8.5濕空氣透平循環(huán)

8.5.1概述

8.5.2HAT循環(huán)效率的數(shù)學(xué)關(guān)系式

8.5.3HAT循環(huán)計(jì)算步序和問題的處理

8.5.4對(duì)HAT循環(huán)計(jì)算問題的總結(jié)與思考

9整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)電站

9.1概述與系統(tǒng)流程介紹

9.1.1概述

9.1.2干法給煤的IGCC電站流程介紹

9.1.3濕法給煤的IGCC電站流程介紹

9.2IGCC電站熱力循環(huán)計(jì)算的基本問題

9.2.1氣化爐的熱力計(jì)算基礎(chǔ)

9.2.2氣化爐的計(jì)算模型與方法

9.2.3SHELL氣化爐的預(yù)測(cè)程序

9.2.4煤氣清潔系統(tǒng)中的計(jì)算問題

9.2.5IGCC電站系統(tǒng)中燃?xì)廨啓C(jī)的計(jì)算

10工質(zhì)的熱物性計(jì)算

10.1燃?xì)鉄嵛镄杂?jì)算的張世錚公式

10.2俄羅斯科學(xué)院美國印第安納州圣母大學(xué)的單獨(dú)物質(zhì)的熱力性質(zhì)表

10.3298.15K時(shí)一些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)

10.4液體燃料與氣體燃料的熱值數(shù)據(jù)

編后感言

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書融會(huì)貫通近年來國內(nèi)外熱能動(dòng)力工程領(lǐng)域多位大家的理論著作內(nèi)容，加入作者研究工作的成果，力求理論體系完備，物理概念清晰，辯證分析深入，計(jì)算方法實(shí)用。 　全書分為10章，主要內(nèi)容包括：電站熱力學(xué)循環(huán)、熱力循環(huán)性能的評(píng)價(jià)、提高電站熱力循環(huán)性能的途徑等基礎(chǔ)知識(shí)；燃?xì)廨啓C(jī)理想循環(huán)、實(shí)際循環(huán)、簡(jiǎn)單循環(huán)、復(fù)雜循環(huán)、多軸燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)和燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)合循環(huán)的基本概念；蒸汽輪機(jī)電站的基本構(gòu)成和工作流程；余熱鍋爐汽水系統(tǒng)的構(gòu)成和基本的熱力學(xué)概念與工程概念；聯(lián)合循環(huán)的嚴(yán)格熱力學(xué)定義；燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)熱力性能的焦樹建分析法；蒸汽參數(shù)匹配優(yōu)化的數(shù)值計(jì)算；燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站的構(gòu)成與工作流程；IGCC聯(lián)合循環(huán)電站的構(gòu)成和工藝流程；用于聯(lián)合循環(huán)電站熱力性能分析計(jì)算的工質(zhì)熱物性計(jì)算方法。從理論體系上看，本書基本涵蓋了目前在役和在研的燃?xì)猹舱羝?lián)合循環(huán)電站的全部?jī)?nèi)容。

本書可作為熱能動(dòng)力工程領(lǐng)域的科研人員、企業(yè)工程師、高等院校的本科生和研究生的參考書。

機(jī)組以高爐產(chǎn)生的副產(chǎn)品——高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣為燃料，在燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組中發(fā)電。這一具有國際先進(jìn)水平的機(jī)組在鞍鋼投入使用，可以使鞍鋼高爐生產(chǎn)中產(chǎn)生的高爐煤氣全部得到回收利用，既可減少高爐煤氣的散放，降低能源損失、減輕大氣環(huán)境污染，又能利用此裝置較高的熱點(diǎn)效率獲得大量的電能。新發(fā)電機(jī)組每小時(shí)可燃燒高爐煤氣47萬立方米、焦?fàn)t煤氣4.2萬立方米，每小時(shí)發(fā)電量可達(dá)30萬千瓦時(shí)，年發(fā)電量可達(dá)23億千瓦時(shí)以上，比同等水平的熱電廠每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤70萬噸以上，每年利用高爐煤氣約33億標(biāo)準(zhǔn)立方米，可減少一氧化碳排放10億標(biāo)準(zhǔn)立方米，減少溫室氣體二氧化碳排放約190萬噸，在節(jié)能的同時(shí)還保護(hù)了環(huán)境。鞍鋼CCPP發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行，使鞍鋼電力自給率由原來的48%提高到72%，不僅在很大程度上緩解了企業(yè)電力緊張的局面，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。2100433B

燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置，把燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)裝置聯(lián)合而成的發(fā)電裝置。

根據(jù)熱力學(xué)第二定律，對(duì)于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，提高循環(huán)工作介質(zhì)的加熱溫度，或者降低放熱溫度，都能提高熱效率。隨著技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)90年代投入運(yùn)行的燃?xì)廨啓C(jī)初溫已經(jīng)達(dá)到1?200～1?400℃，但燃?xì)廨啓C(jī)的排氣溫度也很高，一般在500～600℃，熱效率最高只達(dá)39%。同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)流量又很大，大功率燃?xì)廨啓C(jī)的排氣流量在300千克/秒以上，有著大量可利用的熱量?，F(xiàn)代常規(guī)蒸汽輪機(jī)的放熱溫度比較低，燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)就是將燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)循環(huán)聯(lián)合起來的使之既具有燃?xì)廨啓C(jī)的高溫加熱，又具有蒸汽輪機(jī)的低溫放熱，實(shí)現(xiàn)熱能的梯級(jí)利用，組成熱效率更高的發(fā)電裝置。具有供電效率高，電廠造價(jià)低，建設(shè)周期短，運(yùn)行靈活性大，污染排放少等優(yōu)點(diǎn)。80年代以來其技術(shù)得到迅速發(fā)展，投入運(yùn)行的單機(jī)最大功率已達(dá)到400兆瓦，熱效率可達(dá)到58%。它不僅已用作電網(wǎng)調(diào)峰和緊急備用機(jī)組，而且用于承擔(dān)基本負(fù)荷。余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)裝置　由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和汽輪機(jī)組成，使用燃料為天然氣或礦物油（見圖）。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣被引入余熱鍋爐，利用排氣中的熱量加熱余熱鍋爐的給水，產(chǎn)生的蒸汽送入汽輪機(jī)做功。在同樣的燃料消耗量下，聯(lián)合循環(huán)裝置的總輸出功率約為燃?xì)廨啓C(jī)的1.5倍。余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)還有一種帶補(bǔ)燃的，除引入燃?xì)廨啓C(jī)的排氣外，還補(bǔ)充燃燒一定量的燃料，以增大余熱鍋爐的蒸汽量，提高主蒸汽的參數(shù)，增大汽輪機(jī)的輸出功率，但這時(shí)聯(lián)合循環(huán)的熱效率比無補(bǔ)燃情況下有所降低。整體煤氣化燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置(IGCC)　由煤的氣化及其凈化系統(tǒng)和燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置兩部分組成。煤在氣化爐中氣化成中熱值或低熱值煤氣，經(jīng)過凈化處理后成為清潔的煤氣，供給燃?xì)廨啓C(jī)作燃料，既能得到較高的熱效率，又有很好的環(huán)保性能。至2000年，電站熱效率達(dá)到45%。增壓流化床燃?xì)猕C蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置(PFBC–CC)　由增壓流化床鍋爐，燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)組成?？諝饨?jīng)壓氣機(jī)壓縮后送入增壓流化床鍋爐，與供入的煤和脫硫劑沸騰燃燒。產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，產(chǎn)生的煙氣（近850℃）經(jīng)過除塵后，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)。聯(lián)合循環(huán)裝置的熱效率現(xiàn)已達(dá)到40%～42%。 2100433B