哈工大-供熱工程-第十五章

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1、第十五章集中供熱系統(tǒng)的熱源熱源：在熱能供應(yīng)范疇中，凡是將天然或人造的含能形態(tài)轉(zhuǎn)化為符合供熱系統(tǒng)要求參數(shù)的熱能設(shè)備與裝置，通稱為熱源。本章內(nèi)容：15-1熱電廠15-2區(qū)域鍋爐房15-3其它熱源形式15-1熱電廠熱電廠是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的電廠。聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的方式，取決于采用供熱汽輪機(jī)的型式。一、基本熱電循環(huán)熱平衡：輸入100%鍋爐熱損12%；冷凝器熱損失54%；發(fā)電輸出34%圖15-1基本熱電循環(huán)原理圖二、背壓式汽輪機(jī)圖15-2背壓式熱電循環(huán)圖．(a)工作原理圖，(b)T-S圖1-鍋爐；2-過(guò)熱器；3

2、-蒸汽汽輪機(jī)4一發(fā)電機(jī)；5-熱用戶；6-給水泵圖15-l(a)為背壓式汽輪機(jī)的工作原理示意圖。圖15-l(b)為其熱力循環(huán)的溫熵(T-S)圖。其中，1-2表示過(guò)熱蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的絕熱膨脹過(guò)程2-3表示過(guò)熱蒸汽在外用戶的凝結(jié)放熱過(guò)程;3-4表示水在鍋爐中由未飽和水受熱成為飽和水的定壓加熱過(guò)程;4-5表示飽和水在鍋爐內(nèi)的定壓汽化過(guò)程;5-1表示飽和蒸汽在過(guò)熱器內(nèi)定壓加熱成為過(guò)熱蒸汽的過(guò)程。面積1673451表示蒸汽從熱源吸熱量；面積123451為轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臒崃?；供?yīng)熱用戶的熱量等于面積26732。由此可見(jiàn)，

3、如不考慮動(dòng)力裝置及管路的熱損失，理論的背壓式熱電聯(lián)合生產(chǎn)的熱能利用率為100％。背壓式汽輪機(jī)的熱能利用效率最高，但由于熱、電負(fù)荷相互制約，它只適用于承擔(dān)全年或供暖季基本熱負(fù)荷的供熱量。近年來(lái)，一些大型的以供暖為主的集中供熱系統(tǒng)也開(kāi)始采用背壓式汽輪機(jī)組，供暖季運(yùn)行，非供暖季停運(yùn)，也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。三、抽汽式汽輪機(jī)圖15-3單級(jí)可調(diào)抽汽式汽輪發(fā)電機(jī)組原理圖圖15-4雙抽式供熱汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)示意圖A-高壓可調(diào)節(jié)抽汽口；B-低壓可調(diào)節(jié)抽汽口L-鍋爐；2-蒸汽汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-主加熱器(基本加熱器)；

4、5-高峰加熱器；6、7，25-減壓加濕器；8-膨脹箱；9-凝結(jié)水泵；10-除氧器；11-水處理站；12-給水泵；13-網(wǎng)路補(bǔ)給水泵；14-網(wǎng)路補(bǔ)水壓力調(diào)節(jié)器；15-網(wǎng)路循環(huán)水泵；16-除污器；17-低壓預(yù)熱器；18-高壓預(yù)熱器；19-凝結(jié)水泵；20-鍋爐給水泵；2l-凝結(jié)水泵；22-射流預(yù)熱器；23-膨脹箱；24-冷凝器抽汽式汽輪機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是抽汽量的多少不影響額定發(fā)電功率，亦即熱、電負(fù)荷不相互制約，因而運(yùn)行靈活。但由于熱力循環(huán)過(guò)程中仍有冷凝器的冷源損失，熱能利用效率低于背壓式機(jī)組。特別是當(dāng)抽汽量減少時(shí)，

5、為了保證額定發(fā)電功率，進(jìn)入冷凝器的汽量增多，冷源損失增加l而且，由于抽汽式汽輪機(jī)增設(shè)了節(jié)流機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)抽汽量，汽輪機(jī)內(nèi)的相對(duì)內(nèi)效率降低，甚至比同參數(shù)，同容量的純凝汽式機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率低。四、抽汽背壓式汽輪機(jī)圖15-5所示為帶有抽汽的背壓式汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)圖。汽輪機(jī)全部排汽，通常用來(lái)加熱網(wǎng)路水，同時(shí)還從中間抽出較高壓力的蒸汽供應(yīng)工業(yè)熱用戶。抽汽背壓式機(jī)組與背壓式機(jī)組相比，在供熱上具有一定的靈活，但這種機(jī)組仍屬于背壓式機(jī)組的范疇，熱、電負(fù)荷相互制約的缺點(diǎn)仍不能克服。圖15-5抽汽背壓式汽輪機(jī)供熱系統(tǒng)示意圖1

6、-蒸汽鍋爐；2-抽背式汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-主加熱器；5-高峰加熱器；6-除污器；7-補(bǔ)給水泵；8-補(bǔ)水壓力調(diào)節(jié)器；9-網(wǎng)路循環(huán)水泵；lO-回?zé)嵫b置；ll～鍋爐給水泵五、凝汽式汽輪機(jī)改造除了采用供熱汽輪機(jī)組進(jìn)行熱電合供外，凝汽式汽輪機(jī)也可以改裝為供熱機(jī)組，把單純發(fā)電的凝汽式發(fā)電廠改為熱電廠。國(guó)內(nèi)目前主要有兩種改造方法：一種是在汽輪機(jī)的中間導(dǎo)汽管上抽出部分蒸汽向外供熱，另一種方法是使凝汽機(jī)組在供暖期間降低真空運(yùn)行(稱為惡化真空)，把冷凝器作為熱網(wǎng)回水加熱器，用熱水網(wǎng)路的循環(huán)水供暖。無(wú)論采用哪種方法，都降低

7、了機(jī)組的發(fā)電功率，降低了年總發(fā)電量，但由于實(shí)現(xiàn)了熱、電聯(lián)產(chǎn)，提高了電廠的熱能利用效率。圖15-6所示為采用惡化真空式供熱的原則性示意圖。運(yùn)行時(shí)將凝汽式汽輪機(jī)的排汽壓力，從原來(lái)的4-6kPa提高到49kPa(O.5ata)，由于冷凝器內(nèi)真空度降低，在冷凝器中可將熱水網(wǎng)路回水加熱到70-75℃。網(wǎng)路回水一般按50-55℃設(shè)計(jì)。網(wǎng)路溫差約為20℃左右。但采用循環(huán)水供熱后，原電廠的發(fā)電功率下降，一般減少15％-25％。同時(shí)，供水溫度低，供，回水溫差小，外網(wǎng)管徑較粗。圖15-6汽輪機(jī)惡化真空式運(yùn)行的供熱系統(tǒng)(循環(huán)水

8、供熱)示意圖1-蒸汽鍋爐；2-凝汽式汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-網(wǎng)路循環(huán)水泵；5-補(bǔ)水壓力調(diào)節(jié)器；6-除污器；7-補(bǔ)給水泵；8-冷凝器(熱網(wǎng)換熱器)；9-凝結(jié)水泵；10-回?zé)嵫b置；11-鍋爐給水泵。15-2區(qū)域鍋爐房區(qū)域鍋爐房是城鎮(zhèn)集中供應(yīng)熱能的熱源。雖然它的熱效率低于熱電廠的熱能利用效率，但區(qū)域鍋爐房中使用燃煤鍋爐的熱效率也能達(dá)到80％以上，比分散的小型鍋爐房的熱效率(50％～60％)高得多。此外，區(qū)域鍋爐房與熱電廠相比，共投資