13 专题-动力循环.ppt

第1页：现代新型动力循环介绍与评价封面

专题标题

现代新型动力循环介绍与评价

涉及技术

超临界机组、燃气-蒸汽联合循环、IGCC、磁流体发电、燃料电池与多联产

第2页：高效、绿色发电技术硫资源化脱硫高效发电超

高效、绿色发电技术硫资源化脱硫高效发电超(超)临界机组联合循环多联产煤炭加工与转化流化床 FBC 整体煤气化联合循环 IGCC 可再生能源发电及核电烟气净化灰渣及废水资源化空冷机组烟气循环流化床脱硫其它节水技术燃料电池微型燃气轮机太阳光发电风力发电洁净发电节水发电分布式电源新型发电以煤气化为核心以发电为核心

第3页：超临界、超超临界机组

超临界、超超临界机组--现实而先进的发电技术超临界点：22.115MPa,374.15℃超临界机组（SC）：全世界已运行 600 多台，一般主汽压力 24MPa 及以上,主汽和再热汽温度 540-560℃（效率比亚临界机组高约 2%）超超临界机组（USC）：全世界已运行 60 多台，一般主汽压力 25-28MPa 及以上或主汽和再热汽温度 580℃以上（效率比超临界机组高约 4%）2003 年-2010 年新建火电机组 40％为 SC 机组；2010 年-2020 年：600MW 及以上新建机组将全部建 SC 机组；新建火电机组一半以上为 USC；

第4页：美国前苏联日本中国第一台机组投运年份 1

美国前苏联日本中国第一台机组投运年份 1957195319671962 最大单机容量，MW 130012001050900 装机情况 1982 年 166 台 112898MW 1988 年 222 台，占火电机组容量的 51%94 台，占火电机组容量的 61%投运 10200MW,占火电机组容量的 3.5%容量范围 500MW 以上 300MW 以上 450MW 以上 300MW 以上我国与主要国家超临界机组

第5页：燃气-蒸汽联合循环

燃气-蒸汽联合循环

• 燃气轮机的发展
• 热力参数与单机容量逐步提高，达 W>200MW，热效率 35~41%；
• 可靠性 95~98.5%，可作为基本负荷电站；
• 联合循环的现实可行性
• 燃气轮机排气温度 t 4=400~600℃；
• 大功率机组排气量 300kg/s 以上；
• 利用排气能量加热蒸汽轮机给水(取代锅炉)，大大提高供电效率。Combined Gas-Vapor Power Cycles

第6页：燃气蒸汽联合循环

燃气蒸汽联合循环

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第7页：燃气蒸汽联合循环

燃气蒸汽联合循环 Ts 燃气轮机循环蒸汽轮机循环

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第8页：燃气蒸汽联合循环法国

燃气蒸汽联合循环法国 GECAlsthom 公司的联合循环电站燃气轮机：227.2MW 蒸汽轮机：128.3MW 燃料：天然气热效率：54.5%

第9页：重型燃机的技术性能

重型燃机的技术性能与发展趋势过去 50 年中世界重型 GT 技术持续发展，水平不断提高 1950’s 2000’s 透平工作温度 800℃＞1300 ℃ 1430-1500℃压气机压缩比 6-8＞30 单机功率 10MW＞300MWNOX＜10ppm GH 9H 320-340MWGT 单循环效率 20%＞38% 39.5GTCC 效率 58-60% 60

第10页：当代先进燃气轮机及联合循环性能西门子

当代先进燃气轮机及联合循环性能西门子 KWUABBGT 26GE-MS 7001H 西屋 501-ATS 机型项目 1190126014301510 燃气初温，℃

• 6302328 压比 240265290 简单循环净出力,MW 3838.541 简单循环效率,%359396400426 联合循环净出力,MW
• 158.56061 联合循环效率,%

第11页：注蒸汽与整体煤气化联合循环

注蒸汽燃气循环(陈式循环)Steam Injection Gas-turbine (STIG)

第12页：整体煤气化联合循环

整体煤气化联合循环(IGCC----Integrated Gasification Combined Cycle)

第13页：煤整体气化蒸汽燃气联合循环

煤整体气化蒸汽燃气联合循环(IGCC)

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第14页：整体煤气化联合循环

整体煤气化联合循环(IGCC)

• 优点
• 热效率高，目前 40~46%，预计可 52%；
• 环保性能好，SO 2, NOx, CO 2,粉尘排放低，可燃用高硫煤；
• 可实现煤化工综合利用，生产硫、硫酸、甲醇、尿素等；
• 单机功率可达 300~400MW
• 缺点
• 目前煤气化和净化的热损失还偏大；
• 初期投资大。

第15页：整体煤气化联合循环

整体煤气化联合循环(IGCC)应用

• 目前已建成或拟建的 IGCC 电站 10 余座，美国预测，2030 年 IGCC 市场份额达 35%左右
• 如美国加州有一个电站，“世界上最洁净的燃煤火电站，脱硫 98-99%，产生元素硫，排渣中主要是 Al、Si、Fe、Ca 等无害元素，用于绝缘材料和筑路材料

第16页：磁流体与燃料电池联合循环

磁流体发电联合循环

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第17页：磁流体发电联合循环

磁流体发电联合循环(MHD-CC)(Magnetohydrodynamics Combined Cycle)特点：

• 无运动机械，热转变为电不经机械能
• 温度 3000K，热效率可达 60%
• 污染小、种子（钾、铯化合物）有脱硫作用
• 目前实验室阶段

第18页：整体煤气化燃料电池联合循环

整体煤气化燃料电池联合循环

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第19页：整体煤气化燃料电池联合循环

整体煤气化燃料电池联合循环(IGFC-CC)Integrated Gasfication Fuel Cell Combined Cycle 燃料电池：燃料+氧化剂化学能电能电化学反应分类：熔融碳酸盐型(MCFC)磷酸盐型(PAFC)固体氧化剂型(SOFC)特点：高效 60%、洁净、排放接近 0 目前试验室阶段

第20页：煤气化多联产能源系统

以煤气化为核心的发电、煤化工综合能源利用系统

• 21 世纪能源工厂的预计指标
• 发电效率：燃煤 60%（HHV），天然气 75% (LHV)
• 热电联产：热效率 85-90%
• 污染排放：粉尘和 SO 2、NOx 接近零排放
• 温室气体：排放减少 50%，并 100%分离
• 联产产品：合成气、H 2、煤化工产品等

第21页：“展望 21 世纪“能源系统高温高压气化

“展望 21 世纪“能源系统高温高压气化炉变换制氢氢气分离高温燃料电池煤煤气高温高压热交换器氧气分离空气先进循环 SSO 2 电热水 CO 2(去埋藏),污染物(H 2S, PM,碱金属)H 2O 2O 2

第22页：煤化工、电力

煤化工、电力、能源多联产煤煤电力氢能火箭燃料汽、柴、煤等洁净油品油煤浆系统加氢系统粗油分离系统芳烃系统重整加氢系统制氢系统液氢系统变换反应水煤浆系统水煤浆系统加压气化合成气净化液相催化 IGCC 气体分离一碳化工系统烯烃 C=2、C=3、C=4 配合高技术创新发展的高新技术产品各种石化产品及深加工的各种精细化工及专用化学品甲醇,二甲醚矿山采煤系统 BTX,萘,蒽等芳烃

第23页：分布式能源与本章小结

分布式能源方式

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第24页：第七章小结页

• 熟悉郎肯循环图示与计算
• 郎肯循环与卡诺循环
• 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响
• 再热、回热原理及计算第七章小结 Summary

第25页：第七章结束页

第七章完 End of Chapter Seven