第三章热经济性及供热系统
联产供热较分产供热发电时节省的燃料量Δ Bes
Wc 0.123 W s s s [ (Wh )] Be Bcp Btp(e) b pm g i ic
热化发电比——热化发电量占整个机组发电量的比值
Wh X W
联产全年节省的燃料量Δ Bs
b
Qb
b p
Q0
供热的热耗量
b p
Q
b phs
Q0 Qh
发电的热耗量
Qtp( e ) Qtp Qtp( h )
b p
hs b p
Q0
Q
式中ηhs为热网的效率;Q为供给热用户的热量;Qh为热电厂 输出的热量
分析:
从热能数量利用的观点来分配热耗; 没有考虑热能质量上的差别; 供热热耗量Qtp(h)是几种方法中最大的;
(1)生活用热设计热负荷
热水供应用热 其它生活用热 供暖期的热水供应平均小时热负荷:
Qhw,av
cm v (th t1 ) T
热水送水温度一般为60—65℃
城市居住区热水平均热负荷估算式:
Qhw,av qw A10
3
(2)生产工艺用热设计热负荷
——满足生产过程中的各种用热
其大小和变化规律完全取决于工艺性质、生产设备的形式及生产 的工作制度
分产供热时的标准煤耗量
6 6 Q 10 34.1Qhhs Q 10 s h hs Bd 29270 b(d ) p ( d ) 29270 b(d ) p ( d ) b(d ) p ( d )
联产供热时的标准煤耗量
6 6 Q 10 Q 10 34.1Qh s h hs Btp( h) 29270 b phs 29270 b phs b p
热负荷Q 、电负荷W分别相等;
(2)热电分产的凝汽式机组(代替电站)的η b、
η p、η m和η g与联产发电相同;
(3)联产供热的锅炉效率远高于分产供热的小锅
炉效率
热电联产与分产的对比系统模型
Bstp = Bstp(h)+Bstp(e) Bsdp = Bscp+Bsd
热电联产
热电分产
2、联产较分产的节煤量
Qh tp ( h ) b phs ( 按热量法分配 ) Qtp ( h )
热电厂供热标准煤耗率
s Btp ( h ) 34 .1 s btp ( h ) 6 tp ( h ) Qh / 10
(三)热电联产较分产的燃料节约量
1、比较基础
(1)遵循能量供应相等原则,假定联产与分产的
(二)热电厂的分项热经济性指标
1、发电方面的热经济性指标 热电厂发电热效率 热电厂发电热耗率 热电厂发电标准煤耗率
s btp (e)
3600 P e tp(e) Qtp(e) qtp(e) Qtp(e) Pe
s Btp(e)
3600
tp(e)
Pe
0.123
tp(e)
2、供热方面的热经济性指标 热电厂供热热效率
低温供热:130 —150℃
中温供热:150 —250℃ 高温供热:250 —300℃ 集中供热系统热网最大生产工艺热负荷
Qw,max ksh Qsh ,max
当热源的蒸汽参数和用户使用的蒸汽压力、温度参数不一致时, 热电厂出口热网的设计流量换算公式:
D
' ksh g ,max hg hg
三、热电厂的不利因素
1.其投资比凝汽电厂大 2.工质损失比凝汽电厂大地多,所需补充水多, 补充水率大。 3.凝汽流循环发电效率比代替凝汽机组差。
三、热电厂总热耗量分配
对于热电分产而言,供热和发电是各自独立的,所以供热和 发电各自所消耗的热量和燃料量是明确的,但热电联产是同 一股汽流既要发电又要供热,电能和热能形式上不同,质量 上也不等价,因此需要将热电厂的总热耗量或煤耗量合理的 分配给两种产品,否则无法确定他们各自的生产成本及热经 济性。
——非季节性热负荷:用热量与室外气温无关 热水供应、生产工艺用热 特点:年变化小,日变化大
2、季节性热负荷 (1)供暖设计热负荷
——保持建筑物损失热量与获得热量的平衡
d 3 Q q V ( t t ) 10 体积指标法: h V 0 i o
面积指标法: Q
h
qA A 103
(2)通风设计热负荷
Q
34.1
b phs
34.1
tp(h)
4、发电方面的燃料节省
分产发电时的标准煤耗量
0.123W 0.123W B b W cp b p i m g
s cp s cp
联产发电时的标准煤耗量(供热汽流、凝汽流)
0.123 Wh 0.123 Wc s s s Btp(e) be.hWh be.cWc b pm g b picm g
四、热电厂的主要热经济性指标与热电联产 节约燃料的条件
热经济性指标——表示设备或系统能量利用及能量 转换过程中的技术完善程度 (一)热电厂总的热经济性指标 1、热电厂的燃料利用系数η 3600W Qh Qtp
• 数量利用指标 • 估算燃料消耗 量
tp
——热电厂对外供电、热之和与输入能量之比
tp
(hr hr' )h
3 热负荷图
——反映热负荷随室外温度或时间的变化 (1)全日热负荷图
Qh(GJ/h)
Qt,max(GJ/h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 住宅区典型热水供应全日热负荷图
h
热 负 荷
1 2
Hale Waihona Puke 3 45 67
8 9
10 11
12
月份
年生产热负荷曲线
热网分类 • 按载热质的回收情况分类:
供热系统 供热系统
封闭室式系统 封闭式系统 半封闭式系统 半封闭系统 开放式系统 开放式系统
热用户只利用载热质的 部分热量,载热质本身 没有损耗
热用户不仅利用了载热质的部分 热量,而且载热质本身也耗损 了一部分
载热质本身及其热量全部 为热用户所利用
• 按载热质分:水网和汽网
——加热从室外进入的新鲜空气所消耗的热量
体积热指标法:
QV qV t 0 (ti t ) 10
d ov
3
百分数法:
QV Kt Qh
(3)空调设计热负荷
冬季采暖热负荷
Qa qa A10
3
夏季制冷热负荷
qc A 103 Qc COP
吸収式制冷机的 制冷系数
2 全年性热负荷
可鼓励热用户降低用热参数
3、做功能力法
——把联产汽流的热耗量按蒸汽的最大做功能力在电、热 两种产品之间分配
分配给供热的热耗量:
Qtp ( h )
t
比火用:
分析:
e0 h0 Ten s0 eh hh Ten sh
Dh,t eh Qtp ( ) D0 e0
• 同时考虑热能的质量和数量;
热电联产总热耗能的分配方法:
热量法(热电联产效益归电)
实际焓降法(热电联产效益归热)
做功能力法(热电联产效益折中)
1、热量法
热量法——将热电厂的总热耗按生产两种产品的数量比例 进行分配。只考虑能量的数量,不考虑能量的质量差别。 热电厂的总热耗:
Qtp Btp qnet
Qtp( h) Qh
Qh=f(t0) a 2 采暖热负荷 a1
室外温度 t0
采暖热负荷 持续时间
-5 -10
t0=g(τ)
τ,h
室外气温 持续时间
τ,h
季节性热负荷持续时间图绘制
Q
总热负荷持续时间图
Qs-季节性
Qns-非季节性
τ,h
全年8760h
(二)载热质及其选择
供热系统: ——热源、热网、用户引入口及局部用热系统 热网: ——将热能由热源通过管网输送给热用户的系统
(2)热负荷随室外温度变化图
Qh,GJ/h
4
1 3 to,℃ +5 0 -5 -10
2
-15
-20
1-供暖热负荷;2-冬季通风热负荷; 3-热水供应热负荷;4-总热负荷
4 热负荷持续时间图
——表示不同小时用热量的持续性曲线 季节性热负荷持续时间图
——不同室外温度持续时间确定的热负荷 变化规律
Q
• 如图:Dh,t为热电联产; Dc为分产发电;Dh,b为 分产供热。
一、热电联产与热电分产的概念
热、电分别能量生产简称热电分产,又称单一能量生 产,即一种热力设备只供应一种能量,热能或电能; 热电联合能量生产简称热电联产或热化
二、热电联产优点
热电联产
1.节约能源 2.减轻大气污染,保护环境 3.提高供热质量,改善劳动条件 4.增加经济效益
一、热负荷及其载热质 凝汽式发电厂: 只发电 热电厂: 分散供热: 集中供热: 同时发电和供热 小锅炉供应 热电厂或区域性大锅炉房
(一)热负荷及其载热质
热负荷:供暖、通风、空调、热水、生产工艺用热
1、热负荷分类
——季节性热负荷:用热量主要与气候条件有关 采暖、通风、空调 特点:取决于室外温度,年变化大,日变化小
外部热化发电量指对外供热抽汽的热化发电量;内部热化发 电量指供热返回水引入回热加热器增加的各级回热抽汽的发 电量。内部热化发电量份额很小,近似计算忽略。
分析:
—热电联产质的指标,比较供热机组间热功转换过 程技术完善的程度; —只与热电联产部分的热、电有关;
—只能比较抽汽参数相同的供热机组间的热经济性