哈工大-供热工程-第十五章

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1、第十五章集中供热系统的热源热源：在热能供应范畴中，凡是将天然或人造的含能形态转化为符合供热系统要求参数的热能设备与装置，通称为热源。本章内容：15-1热电厂15-2区域锅炉房15-3其它热源形式15-1热电厂热电厂是联合生产电能和热能的电厂。联合生产电能和热能的方式，取决于采用供热汽轮机的型式。一、基本热电循环热平衡：输入100%锅炉热损12%；冷凝器热损失54%；发电输出34%图15-1基本热电循环原理图二、背压式汽轮机图15-2背压式热电循环图．(a)工作原理图，(b)T-S图1-锅炉；2-过热器；3

2、-蒸汽汽轮机4一发电机；5-热用户；6-给水泵图15-l(a)为背压式汽轮机的工作原理示意图。图15-l(b)为其热力循环的温熵(T-S)图。其中，1-2表示过热蒸汽在汽轮机内的绝热膨胀过程2-3表示过热蒸汽在外用户的凝结放热过程;3-4表示水在锅炉中由未饱和水受热成为饱和水的定压加热过程;4-5表示饱和水在锅炉内的定压汽化过程;5-1表示饱和蒸汽在过热器内定压加热成为过热蒸汽的过程。面积1673451表示蒸汽从热源吸热量；面积123451为转变为电能的热量；供应热用户的热量等于面积26732。由此可见，

3、如不考虑动力装置及管路的热损失，理论的背压式热电联合生产的热能利用率为100％。背压式汽轮机的热能利用效率最高，但由于热、电负荷相互制约，它只适用于承担全年或供暖季基本热负荷的供热量。近年来，一些大型的以供暖为主的集中供热系统也开始采用背压式汽轮机组，供暖季运行，非供暖季停运，也取得了较好的经济效益。三、抽汽式汽轮机图15-3单级可调抽汽式汽轮发电机组原理图图15-4双抽式供热汽轮机的热力系统示意图A-高压可调节抽汽口；B-低压可调节抽汽口L-锅炉；2-蒸汽汽轮机；3-发电机；4-主加热器(基本加热器)；

4、5-高峰加热器；6、7，25-减压加湿器；8-膨胀箱；9-凝结水泵；10-除氧器；11-水处理站；12-给水泵；13-网路补给水泵；14-网路补水压力调节器；15-网路循环水泵；16-除污器；17-低压预热器；18-高压预热器；19-凝结水泵；20-锅炉给水泵；2l-凝结水泵；22-射流预热器；23-膨胀箱；24-冷凝器抽汽式汽轮机的最大优点是抽汽量的多少不影响额定发电功率，亦即热、电负荷不相互制约，因而运行灵活。但由于热力循环过程中仍有冷凝器的冷源损失，热能利用效率低于背压式机组。特别是当抽汽量减少时，

5、为了保证额定发电功率，进入冷凝器的汽量增多，冷源损失增加l而且，由于抽汽式汽轮机增设了节流机构以调节抽汽量，汽轮机内的相对内效率降低，甚至比同参数，同容量的纯凝汽式机组的相对内效率低。四、抽汽背压式汽轮机图15-5所示为带有抽汽的背压式汽轮机原则性热力系统图。汽轮机全部排汽，通常用来加热网路水，同时还从中间抽出较高压力的蒸汽供应工业热用户。抽汽背压式机组与背压式机组相比，在供热上具有一定的灵活，但这种机组仍属于背压式机组的范畴，热、电负荷相互制约的缺点仍不能克服。图15-5抽汽背压式汽轮机供热系统示意图1

6、-蒸汽锅炉；2-抽背式汽轮机；3-发电机；4-主加热器；5-高峰加热器；6-除污器；7-补给水泵；8-补水压力调节器；9-网路循环水泵；lO-回热装置；ll～锅炉给水泵五、凝汽式汽轮机改造除了采用供热汽轮机组进行热电合供外，凝汽式汽轮机也可以改装为供热机组，把单纯发电的凝汽式发电厂改为热电厂。国内目前主要有两种改造方法：一种是在汽轮机的中间导汽管上抽出部分蒸汽向外供热，另一种方法是使凝汽机组在供暖期间降低真空运行(称为恶化真空)，把冷凝器作为热网回水加热器，用热水网路的循环水供暖。无论采用哪种方法，都降低

7、了机组的发电功率，降低了年总发电量，但由于实现了热、电联产，提高了电厂的热能利用效率。图15-6所示为采用恶化真空式供热的原则性示意图。运行时将凝汽式汽轮机的排汽压力，从原来的4-6kPa提高到49kPa(O.5ata)，由于冷凝器内真空度降低，在冷凝器中可将热水网路回水加热到70-75℃。网路回水一般按50-55℃设计。网路温差约为20℃左右。但采用循环水供热后，原电厂的发电功率下降，一般减少15％-25％。同时，供水温度低，供，回水温差小，外网管径较粗。图15-6汽轮机恶化真空式运行的供热系统(循环水

8、供热)示意图1-蒸汽锅炉；2-凝汽式汽轮机；3-发电机；4-网路循环水泵；5-补水压力调节器；6-除污器；7-补给水泵；8-冷凝器(热网换热器)；9-凝结水泵；10-回热装置；11-锅炉给水泵。15-2区域锅炉房区域锅炉房是城镇集中供应热能的热源。虽然它的热效率低于热电厂的热能利用效率，但区域锅炉房中使用燃煤锅炉的热效率也能达到80％以上，比分散的小型锅炉房的热效率(50％～60％)高得多。此外，区域锅炉房与热电厂相比，共投资