[发明专利]火力发电水汽全循环热系统工艺流程

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护、节能降耗、减排、设备保护、安全生产等技术领域。更具体地说， 是涉及水及水蒸气排放、回收、发电设备技术领域。

背景技术：

目前利用水蒸气推动汽轮发电机发电的技术是世界上最主要发电技术，占全世界总发电量 的一半以上。如火力发电和核能发电都是采用水蒸气来推动汽轮发电机进行发电的。

火力发电是世界上最大的污染源和工业的第一耗水大户；温室气体的排放量居世界首位。 有充分的证据证明：地球变暖、酸雨增加、灾害性天气增加和加强、大量的物种灭绝、大量 的污染物污染空气、陆地和水源等危害到人类生存环境等极其严重的问题都与火力发电有直 接的关系。

目前火力发电工艺流程已经有近百年的历史，热效率低、浪费和污染严重，就算是当今世 界上最高水平的燃煤发电厂的热效率，也达不到送到锅炉的煤完全燃烧所能发出热量的1/3。 就算是号称世界上科学技术最先进的美国，它90％的电力也是由热电生产的，每年的耗水 量高达2725亿立方米，相当于5条中国黄河的年流水量。

又如哈尔滨汽轮机厂600MW火力发电机组(此火电机组的热系统图附后)。该机组的锅 炉为亚临界一次再热筒锅炉，最大连续出力1803.6t/h，给水温度273.4℃，主蒸气压力 16.67MPa，温度为538℃，再热蒸气压力为3.323MPa，温度538℃，汽轮机排气温度36.2 ℃，压力0.006MPa；热耗率7829.8KJ/(KW.H)，汽耗率3.005Kg/(KW.h)。

由于该机组将其热焓高达2330.9KJ/Kg作功后的低温、低压水蒸气排到凝汽器变成36.2 ℃，其热焓只有151.5KJ/Kg的冷凝水，这不但需要重量达到其50～80倍的冷凝水，通过 凝汽器进行冷凝，做成巨大的热量损失和浪费了大量的水；还有可能由于凝汽器在运行中产 生的铜离子对锅炉水做成污染和凝汽器出现故障时可能会引发严重的事故。

现计算该机组从汽轮机作功后排放到凝汽器凝结成水所带来的热量损失。

一，锅炉在1小时中产生蒸气的总热焓。

1803.06×1000×(3397.3-1198.8)+1516.84×1000×(3538-3027.3)

＝4738676398KJ

二，作功后的水蒸气在凝汽器中凝结成水所失去的热量。

1037.54×1000×(2330.9-151.5)+85.88×1000×(2448.8-151.5)

＝2526965200KJ

三，失去的热量与锅炉1小时产生的总热量的百分比。

2526965200÷473867398×100％＞53％

从600MW火电机组的热系统图中可以看出：锅炉每小时产出1803.6吨，压力为 16.76MPa，温度538℃的水蒸气，但作功后到达凝汽器的水蒸气只有1159.42吨，中途 有644.6吨的高温高压水蒸气变成了凝结水和废气排走。原因是：一，高温高压水蒸气在 汽轮机通流部分流动过程中由于摩擦力等种种原因产生凝结水。二，每小时数量达到1803.6 吨，温度只有36℃左右的水，被这些蒸气加热到273.4℃的高温水进入锅炉，是产生大量 凝结水的主要原因。三，利用蒸气除氧和其他环节也使用了大量的水蒸气。

我国核电机组作功后排放的低温低压水蒸气在凝汽器冷却成水所失去的热量更是惊人。

(后附CPWR-1000核电机组热平衡图)。现计算其热损失：

一，核反应堆在1小时中加热水所产生水蒸气的总热焓。

5808.2×1000×(2773-972.6)＝10457083280KJ

二，作功后的水蒸气在凝汽器变成水所失去的热量。

2975.1×1000×(2350.5-168.8)＝6490775770KJ

三，变成水所失去的热量与从核反应堆中获得总热量的百分比。

6490775770÷10457083280×100％＞62％