《火電廠中低溫余熱利用技術》以熱電聯(lián)產與火電節(jié)能為主線，以“溫度對口，梯級利用”的科學用能思想為指導，剖析了火電機組，特別是熱電聯(lián)產機組的節(jié)能機理、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，論述了火電廠中低溫余熱利用工程設計、運行優(yōu)化等方面的技術準則及注意事項，并以實際工程應用的典型案例為依據，進行詳細的分析。
《火電廠中低溫余熱利用技術》可供火電廠相關設計、管理、運行人員，電力設計院，電力科學研究院等單位從事節(jié)能系統(tǒng)設計與工程改造的技術人員使用，同時可供能源動力領域從事科研、設計、管理、運行等工作人員，以及各高校能源動力專業(yè)老師及學生的參考用書。
以實際工程應用的典型案例進行詳細的分析
能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎，是國民經濟的基礎產業(yè)和戰(zhàn)略性資源，對保障和促進經濟增長與社會發(fā)展具有重要作用。目前，我國處于社會經濟發(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濟和社會發(fā)展的重要因素。21世紀以來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛，電力裝機容量和發(fā)電量快速增長，其中：火電裝機容量仍占電力總裝機容量的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)領域節(jié)能降耗至關重要。2015年12月，國務院常務會議上提出，2020年以前，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組與新建燃煤發(fā)電機組供電煤耗要低于310g/kWh與300g/kWh，這也進一步加快推進火力發(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冷端余熱未被充分利用。以燃煤火電機組為例，純凝機組綜合熱效率只有約38%，即使熱電機組在最大供熱工況下也不超過65%。其中，汽輪機乏汽余熱（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熱損失中，鍋爐排煙熱損失是其中最大的一項，占鍋爐總熱損失的比例超過80%。當前，我國北方地區(qū)采暖所消耗的能源達到了每年近4億噸標準煤，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，而且也產生了巨大的能源浪費。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，也是一項巨大的節(jié)能減排成就。
為了幫助同領域的從業(yè)人員進一步熟知火電行業(yè)節(jié)能技術的發(fā)展，本書以火電節(jié)能與熱電聯(lián)產的技術發(fā)展為主線，以總能系統(tǒng)集成理論為指導，詳細講解了火電廠中低溫余熱利用技術及應用。本書一共分為13章節(jié)，第1章介紹了國內外的能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析了國內外的節(jié)能減排戰(zhàn)略形勢，并從能量品質的角度，描述了能量的品位及其評價方法；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)能奠定了扎實的理論基礎；第3章在分析國內外熱電聯(lián)產發(fā)展情況的基礎上，進一步從熱力學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)能機理；第4～9章詳細介紹了不同火電廠中低溫余熱利用技術的工作原理、系統(tǒng)集成、熱力設計、主要設備等，主要技術包括壓縮式熱泵技術、吸收式熱泵技術、大溫差熱泵技術、低真空供熱技術、新型凝抽背供熱技術、煙氣余熱利用技術、熱電系統(tǒng)集成技術等；第10章論述了火電廠中低溫余熱利用工程設計、運行優(yōu)化等方面的技術準則及注意事項；第11～13章則是從技術方案比選、系統(tǒng)設計、設備選型、工程建設方案、項目財務評價等角度詳細分析了多項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、火電廠中低溫煙氣余熱再利用工程改造、火電廠新型凝抽背供熱工程改造和熱電聯(lián)產廠網一體化擴容供熱工程改造等。本書在編寫過程中，相關工程案例是來源于編者在華電電力科學研究院有限公司工作多年積累的應用成果，得到了華電電力科學研究院有限公司供熱技術部團隊的何曉紅、俞聰、馮亦武、龐建鋒、陳菁、舒斌、趙明德、費盼峰、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域從事科研、管理、設計、運行等工作的人員閱讀參考，同時也是火電廠相關設計、管理、運行人員、電力設計院、電科院從事節(jié)能改造相關人員的重要參考書，還可作為高校熱能動力專業(yè)學生及老師理論聯(lián)系實際的學習參考用書。由于編者水平有限，編寫時間倉促，書中難免存在錯誤和不妥之處，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，中國科學院工程熱物理研究所工學博士，師從金紅光院士，高工程師，華電電力科學研究院能源利用系統(tǒng)技術部主任，研究方向為電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化和能量梯利用在火電廠的應用。
火電廠中低溫余熱利用技術
孫士恩高新勇鄭立軍編著
項目號：46712
責編：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
內容提要本書以熱電聯(lián)產與火電節(jié)能為主線，以“溫度對口，梯級利用”的科學用能思想為指導，剖析了火電機組，特別是熱電聯(lián)產機組的節(jié)能機理、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，論述了火電廠中低溫余熱利用工程設計、運行優(yōu)化等方面的技術準則及注意事項，并以實際工程應用的典型案例為依據，進行詳細的分析。
本書可供火電廠相關設計、管理、運行人員，電力設計院，電力科學研究院等單位從事節(jié)能系統(tǒng)設計與工程改造的技術人員使用，同時可供能源動力領域從事科研、設計、管理、運行等工作人員，以及各高校能源動力專業(yè)老師及學生的參考用書。
圖書在版編目（CIP）數(shù)據火電廠中低溫余熱利用技術/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）
網址：http://wwwceppsgcccomcn
責任編輯：暢舒
第1章能源與能源品位評價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)能量品質的評價方法15
3.1能源的品位15
3.2評價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——夾點分析法43
3.1概述43
3.2夾點分析方法44
3.3夾點分析法在熱電聯(lián)產中的應用56
第3章火電廠中低溫能量梯級利用概論62
第1節(jié)國內外熱電聯(lián)產發(fā)展情況62
1.1國外熱電聯(lián)產發(fā)展概述62
1.2國內熱電機組發(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)能機理分析70
2.1從熱力學定律角度分析節(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備選擇81
2.1工質的選擇81
2.2熱泵壓縮機的選擇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分析與設計89
3.1蒸汽壓縮式熱泵熱力學分析89
3.2蒸汽壓縮式熱泵基本設計92
第5章吸收式熱泵技術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)吸收式熱泵的工質對及特性97
2.1吸收式熱泵的工質對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組100
2.4吸收式熱泵的關鍵影響因素102
第3節(jié)吸收式熱泵熱力學分析與設計106
3.1吸收式熱泵熱力學模擬分析106
3.2吸收式熱泵基本設計111
第4節(jié)吸收式熱泵在熱電廠中的集成應用113
4.1吸收式熱泵在電廠的應用113
4.2電廠應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125
第1節(jié)新型凝抽背供熱技術背景125
1.13S離合器的運行方式125
1.2NCB新型專用供熱機組126
第2節(jié)新型凝抽背供熱技術介紹127
2.1國外成功應用案例127
2.2技術發(fā)展歷程128
2.3低壓缸冷卻技術129
2.4背壓工況運行的安全性分析131
2.5背壓工況下輔機系統(tǒng)運行優(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)低壓缸零件的強度校核141
4.1汽輪機葉片的靜強度分析141
4.2汽輪機葉片的動強度分析147
4.3汽輪機熱應力分析151
第7章低真空供熱技術154
第1節(jié)概述154
1.1基本原理154
1.2凝汽器運行方式155
1.3機組安全性影響概述156
第2節(jié)低真空運行時機組的性能分析法156
2.1機組的變工況計算156
2.2機組低真空運行的軸向推力計算162
2.3機組低真空供熱的熱力學分析164
第3節(jié)不同低真空供熱技術分析168
3.1直接低真空供熱技術168
3.2雙轉子雙背壓供熱技術170
3.3低壓光軸轉子供熱技術171
第8章電站中低溫煙氣余熱利用技術173
第1節(jié)概述173
1.1電站中低溫煙氣余熱利用現(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分析178
2.1低溫受熱面腐蝕及機理178
2.2煙氣酸露點定義及影響因素179
2.3煙氣酸露點的計算方法181
第3節(jié)中低溫煙氣余熱利用關鍵技術183
3.1中低溫煙氣余熱利用常規(guī)技術183
3.2中低溫煙氣余熱利用新技術186
第4節(jié)中低溫煙氣余熱利用熱力學分析與優(yōu)化設計187
4.1煙氣余熱利用的熱力學分析187
4.2煙氣余熱利用系統(tǒng)的優(yōu)化設計192
第9章其他高效節(jié)能技術196
第1節(jié)大溫差熱泵技術196
1.1技術原理196
1.2技術特點197
1.3技術性能分析198
第2節(jié)打孔抽汽供熱技術199
2.1技術原理199
2.2不同抽汽方式的比較199
第3節(jié)蓄熱調峰技術201
3.1技術原理201
3.2技術分類202
3.3蓄熱調峰在電廠的應用203
第4節(jié)熱電解耦關鍵技術205
4.1技術發(fā)展背景205
4.2關鍵技術概述206
第5節(jié)熱電系統(tǒng)集成技術208
5.1小汽輪機梯級供熱技術208
5.2工業(yè)供熱抽汽集成優(yōu)化技術210
5.3熱網疏水系統(tǒng)集成優(yōu)化技術215
第10章火電廠中低溫余熱利用工程設計準則217
第1節(jié)火電廠吸收式熱泵改造工程設計導則217
1.1熱負荷的確定217
1.2系統(tǒng)設計222
1.3設備選型與布置226
1.4熱工自動化230
1.5電氣設備及系統(tǒng)231
1.6建筑、結構與供熱通風232
1.7環(huán)境保護、勞動安全、職業(yè)衛(wèi)生及消防236
1.8建設預算與財務評價236
第2節(jié)采用吸收式熱泵技術的熱電聯(lián)產機組技術指標計算方法244
2.1術語定義245
2.2特定技術指標計算法246
2.3供熱機組綜合指標計算法250
2.4供熱機組熱經濟指標計算法252
第11章典型乏汽余熱利用技術改造工程實例256
第1節(jié)包頭東華熱電有限公司循環(huán)水余熱利用項目256
1.1項目概況256
1.2設計參數(shù)選擇258
1.3技術方案分析259
1.4技術方案確定及設備選型263
1.5供熱安全性及擴展性分析264
1.6工程建設方案確定264
1.7項目的財務評價266
1.8項目的創(chuàng)新性267
第2節(jié)華電(北京)熱電有限公司循環(huán)水余熱利用項目268
2.1項目概況268
2.2技術方案分析271
2.3技術指標及工況分析274
2.4熱泵選擇及系統(tǒng)設計276
2.5項目的財務評價276
2.6項目的創(chuàng)新性277
第12章其他典型余熱梯級利用技術改造工程實例278
第1節(jié)華電(北京)熱電有限公司中低溫煙氣余熱再利用項目278
1.1項目概況278
1.2技術方案分析282
1.3余熱鍋爐改造設計288
1.4熱水爐改造技術方案292
1.5技術經濟性分析294
1.6項目的財務評價297
1.7項目的創(chuàng)新性298
第2節(jié)華電青島發(fā)電有限公司雙轉子雙背壓互換供熱改造項目298
2.1項目概況298
2.2汽輪機本體改造技術方案及措施301
2.3凝汽器改造技術方案306
2.4項目技術經濟性指標分析309
第13章其他熱電聯(lián)產供熱技術改造工程實例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目310
1.1項目概況310
1.2熱負荷分析319
1.3不同余熱利用技術方案比選320
1.4改造技術方案分析322
1.5技術風險分析及控制措施327
1.6切除低壓缸進汽的運行操作技術分析330
1.7改造后的技術經濟性分析334
1.8項目的財務評價335
1.9項目的創(chuàng)新性336
第2節(jié)丹東金山熱電有限公司廠網一體化供熱改造項目336
2.1項目概況336
2.2熱源側擴容改造技術方案348
2.3一次網水力工況分析356
2.4換熱站設備改造分析364
2.5換熱站“一站一優(yōu)化”智能調節(jié)改造367
2.6熱網首站熱負荷實時調節(jié)372
2.7供熱信息化系統(tǒng)升級381
2.8項目經濟性分析387
參考文獻388
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