供热发电汽轮机组的选择

●应用技术

供热、发电汽轮机组的选择

高海宏1)　王月玲2)

(山西省化工设计院　化工部第二设计院)

摘　要:文章阐述了汽轮机的工作特点,提出了利用炼焦尾部高温烟气的余热,选择恰当的汽

轮机进行发电,达到节约燃料,能源综合利用的目的。

关键词:汽轮机;余热发电;供热中图分类号:TK269　　　　文献标识码:A文章编号:1004-6429(2004)06-98-02

1　概述

电能和热能是人类生活和生产中应用最为广泛的两种二次能源,它须消耗大量的一次能源获得,我国主要是以煤为燃料(一次能源),而这一燃料的资源是有限的,因此合理的利用和节约燃料是一个全国性的重大课题。充分利用劣质燃料煤矸石、炼焦副产品焦炉尾部高温烟气做燃料,选择循环流化床锅炉、余热锅炉来产生高品位蒸汽,采用调整抽汽凝汽式汽轮机组进行供热、发电,建设炼焦、供热、发电联产项目,既提高了经济效益、回收了废气、低质燃料,又满足了人类生活日益需求的热、电能源,变废为宝、节约燃料、能源综合利用。这一项目的实施正是“走可持续发展道路,努力建设清洁能源区”这一战略措施的具体体现。而该项目中汽轮机的选择尤为重要。2　汽轮机的工作特点

在热力循环中不可避免地有一部分能量排放到低温热源中不能用来做功,这部分热能是一种能源损失,或称废热,它使热力循环效率降低。但是这一部分品位较低的热能,不是不可能利用的。充分地利用它,不仅提高了燃料中能量的利用率和热力循环的热效率,而且还可以回收一部分清洁的凝结水,所以是不可忽视的。2.1　凝汽式汽轮机

若热负荷为Q2,汽轮机排汽焓为h2,则排汽量D2=Q2/

h2,D2也就是背压式汽轮机的进汽量,而整个机组的理想焓降已由蒸汽初、终参数所确定,因此背压式汽轮机发出的电功率决定于当时热负荷的大小,不能单独变动,换句话说就是背压式汽轮机不能同时满足热电负荷的需要。因此在没有电网供电的地区,背压式汽轮机不能单独运行,而必须与凝汽式汽轮机并列运行。这时背压式汽轮机完全按照热负荷的大小工作,并同时供应一部分电能,不足的电能则由凝汽式汽轮机供应。

由于背压式机组的级数少,无低压缸和凝汽器及复杂的循环水系统,故机组制造成本低,热效率高,受水源的限制较小,所以有稳定可靠的热负荷,有电网供电的地区(对电用户能调峰)应优先考虑装设背压式机组。2.3　调节抽汽式汽轮机

抽汽式汽轮机介于纯凝汽式汽轮机与背压式汽轮机之间,在具有调节抽汽的凝汽式汽轮机中,机组排汽热量既不能转变为机械功又不能作为低品位能量利用的废热Q。但这部分热量比较小,因为大部分较低品位能量都在调节抽汽点抽出作供热用。由于调节抽汽式汽轮机发出的功率和进入凝汽器的流量是随抽汽量的大小而变的,所以其热电比也随汽轮机工况变化而有较大幅度的变化。当调节抽汽量很大时,排入凝汽器的蒸汽量很小,一般只需保持不使汽轮机低压缸温度过分升高即可,所以其发电量也相应减小。这样调节抽汽式汽轮机的工作就接近于背压式汽轮机的工作,其绝对热效率也就接近于背压式汽轮机的热效率。相反,当调节抽汽量为零时,调节抽汽式汽轮机就与纯凝汽式汽轮机一样。它们的热效率也相同,即η抽汽式汽轮机和背压式汽轮机都是可以同st=30%～40%。

时承担供热和发电两项任务的汽轮机,它们属于供热式汽轮机。单位时间内除了生产电能Nu外,还生产热能Q,所以整个装置的绝对热效率η′st应为:

(2)n′st=(Nu+Q)/Q1

3　结论

以上分析可见,当机组利用了低品位能量Q以后,装置的热效率将大大地超过凝汽式机组的热效率。由式(1)和式(2)可得:

η(3)′st=ηst+Q/Q1=ηst+(1+Q/Nu)

凝汽式汽轮机没有考虑供热这一因素,它只是以蒸汽为工

质将高品位的热能转换为机械功的旋转机械并用于发电,为了提高整个动力装置的效率,靠提高蒸汽初参数,降低排汽压力来实现,但这两种方法受到结构成本、材料强度的限制。

凝汽式汽轮机在用高质量、高品位的过热蒸汽发电时,必然伴随有低品位的热能,这些热能完全成了废热,靠大量的循环水冷却排放到环境中去。虽然整个动力装置的发电量很大,但其热电比为零。因而整个动力装置的热效率相对很小。

单位时间内锅炉燃料所供给的总热量为Q1,汽轮机输出的电功为Nu,考虑了锅炉产生蒸汽这一热力过程后,整个动力装置的绝对热效率ηst为:

η(1)st=Nu/Q1

2.2　背压式汽轮机

背压式汽轮机主要任务是在一定的排汽参数下供应用户规定的蒸汽量,并能同量发出一定的电能,它与凝汽式汽轮机相比,没有凝汽器中的冷却损失。其背压大小应综合用户的需要合理确定。

1)　高海宏,男,1967年出生,1990年毕业于太原工业大学热能工程系,工程师,030024,山西省太原市

收稿日期:2004-05-21

式中:Q/Nu是供热式汽轮机的热电比,即以同样单位表示的供热量与供电量之比。

(3)式中当Q=0时,为凝汽式汽轮机组,η′st=ηst=013～014;当汽轮机的排汽热量全部用作供热即背压式汽轮机组,排汽压力为0.118MPa时,(1+Q/Nu)=3.8～9.5,相应的ηst=Nu/Q1=0.21～0.085,由(3)式可得装置的绝对热效率η′≈

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高海宏等:供热、发电汽轮机组的选择

018;调节抽汽式机组当有一定量调节抽汽时,其热电比和热效率将在上述两个极端工况之间相应的数值上变动。

总之,汽轮机组的选择是由用户的使用情况决定的,在没有热用户只供电的情况下,采用凝汽式汽轮机组,但效率很低;在用户的热负荷是全年性而比较稳定可靠,且有电网供电的地

2004年第6期　11月5日出版

区,采用背压式汽轮机组比较经济;在用户系统中既有全年性

热负荷,又有季节性采暖热负荷时,选择调整抽汽式机组为宜,选调整抽汽式机组可以比较灵活的调节负荷,同时满足热电负荷用户的要求。

(校对:安　平)

TheSelectionoftheTurbosetforHeatSupplyandElectricPowerGeneration

GaoHaihong　WangYueling

ABSTRACT:Thispaperexpoundstheworkingfeaturesofthesteamturbine,andputsforwardthesuggestionofusingthesurplusenergy

ofthehigh-temperaturecokeovengasandselectingpropersteamturbineforelectricalpowergenerationtoachievethegoalofsavingthefueland

makingcomprehensiveutilizationoftheenergy.

KEYWORDS:steamturbine;powergenerationofsurplusenergy;heatsupply(上接第97页)

镜头制造厂商对红外镜头制造采用了特殊的光学玻璃为材料,对镜片进行了镀膜处理,以增加红外光的透光率,同时克服了镜头对可见光和红外光透光率不同而产生的误差。另外镜头光圈值F的选择也是很重要的,F值是相对孔径D/f的倒数,F值越小,相对孔径越大,采光量就越大,形成图像的质量越好。3　摄像机的防护罩

摄像机防护罩的防护玻璃对拍摄效果也有很大影响,被摄物体反射的红外光在传输过程中,通过不同的介质,其透射率和反射率也不同,因此要求摄像机防护罩的玻璃有良好的红外光透过能力。

由于主动红外监控系统的不断发展与完善,它的一些缺点逐渐被克服(如红暴、使用寿命等),因此可以预计主动红外监控系统会在越来越多的领域里得到更加广泛的应用。

(校对:安　平)

ThePrincipleandApplicationoftheActive

InfraredMonitoringSystem

KongZhihong

ABSTRACT:Thispaperintroducesthedeveiopingtrendandapplicationprospectoftheactiveinfraredmonitoringsystem.KEYWORDS:monitoringsystem;activeinfrared;application

(上接第70页)

也在教育教学中体现和延伸:教师上的每一节课,是知识重新创造的过程,从中可以发现与学生共同成长的欢愉,也可以感受到对自己智慧与人格的挑战,从而不断调整自己,培养优良的心理品质和高超的教育技能。教师应该承认并尊重学生发展存在的差异性,理解差异也是一种财富,从学生表现出来的差异性中寻求不同的理解方法,为教育教学提供丰富的课程资源,在传道授业解惑里培养教育机智。德育是启发学生感知责任、履行责任;智育是引导学生热爱知识并激励他们探索新知,不断更新和完善知识结构,训练思维力、记忆力和意志力;美育是培养学生的爱美之心、爱美的情操与能力。爱美有着陶冶善良品格的力量,爱美可以滋润生命———通过促进学生的德、智、体、美全面发展,教师可以丰富和完善自己的各个方面,增添审

美意识和审美情趣,领悟和体验生活,与学生一起不仅用眼睛

而且用心灵去感受真、善、美。

百年大计,教育为本。教育大业,教师为本。质量是教育的生命线。别林斯基在《新年的礼物》中写道“:教育者多么伟大,多么重要,多么神圣,因为人的一生幸福都操纵在他的手中。”我们的古人也说“:道之所存,师之所存也。”从某种意义上说,教师塑造着我们的明天。因此,教师必须直面现实的挑战,树立现代教育观,全面提高自身素质,自觉加强师德修养,学习掌握适应新形势的教育教学方法,引导学生健康、快乐地成长,为培养德才兼备、有志有为的一代新人而努力奋斗。

(校对:刘　芳)

ImprovingTeachers’QualityandStrengtheningTeachers’MoralCultivation

YuRong

ABSTRACT:Thispaperprobesintotherequirementsofthetimesfortheteachersandtheimportanceofteachers’moralcultivationinthe

educationalwork,anddiscussesontherelationbetweenstrengtheningtheeducationalconviction,beingamodelfortheothers,lovingthestudents,

teachingwellschoolandthemoralcultivation.

KEYWORDS:teachers’moralcultivation;moralpersonality;teachingbenefitsteacherandstudentalike

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