1、 毕业设计（论文） 贵州黔西电厂 N300MW 机组燃料单耗分析 The Unit Fuel Consumption Analysis of N300MW Unit in Qianxi Power Plant ： ： 本 科 ： ： 热能与动力工程 ： ： ： 高级工程师 ： 学生姓名 学历层次 所在系部 所学专业 所在班级 指导教师 教师职称 完成时间 摘 要 本设计通过采用单耗分析的方法，对 贵州黔西电 厂 N300MW 机组 进行燃料单耗计算与分析，目的是得出各个设备的附加单耗。通过计算，得出主要设备如锅炉、汽轮机、凝汽器的附加单耗 。在此基础上对各设备的附加单耗进行了分析，并提出了降低
2、机组 单耗的措施，本论文得出的结果具有较强的普遍性，因此对相关类型的电厂节能有一定的指导作用。 关键词 ： 燃料 单耗分析 附加单耗 节能 N300MW Abstract By using the theory of unit consumption analysis, the design calculates and analyses the unit fuel consumption of Qianxi power plant with N300MW units, the aim is to obtain the additional unit consumption of all eq
3、uipment. Though calculation, the design obtains the additional conclusion of the major equipment such as boiler, turbine and condenser. On the base, this design analyses the additional unit consumption of the major equipment and puts forward the measures to reduce the unit consumption. The result of
4、 this design has strong universality, therefore, it has guide function in designates the direction of energy conservation in power plants. Keywords: unit fuel consumption analysis additional unit consumption energy conservation N300MW目 录 前 言 . 1 第一章 节能的提出 . 3 1.1 能源节约的紧迫性 . 3 1.2 现代节能方法 . 4 第二章 单耗分析
5、理论 . 5 2.1 单耗的简介 . 5 2.2 单耗分析方法 . 6 2.3 单耗分析的意义 . 7 第三章 贵州黔西电厂 N300MW 机组燃料单耗分析 . 8 3.1 原始资料 . 8 3.2 理论最低煤耗的计算 . 10 3.3 锅炉的附加煤耗计算 . 10 3.4 汽轮机的附加煤耗计算 . 12 3.5 凝汽器的附加煤耗计算 . 14 3.6 加热器的附加煤耗计算 . 15 3.7 其它设备的附加煤耗计算 . 23 3.8 管道的附加煤耗计算 . 26 3.9 全厂单耗的计算 . 27 3.10 各主要设备 的火用 效率计算 . 27 3.11 各主要设备 的火用 损系数计算 . 2
6、9 第四章 机组主要热力设备附加燃料单耗计算结果的分 析 . 31 4.1 单耗计算的详细结果 . 31 4.2 计算结果的综合分析 . 31 第五章 节能措施的提出 . 32 5.1 针对锅炉 . 32 5.2 针对汽轮机 . 32 5.3 针对凝汽器 . 32 5.4 针对汽动给水泵 . 33 总 结 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 附录一：各设备进出口工质热力学参数及单耗 情况一览表 . 37 附录二：全厂汽水参数表 . 37 1 前 言 我国的国民经济发展将主要地依靠技术进步。节能降耗既是技术进步的重要任务，也是技术进步的重要标志。使用传统的热效率衡量节能潜力往往不确切
7、，有时甚至会出现假象 1。 火用 和经济学是当代能量系统先进的分析方法，但也有不足之处 。首 先 火用 分析和 火用 经济学要规定环境基准，这不仅带来了 火用 值的不统一性 ， 而且在涉及到多种化学物质时是 相当繁杂的。其次 火用 效率指标存在着多义性，有传递效率、普遍效率和目的效率等的区别，不同效率的数值有差异，有时差异甚至可达 90%以上，同一效率在不同理解时其数值也有差异。同时，为了表证 火用 效率 ， 需要对能量系统中的每个设备或子系统定义燃料和产品，这不仅掺入了很多人为的规定性，而且当系统复杂能量流、物质流和设备多时，这是一件很冗繁的步骤。此外， 火用 经济学的基本步骤就是把系统中的
8、能流转化为 火用 流，再由 火用 流转化为金钱流。为此，系统中的众多设备都要涉及棘手的成本分摊问题，进一步掺入了很多的主观规定性 ，因而带来了多义性 和不确定性。 通常为了生产能量或物质所需能源和原材料单耗的数据实际上是个平均值，是由生产中各个设备、各个环节在各个时刻运行状态的综合结果。为了降低单耗，不仅需要了解单耗的最后综合结果，而且需要了解单耗结构、单耗在生产的各环节各设备中的分布情况，以及它们在不同时刻的动态变化。此外，为了节能降耗还要从经济的角度来科学地决策一个设备是否应该检修、更换、或者做必要的技术改进。单耗分析就是为这些目的服务的。单耗分析还将有助于对现行的系统进行调整 ， 改善系
9、统结构使之逼近最优设计。 电厂是消耗一次能源并生产二次能源的耗能大 户 ,每年火电用煤约占全国煤总产量的 1/4 ,因此 ,火电厂节能具有特别重要的意义。节能降耗既是技术进步的重要任务，也是技术进步的重要标志。使用传统的热效率衡量节能潜力往往不确切， 火用和 火用 经济学是比较先进的分析方法，但也有不足之处。 火用 分析和 火用 经济学要规定环境基准，而且 火用 效率指标存在多义性（有传递效率，普遍效率和目的效率），在计算过程中有很多人为规定，存在主观规定性，单耗分析是 由 华北电力大学宋之平教授在火用和 火用 经济学的基础上所设计的能量系统分析理论和方法，它不但保留了 火用 和 火用 经济学
10、的优点，削弱了其 不确定性，而且直观，易理解和运用，对节能2 降耗能起到促进作 用 。 本文通过采用单耗分析的方法，对 贵州黔西 电 N300MW 机组进行燃料单耗分析与计算，并对计算结果进行分析，提出降低燃料单耗的措施。 3 第一章 节能的提出 1.1 能源 节约 的紧迫性 我国 能源资源品种丰富，人均占有量较少。 我 国有多种能源资源，其中水能和煤炭较为丰富，蕴藏量分别居世界第 1 和第 3 位；而优质化石能源相对不足，石油和天然气资源的探明剩余可采储量目前仅列世界第 13 和 第 17 位。由于人口众多，各种能源资源的人均占有量都低于世界平均水平。分品种看：水能资源经济可开发总量为 4.
11、02 亿 kW，年发电量 17500 亿 kWh ，主要分布在西南地区，开发程度还比较低， 而且 开发难度加大、成本升高。煤炭资源探明剩余可采储量为 1842 亿 t，大多分布在干旱缺水、远离消费中心的中西部地区，总体开采条件不好。石油资源探明剩余经济可采储量仅为 20.4 亿 t，储 量 比 较 低，还有增加探明储量的潜力，但产能增幅有限 。 天然气资源探明剩余经济可采储量为 23900 亿 m3 ，进 一步提高探明程度的潜力很大，具备大幅增产的可能，但资源总量和开采条件难以同俄罗斯、伊朗等资源大国相比。风能 、太阳能等可再生能源资源量巨大，其开发利用程度主要取决于技术和经济因素 2 。 现
12、阶段节能工作面临的形势严峻，任务繁重。党的十六大明确提出了“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到 2020 年力争比 2000年翻两番”，并且提出“到 2020 年基本上实现工业化”的奋斗目标。随着人口增加、工业化和城镇化进程的加快，特别是重化工业和交通运 输的快速发展，能源需求量将大幅度上升，经济发展面临的能源约束矛盾和能源使用带来的环境污染问题更加突出。如按近三年能源消费的增长趋势发展 到 2020 年能源需求量将高达 44 亿吨标准煤。如此巨大的需求，在煤炭、石油和电力供应以及能源安全等方面都会带来严重的问题。按照能源中长期发展规划，在充分考虑节能因素的情况下，
13、预计到 2020 年能源消费总量需要 30 亿吨标准煤。即便如此，要 满 足这一需求，无论是增加国内能源供应还是利用国外资源，都面临巨大的压力。 节能是缓解能源约束矛盾的现实选择，是解决能源环境问题的根本措施，是提高 经济增长质量和效益的重要途径。不加大力度节约能源，国民经济难以持续快速协调健康发张。所以必须从战略高度充分认识节能的重要性，提高能源利用效率，加快建设节能型社会，才能保证 2020 年全面小康社会目标的实现。节约能源已成为4 保证现在和未来能源供需平衡的主要手段。 1.2 现代节能方法 节能原理的依据 是能及能的转换的客观规律性，即对能的本性的认识。对于能的本性的认识的当代水平，
14、其标志就是热力学第一定律与热力学第二定律的 3建 立 。 节能问题的研究与分析由来已久，其传统的 方法主要是以热力学第一定律为依据，并沿用至今，称为第一定律分析法。如果说热力学第一定律所涉及的是关于能在“量”的方面的本性，说明能在量上的守恒性，那么热力学第二定律所涉及的就是能在“质” 的方面的本性。 现代节能原理与传统的节能原理不同，它所依据的不仅是热力学第一定律，而是同时依据第一、第二两大定律，并通过最直接最实用的方式，体现能的全面本性，而由此建立的节能原理的理论和方法，称为第二定律分析法。热力学参数“ 火用 ”是第二定律分析法的产物，又是第二定律分析法的有力工具。主要借助 火用 来进行节能
15、分析的方法叫 火用 分析 法，属于第二定律分析法的范畴 。 现在还有一种在 火用 和 火用 经济学的基础上所设计的能量系统分析理论和方法，称为单耗分析法，它不但保留了 火用 和 火用 经济学的优点削弱了其不确定性，而且直观，易被理解和运用，能与成本和技术水平直接挂钩，可望对节能降耗起到较大的促进作用 4 。 5 第二章 单耗分析理论 2.1 单耗的简介 所谓单耗，就其全面的意义来说，一是指燃料的单耗 (Fuel Specific Consumption)，即生产单位产品所消耗的燃料； 一是指金钱的单耗 (Monetary Specific Consumption)，即 通常所说的“成本”。因此
16、，单耗可以区分为燃料单耗和成本两类，单耗分析理论则由燃料单耗分析理论与成本分析理论两部分组成。在本文以后的论述中，如无特别指明，单耗均指燃料单耗。任何能量系统的燃料单耗都由两部分组成，理论最低单耗和附加单耗。 2.1.1 理论最低单耗的简介 产品的理论最低单耗是指在可逆情况下，在没有附加单耗的理想系统中，单位产品在理论上所必须消耗的最低燃料量。其数值为单位产品所蕴涵 的 火用 值与单位燃料所蕴涵 的 火用 值之比 。设 F 为投入系统的燃料 总 火用 值， P 为产品的总火用 值，由于在没有任何附加损失的理想系统中， FP 根据定义，产品的理论最低单耗 minb 可表示为： fPPf eeeP
17、eFb m i n （ 2-1） 式中， fpee, 分别为单位产品和单位燃料所 含 火用 值。任何产品的理论最低单耗 是一个定值。 2.1.2 附加单耗的简介 不论是物质生产或是能量转换都是通过一定的工艺或能量系统来完成 的，而系统中任何设备的运行都不是无代价的，它们为推动过程的进行 都需要消耗一定的燃料，从而造成“附加单耗”。附加单耗产生的原因是设备运行过程中 的 火用 耗损，它可以通过设备 的 火用 平衡求得。 对于设 备 I，其进出 口 火用 分别以 inE1 和 outE1 表示，则此设备 的 火用 平衡式可表示为： IIoutIinI AcRIEE （ 2-2） 式中， IRI 为设备 I 的 火用 耗损， 在能量系统中，做为各个设备的过 “推 动力”和代价被消耗和散失 的 火用 称 为 火用 耗损。
