37致谢38
f1绪论
火力发电厂简称火电厂,是利用煤炭、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂。其能量转换过程是:燃料的化学能→热能→机械能→电能。
最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善,输变电技术的改进,特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求,20世纪30年代以后,火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300~600兆瓦级(50年代中期),到1973年,最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高,每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期,世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂,容量为4400兆瓦。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低,因而到90年代初,火力发电单机容量稳定在300~700兆瓦。进入21世纪后,为提高发电效率,我国对电厂机组实行上大压小政策。高参数大容量凝汽式机组成为目前新建火电机组的主力机型全世界数十年电站发展史的实践表明,火电设备逐渐大容量化是不可抗拒的发展趋势。
人类已进入21世纪,“能源、环境、发展”是新世纪人类所面临的三大主题。这三者之中,能源的合理开发与利用将直接影响到环境的保护和人类社会的可持续发展。作为能源开发与利用的电力工业正处在大发展的阶段,火力发电是电力工业的重要领域,环境保护和社会发展要求火力发电技术不断发展、提高。在已经开始的21世纪,火力发电技术发展趋势是我们十分关注的问题。
就能量转换的形式而言,火力发电机组的作用是将燃料(煤、石油、天然气)的化学能经燃烧释放出热能,再进一步将热能转变为电能。其发电方式有汽轮机发电、燃气轮机发电及内燃机发电三种。其中汽轮机发电所占比例最大,燃气轮机发电近年来有所发展,内燃机发电比例最小。汽轮机发电的理论基础是蒸汽的朗肯循环,按朗肯循环理论,蒸汽的初参数(即蒸汽的压力与温度)愈高,循环效率就愈高。目前蒸汽压力已超过临界压力(大于222MPa),即所谓的超临界机组。进一步提高超临界机组的效率,主要从以下两方面入手。1提高初参数,采用超超临界
初参数的提高主要受金属材料在高温下性能是否稳定的限制,目前,超临界机组初温可达538℃~576℃。随着冶金技术的发展,耐高温性能材料的不断出现,初温可提高到600℃~700℃。如日本东芝公司1980年着手开发两台0型两段再热的
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f700MW超超临界汽轮机,并r