《火電廠中低溫余熱利用技術(shù)》以熱電聯(lián)產(chǎn)與火電節(jié)能為主線，以“溫度對口，梯級利用”的科學(xué)用能思想為指導(dǎo)，剖析了火電機(jī)組，特別是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能機(jī)理、節(jié)能潛力，闡述了中低溫余熱利用的系統(tǒng)集成方法、主要設(shè)備等，包括利用熱泵回收中低溫余熱、新型凝抽背供熱、煙氣余熱利用、低真空供熱等各類技術(shù)，論述了火電廠中低溫余熱利用工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化等方面的技術(shù)準(zhǔn)則及注意事項(xiàng)，并以實(shí)際工程應(yīng)用的典型案例為依據(jù)，進(jìn)行詳細(xì)的分析。
《火電廠中低溫余熱利用技術(shù)》可供火電廠相關(guān)設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行人員，電力設(shè)計(jì)院，電力科學(xué)研究院等單位從事節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程改造的技術(shù)人員使用，同時(shí)可供能源動力領(lǐng)域從事科研、設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行等工作人員，以及各高校能源動力專業(yè)老師及學(xué)生的參考用書。
以實(shí)際工程應(yīng)用的典型案例進(jìn)行詳細(xì)的分析
能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性資源，對保障和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長與社會發(fā)展具有重要作用。目前，我國處于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要階段，能源需求大幅度增加，然而我國人均能源資源擁有量較低，能源資源短缺成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素。21世紀(jì)以來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛，電力裝機(jī)容量和發(fā)電量快速增長，其中：火電裝機(jī)容量仍占電力總裝機(jī)容量的60%左右，火力發(fā)電量占總發(fā)電量的比例超過70%，可見火力發(fā)電作為用能大戶，對于我國工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降耗至關(guān)重要。2015年12月，國務(wù)院常務(wù)會議上提出，2020年以前，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組與新建燃煤發(fā)電機(jī)組供電煤耗要低于310g/kWh與300g/kWh，這也進(jìn)一步加快推進(jìn)火力發(fā)電行業(yè)的節(jié)能降耗。
一方面，由于人們生活水平的提高，對采暖的需求大幅增加，我國仍面臨著采暖供熱耗能大幅增加，或無法滿足供熱需求的問題；另一方面火電行業(yè)能效仍普遍較低，存在著大量的鍋爐排煙余熱和汽輪機(jī)冷端余熱未被充分利用。以燃煤火電機(jī)組為例，純凝機(jī)組綜合熱效率只有約38%，即使熱電機(jī)組在最大供熱工況下也不超過65%。其中，汽輪機(jī)乏汽余熱（占輸入熱量的30%以上）通過冷卻塔直接被排放，造成巨大的冷端余熱損失。而在火電廠鍋爐的各項(xiàng)熱損失中，鍋爐排煙熱損失是其中最大的一項(xiàng)，占鍋爐總熱損失的比例超過80%。當(dāng)前，我國北方地區(qū)采暖所消耗的能源達(dá)到了每年近4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，且一半左右為效率低下的散燒煤供熱方式，這不僅造成了巨大的環(huán)境污染問題，而且也產(chǎn)生了巨大的能源浪費(fèi)。對于居民采暖來說，所需的熱能為低品位能源，如果能采取有效措施將火電廠的低溫余熱用于居民采暖，不僅可以有效提升火電廠的整體能效水平，而且可以解決居民生活采暖的問題，這對于社會來說，也是一項(xiàng)巨大的節(jié)能減排成就。
為了幫助同領(lǐng)域的從業(yè)人員進(jìn)一步熟知火電行業(yè)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，本書以火電節(jié)能與熱電聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展為主線，以總能系統(tǒng)集成理論為指導(dǎo)，詳細(xì)講解了火電廠中低溫余熱利用技術(shù)及應(yīng)用。本書一共分為13章節(jié)，第1章介紹了國內(nèi)外的能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析了國內(nèi)外的節(jié)能減排戰(zhàn)略形勢，并從能量品質(zhì)的角度，描述了能量的品位及其評價(jià)方法；第2章從總能系統(tǒng)概論、能量梯級利用原理和能量系統(tǒng)過程集成方法三方面介紹了總能系統(tǒng)集成理論，為火電廠節(jié)能奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)；第3章在分析國內(nèi)外熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從熱力學(xué)定律和梯級利用的角度闡述了火電廠中低溫余熱利用的節(jié)能機(jī)理；第4～9章詳細(xì)介紹了不同火電廠中低溫余熱利用技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)集成、熱力設(shè)計(jì)、主要設(shè)備等，主要技術(shù)包括壓縮式熱泵技術(shù)、吸收式熱泵技術(shù)、大溫差熱泵技術(shù)、低真空供熱技術(shù)、新型凝抽背供熱技術(shù)、煙氣余熱利用技術(shù)、熱電系統(tǒng)集成技術(shù)等；第10章論述了火電廠中低溫余熱利用工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化等方面的技術(shù)準(zhǔn)則及注意事項(xiàng)；第11～13章則是從技術(shù)方案比選、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、工程建設(shè)方案、項(xiàng)目財(cái)務(wù)評價(jià)等角度詳細(xì)分析了多項(xiàng)火電廠中低溫余熱利用工程改造的典型案例，主要涉及吸收式熱泵回收火電廠余熱工程改造、火電廠高背壓供熱工程改造、火電廠中低溫?zé)煔庥酂嵩倮霉こ谈脑�、火電廠新型凝抽背供熱工程改造和熱電聯(lián)產(chǎn)廠網(wǎng)一體化擴(kuò)容供熱工程改造等。本書在編寫過程中，相關(guān)工程案例是來源于編者在華電電力科學(xué)研究院有限公司工作多年積累的應(yīng)用成果，得到了華電電力科學(xué)研究院有限公司供熱技術(shù)部團(tuán)隊(duì)的何曉紅、俞聰、馮亦武、龐建鋒、陳菁、舒斌、趙明德、費(fèi)盼峰、洪純珩、王偉、李開創(chuàng)、劉帥等多位同事的全力幫助，在此對他們表示衷心的感謝。
本書可供能源動力領(lǐng)域從事科研、管理、設(shè)計(jì)、運(yùn)行等工作的人員閱讀參考，同時(shí)也是火電廠相關(guān)設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行人員、電力設(shè)計(jì)院、電科院從事節(jié)能改造相關(guān)人員的重要參考書，還可作為高校熱能動力專業(yè)學(xué)生及老師理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)參考用書。由于編者水平有限，編寫時(shí)間倉促，書中難免存在錯(cuò)誤和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
編著者2019年12月
孫士恩，男，漢族，河南南陽人，中國科學(xué)院工程熱物理研究所工學(xué)博士，師從金紅光院士，高工程師，華電電力科學(xué)研究院能源利用系統(tǒng)技術(shù)部主任，研究方向?yàn)殡姀S熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化和能量梯利用在火電廠的應(yīng)用。
火電廠中低溫余熱利用技術(shù)
孫士恩高新勇鄭立軍編著
項(xiàng)目號：46712
責(zé)編：暢舒
成品尺寸：185*260
版心尺寸：148*215
行數(shù)：39行×40字
字體字號：5宋
行距：*2
天空：26地：19釘：20切：17
圖數(shù):線條224幅灰度10幅表圖0幅
色數(shù)：單色
排版：霸州市永興描圖廠
中國電力出版社
內(nèi)容提要本書以熱電聯(lián)產(chǎn)與火電節(jié)能為主線，以“溫度對口，梯級利用”的科學(xué)用能思想為指導(dǎo)，剖析了火電機(jī)組，特別是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能機(jī)理、節(jié)能潛力，闡述了中低溫余熱利用的系統(tǒng)集成方法、主要設(shè)備等，包括利用熱泵回收中低溫余熱、新型凝抽背供熱、煙氣余熱利用、低真空供熱等各類技術(shù)，論述了火電廠中低溫余熱利用工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化等方面的技術(shù)準(zhǔn)則及注意事項(xiàng)，并以實(shí)際工程應(yīng)用的典型案例為依據(jù)，進(jìn)行詳細(xì)的分析。
本書可供火電廠相關(guān)設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行人員，電力設(shè)計(jì)院，電力科學(xué)研究院等單位從事節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程改造的技術(shù)人員使用，同時(shí)可供能源動力領(lǐng)域從事科研、設(shè)計(jì)、管理、運(yùn)行等工作人員，以及各高校能源動力專業(yè)老師及學(xué)生的參考用書。
圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)火電廠中低溫余熱利用技術(shù)/孫士恩，高新勇，鄭立軍編著—北京：中國電力出版社，20203
ISBN 9787519841522Ⅰ①火…Ⅱ①孫…②高…③鄭…Ⅲ①火電廠—低溫余熱—余熱利用Ⅳ①TM6214中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2020）第017243號
出版發(fā)行：中國電力出版社
地址：北京市東城區(qū)北京站西街19號（郵政編碼100005）
網(wǎng)址：http://wwwceppsgcccomcn
責(zé)任編輯：暢舒
第1章能源與能源品位評價(jià)1
第1節(jié)能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1
1.1概述1
1.2國內(nèi)外能源利用現(xiàn)狀1
1.3火力發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢6
第2節(jié)節(jié)能減排戰(zhàn)略及演變趨勢10
2.1各國節(jié)能減排戰(zhàn)略規(guī)劃10
2.2歐美節(jié)能減排政策演變趨勢13
第3節(jié)能量品質(zhì)的評價(jià)方法15
3.1能源的品位15
3.2評價(jià)能源利用合理性的方法16
第2章總能系統(tǒng)集成理論20
第1節(jié)總能系統(tǒng)概論20
1.1概述20
1.2狹義總能系統(tǒng)20
1.3廣義總能系統(tǒng)23
1.4總能系統(tǒng)的基本形式25
第2節(jié)熱能梯級利用原理28
2.1概述28
2.2不同總能系統(tǒng)的集成原則29
2.3不同總能系統(tǒng)的理論分析35
2.4總能系統(tǒng)的分析方法38
第3節(jié)能量過程集成方法——夾點(diǎn)分析法43
3.1概述43
3.2夾點(diǎn)分析方法44
3.3夾點(diǎn)分析法在熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用56
第3章火電廠中低溫能量梯級利用概論62
第1節(jié)國內(nèi)外熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展情況62
1.1國外熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展概述62
1.2國內(nèi)熱電機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀65
1.3火電廠中低溫余熱利用現(xiàn)狀68
第2節(jié)火電廠中低溫余熱利用的節(jié)能機(jī)理分析70
2.1從熱力學(xué)定律角度分析節(jié)能潛力70
2.2從梯級利用角度分析節(jié)能潛力73
第4章蒸汽壓縮式熱泵技術(shù)77
第1節(jié)蒸汽壓縮式熱泵簡述77
1.1單級蒸汽壓縮式熱泵77
1.2雙級蒸汽壓縮式熱泵79
1.3蒸汽壓縮式熱泵循環(huán)效率的影響因素79
第2節(jié)蒸汽壓縮式熱泵的設(shè)備選擇81
2.1工質(zhì)的選擇81
2.2熱泵壓縮機(jī)的選擇83
2.3熱交換器的選擇86
2.4節(jié)流裝置的選擇89
第3節(jié)蒸汽壓縮式熱泵的熱力學(xué)分析與設(shè)計(jì)89
3.1蒸汽壓縮式熱泵熱力學(xué)分析89
3.2蒸汽壓縮式熱泵基本設(shè)計(jì)92
第5章吸收式熱泵技術(shù)94
第1節(jié)吸收式熱泵簡述94
1.1吸收式熱泵原理94
1.2熱力性能系數(shù)96
第2節(jié)吸收式熱泵的工質(zhì)對及特性97
2.1吸收式熱泵的工質(zhì)對97
2.2吸收式熱泵與壓縮式熱泵的區(qū)別100
2.3溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組100
2.4吸收式熱泵的關(guān)鍵影響因素102
第3節(jié)吸收式熱泵熱力學(xué)分析與設(shè)計(jì)106
3.1吸收式熱泵熱力學(xué)模擬分析106
3.2吸收式熱泵基本設(shè)計(jì)111
第4節(jié)吸收式熱泵在熱電廠中的集成應(yīng)用113
4.1吸收式熱泵在電廠的應(yīng)用113
4.2電廠應(yīng)用吸式熱泵供熱的系統(tǒng)集成及優(yōu)化115
第6章新型凝抽背供熱技術(shù)125
第1節(jié)新型凝抽背供熱技術(shù)背景125
1.13S離合器的運(yùn)行方式125
1.2NCB新型專用供熱機(jī)組126
第2節(jié)新型凝抽背供熱技術(shù)介紹127
2.1國外成功應(yīng)用案例127
2.2技術(shù)發(fā)展歷程128
2.3低壓缸冷卻技術(shù)129
2.4背壓工況運(yùn)行的安全性分析131
2.5背壓工況下輔機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化132
第3節(jié)小容積流量工況與葉片顫振132
3.1小容積流量工況特征132
3.2葉片顫振分析139
第4節(jié)低壓缸零件的強(qiáng)度校核141
4.1汽輪機(jī)葉片的靜強(qiáng)度分析141
4.2汽輪機(jī)葉片的動強(qiáng)度分析147
4.3汽輪機(jī)熱應(yīng)力分析151
第7章低真空供熱技術(shù)154
第1節(jié)概述154
1.1基本原理154
1.2凝汽器運(yùn)行方式155
1.3機(jī)組安全性影響概述156
第2節(jié)低真空運(yùn)行時(shí)機(jī)組的性能分析法156
2.1機(jī)組的變工況計(jì)算156
2.2機(jī)組低真空運(yùn)行的軸向推力計(jì)算162
2.3機(jī)組低真空供熱的熱力學(xué)分析164
第3節(jié)不同低真空供熱技術(shù)分析168
3.1直接低真空供熱技術(shù)168
3.2雙轉(zhuǎn)子雙背壓供熱技術(shù)170
3.3低壓光軸轉(zhuǎn)子供熱技術(shù)171
第8章電站中低溫?zé)煔庥酂崂眉夹g(shù)173
第1節(jié)概述173
1.1電站中低溫?zé)煔庥酂崂矛F(xiàn)狀及趨勢173
1.2余熱回收用熱交換器176
第2節(jié)煙氣低溫腐蝕及酸露點(diǎn)分析178
2.1低溫受熱面腐蝕及機(jī)理178
2.2煙氣酸露點(diǎn)定義及影響因素179
2.3煙氣酸露點(diǎn)的計(jì)算方法181
第3節(jié)中低溫?zé)煔庥酂崂藐P(guān)鍵技術(shù)183
3.1中低溫?zé)煔庥酂崂贸Ｒ?guī)技術(shù)183
3.2中低溫?zé)煔庥酂崂眯录夹g(shù)186
第4節(jié)中低溫?zé)煔庥酂崂脽崃W(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)187
4.1煙氣余熱利用的熱力學(xué)分析187
4.2煙氣余熱利用系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)192
第9章其他高效節(jié)能技術(shù)196
第1節(jié)大溫差熱泵技術(shù)196
1.1技術(shù)原理196
1.2技術(shù)特點(diǎn)197
1.3技術(shù)性能分析198
第2節(jié)打孔抽汽供熱技術(shù)199
2.1技術(shù)原理199
2.2不同抽汽方式的比較199
第3節(jié)蓄熱調(diào)峰技術(shù)201
3.1技術(shù)原理201
3.2技術(shù)分類202
3.3蓄熱調(diào)峰在電廠的應(yīng)用203
第4節(jié)熱電解耦關(guān)鍵技術(shù)205
4.1技術(shù)發(fā)展背景205
4.2關(guān)鍵技術(shù)概述206
第5節(jié)熱電系統(tǒng)集成技術(shù)208
5.1小汽輪機(jī)梯級供熱技術(shù)208
5.2工業(yè)供熱抽汽集成優(yōu)化技術(shù)210
5.3熱網(wǎng)疏水系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)215
第10章火電廠中低溫余熱利用工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則217
第1節(jié)火電廠吸收式熱泵改造工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則217
1.1熱負(fù)荷的確定217
1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)222
1.3設(shè)備選型與布置226
1.4熱工自動化230
1.5電氣設(shè)備及系統(tǒng)231
1.6建筑、結(jié)構(gòu)與供熱通風(fēng)232
1.7環(huán)境保護(hù)、勞動安全、職業(yè)衛(wèi)生及消防236
1.8建設(shè)預(yù)算與財(cái)務(wù)評價(jià)236
第2節(jié)采用吸收式熱泵技術(shù)的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組技術(shù)指標(biāo)計(jì)算方法244
2.1術(shù)語定義245
2.2特定技術(shù)指標(biāo)計(jì)算法246
2.3供熱機(jī)組綜合指標(biāo)計(jì)算法250
2.4供熱機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算法252
第11章典型乏汽余熱利用技術(shù)改造工程實(shí)例256
第1節(jié)包頭東華熱電有限公司循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目256
1.1項(xiàng)目概況256
1.2設(shè)計(jì)參數(shù)選擇258
1.3技術(shù)方案分析259
1.4技術(shù)方案確定及設(shè)備選型263
1.5供熱安全性及擴(kuò)展性分析264
1.6工程建設(shè)方案確定264
1.7項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評價(jià)266
1.8項(xiàng)目的創(chuàng)新性267
第2節(jié)華電(北京)熱電有限公司循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目268
2.1項(xiàng)目概況268
2.2技術(shù)方案分析271
2.3技術(shù)指標(biāo)及工況分析274
2.4熱泵選擇及系統(tǒng)設(shè)計(jì)276
2.5項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評價(jià)276
2.6項(xiàng)目的創(chuàng)新性277
第12章其他典型余熱梯級利用技術(shù)改造工程實(shí)例278
第1節(jié)華電(北京)熱電有限公司中低溫?zé)煔庥酂嵩倮庙?xiàng)目278
1.1項(xiàng)目概況278
1.2技術(shù)方案分析282
1.3余熱鍋爐改造設(shè)計(jì)288
1.4熱水爐改造技術(shù)方案292
1.5技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析294
1.6項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評價(jià)297
1.7項(xiàng)目的創(chuàng)新性298
第2節(jié)華電青島發(fā)電有限公司雙轉(zhuǎn)子雙背壓互換供熱改造項(xiàng)目298
2.1項(xiàng)目概況298
2.2汽輪機(jī)本體改造技術(shù)方案及措施301
2.3凝汽器改造技術(shù)方案306
2.4項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析309
第13章其他熱電聯(lián)產(chǎn)供熱技術(shù)改造工程實(shí)例310
第1節(jié)沈陽金山能源金山熱電分公司新型凝抽背供熱改造項(xiàng)目310
1.1項(xiàng)目概況310
1.2熱負(fù)荷分析319
1.3不同余熱利用技術(shù)方案比選320
1.4改造技術(shù)方案分析322
1.5技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施327
1.6切除低壓缸進(jìn)汽的運(yùn)行操作技術(shù)分析330
1.7改造后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析334
1.8項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評價(jià)335
1.9項(xiàng)目的創(chuàng)新性336
第2節(jié)丹東金山熱電有限公司廠網(wǎng)一體化供熱改造項(xiàng)目336
2.1項(xiàng)目概況336
2.2熱源側(cè)擴(kuò)容改造技術(shù)方案348
2.3一次網(wǎng)水力工況分析356
2.4換熱站設(shè)備改造分析364
2.5換熱站“一站一優(yōu)化”智能調(diào)節(jié)改造367
2.6熱網(wǎng)首站熱負(fù)荷實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)372
2.7供熱信息化系統(tǒng)升級381
2.8項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析387
參考文獻(xiàn)388
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