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1、热电联产项目机组选型评估要点41. 前言我国北方冬季严寒，过去大部份城市冬季采暖以分散的小锅炉为主，效率低下，污染严峻。随着人们节能恿识的 提高、 环保压力的日趋增人，区域集中供热慢慢取代分散小锅炉供热，热电联产作为种高效、环保的能源利用方式 , 愈来愈被人 们认可。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供给等综合效益。热电厂的建设是城市治理人气污 染和提 高能源利用率的重要方法，是集中供热的重要组成部份，是捉高人民生汹质量的公益性基础设施。最近几年来，热电联产事业进展较快，到2007年末，我国供热机组总容量 10091万干瓦，占火电装机总容量的 单机 容量从6000RW到60
2、0MW,现己有1000 MW的供热机组投运。但热电企业亏损多、获利少，缘故除煤价居高不下外，耍紧还 因为供热机组选型不合理，对热负荷的调查和预测不准，致使机组长期工作在非设计匚况，效率低，运行本钱 高。热电联产 机组选型是项目可行性研究时期的分析重点，本文简要介绍热电联产行业现状，分析供热机组的型式和 特点，并捉出供热机 组选型大体原那么，为该类项目的评估捉供必然的参考。2. 热电联产行业现状热电联产行业现状我国直重视进展热电联产，曾前后多次出台鼓舞和支持政策。 1 998年，原国家计委等部门联合下发了关于进 展热电 联产的假设干规定；2000年，原国家计委等部门又做了必要的修改，并配套出台了
3、热电联产项目可行性研究技术规定； 2007年 2月，国家发改委发布了热电联产和煤肝石综合利用发电项目建设治理暂行规定；在国家发 改委发布的产业结 构调整指导目录中，热电联产、集中供热每次都是作为鼓舞类项目。我国从 50年代开始进展热电联产，到目前已经积存必然的体会，形成了人城市以人型凝气采暖两用机组为主、中小城市 进展中小型热电联产和具有规模的企业建设自备电站的行业格局。最近几年来，由于电力体制改革，网厂分开，投资体制改革，采纳项目核准制，和宏观调控，很多产业政策接踵 明确与 修改；专门是电价改革，从原先的“本钱加法”向“边际电价法”过度，加上煤价放开，很多热电联产企业经营显现困难，显 现行业
4、整体亏损。国内热电联产行业存在的要紧问题第，由于国家对热电联产项目的支持，使得我国热电联产进展迅猛。也正是由于政策的宽松，致使些热电项目以供热为名，以发电为耍紧目的和利润支持点。 作为投资者，经济利益始终是放在首位，许多投资者开始就没打算真正的弄热电联产，只是为 了项目审批加倍顺畅。第二，热电联产项目样由投资方寻求供热市场，存在诸多不确信因素。有些地址政府为了 项目顺利上马， 过大的估量热负荷。由于对热负荷的预测不准，误导机组选型，致使机组在运行 期间长期处于非额定工况点，达不 到设计指标，致使能源的浪费和环境的污染。另外，我国供热价钱普遍偏低，致使热电厂人多以电补热，争夺发电小时数：热电厂能
5、按供 热工况运行的时 刻少，夏日只能按凝气工况运行，效率低于同类型纯凝机组。3 热电联产技术现状热电联产技术分析众所周知，热电联产是相关于热电分产而言，具有热能利用率高，节能环保的优势。热电联 产是将高品位的 热能用于发电，将低品位的热能用于供热，实现了能源的梯级利用。举个简单的例了，假设有2千克煤，个方案是 1千克煤用于纯供热，1千克用于发电：另- 个方案是采纳热 电联产，那么方案按较烏的供热锅炉效率 （75 賀）和发电效率（煤耗273）能发 曲千瓦时的电，供给热能22050 千焦：而力案二依照 300MW 的亚临界热电联产机组能够发出千瓦时 的电，供出 24860 千焦的热能。3.1.1热
6、电联产与供热锅炉房此刻工业燃煤供热锅炉的效率一样在 50-80%,而电站锅炉的效率一样髙于 90%,因此在锅炉内将煤的化学能转变成热能的进程中，工业锅炉的损失远大于电站锅炉。3.1.2 热电联产与纯发电火力发电厂能量平稳中能够看出凝汽式汽轮机的扌II:汽在凝汽器中凝结时彼冷却水带走人量热量，这种能量损失称凝汽损失。凝汽式汽轮机电站中燃料化学能转换为电能的热效率最高只有 45%左 右。背压式汽轮机的排汽全数用于供热，凝汽损失为零，热能利用率显著捉高，达 80%以上。抽 汽式汽轮机的抽 汽用于供热，这部份抽汽量不进入凝汽器，因此也可减少由冷却水带走的热量损 失。若是将抽凝机组的汽轮机进汽简单的假想
7、成两股汽流，股纯凝汽流，股供热汽流，那么 纯凝汽流的热力 循环和当于纯凝机组，供热汽流的热力循环相当于背压机组。那么供热汽流由于 具有比背压机更高的内效率而具 有较背压机更高的循环热效率;纯凝汽流由于没有人型纯凝机组内效率高和供热机组结构上相关于纯凝机组的劣势而具有较纯凝机组稍低的循环热效率。因此, 热电比）达到必然的数值时才能具有较好的成效。供热汽轮机型式及特点3. 2. 1 供热汽轮机型式热电联产工程与常规火力发电匚程除汽轮机和供热系统外，其他系统人致相同。热电联产项 目技术方案设计 的重点确实是选择供热汽轮机的型式。下而别离介绍目前我国要紧供热汽轮机型 式及其特点。按热力学特性和热力循环
8、方式可分为：背压式汽轮机（含抽汽背压式汽轮机、抽汽凝汽式 汽轮机。 背压式（或抽背式）供热汽轮机没有凝汽器.汽轮机的排汽全数用于供热.没有排汽冷源 损失。如在汽轮机的 排汽前有抽汽，就称抽背式供热汽轮机。背压式供热汽轮机的优势是供 热量大，热效率髙;但热负荷转变时，需靠 调整主蒸汽流量.其发电量和发电效率均会下降； 当外界没有热负荷时，因没有凝汽器只能停机。因此对需要长期 供热，而热负荷转变不大的 场合较为适用。抽汽凝汽式供热汽轮机在非供热期和纯凝式汽轮机一样.有较髙的发电效率；在供热 期内能够依照外界热负荷 的大小.相应抽岀不同的蒸汽量对外供热。为确保机组低压缸平安 运行,仍需有一部份蒸汽做
9、为最小冷却流量进入 低压缸排入凝汽器。因此其最大供热量和汽 轮机的热效率均不如背压式供热汽轮机。近几年国内显现一种新型供热汽轮机一一 NCB 双轴新型供热汽轮发电机组，是在抽-凝供 热机的基础上，采 纳两根轴别离带动两台发电机，用联轴器连接两根轴。在非供热期.供热抽 汽操纵阀全关、低压缸调剂阀全开，汽 轮机呈纯凝工况（N）运行具有纯凝式汽轮机发电效率高的优势。在正常供热期.供热抽汽操纵阀、低压缸调剂阀 都处于调控状态，汽轮机呈抽汽工况（C ）运行，具有抽-凝供热汽轮机的优势，可依照外界热负荷的需要调整供 热抽汽量, 而且还能够维持较髙的发电效率。在髙（尖）峰供热期，供热抽汽操纵阀全开、低压缸调
10、剂阀 全关， 汽轮机呈背压工况（B）运行，具有背压供热汽轮机的优势，可做到最大供热能力。低压部份处于低速盘车状态, 可随时投运。3. 2. 2 供热汽轮机特点我国供热汽轮机随若我国电力装备行业的进展而进展，由过去常规的小型供热机组，到人型 抽凝两用机组和 人容量高效专用供热机组。不同型式的汽轮机具有不同的适用性，在给定的边界 条件下，选择适合的汽轮机型式 是热电联产项目技术方案论证的重点内容。背压机的运行完满是“以热定电”，发电机的出力完全受热负荷的制约，热负荷的变更将引 发机组运行负荷 的波动，使背压机工作在非设计工况，热效率降低。在没有热负荷时，背压机只能停机。背压机的容量样较小， 目前我
11、国最人的背压机为25 MW,进汽为211吨/小时243吨/小时、压力参数为、535C,排汽压力为MPa 313. 2C,排汽量为 207吨/小时。背压机是以 供热为主，适用于我国北方供暖期长的中小城市和具有常年稳固工业热负荷的小型工业园区。 抽凝式汽轮性能够依照热负荷调整抽汽量，发电人体不受抽汽阻碍。目前我国抽凝机组样 选择 300MW 及 以上的机型，以发电为主。在非供热期发电效率略低于同类型纯凝机组。在供热期 能够依照热负荷调整抽汽量，同 时能够带必然的发电负荷，其热效率高于同类型纯凝机组。目前，国内已有600MW和1000MW的抽凝机组。抽凝 机组供热和发电能力都较人，适用于大中型城市的
12、 集中供热，同时为城市提供电力：也适用于大型耗电耗热企业 自备电厂和工业园区热电厂。下点为上海汽轮机厂生产的几种供热机型。机组型式单位背斥式（含抽背式）单抽式双抽式凝汽収抽两用机凝汽双抽两用机机组容址MW3-253-6012-125135-1000125-330供热蒸汽Mpa抽背式圧力供热蒸汽r231-319104-360238-352温度V最大供热t/h46-216 (抽背式20-23020-28834-60025-150蒸汽虽20-140)40-238120-6504. 热电联产项目机组选型热电联产项目技术设计的关键确实是热负荷的侦测和工程技术方案的论证，即落实热负荷和 供热机组的选型。
13、热负荷是机组选型的基础，是工程设计和经济分析的基础资料。热电联产项目 的机组选型专门人程度上决定了项 目运营期的运行效率和效益，同时应兼顾社会效益，即对本地 环境阻碍。落实热负荷热负荷是热电联产项目建设的基础，热电联产项目可行性研究技术规定要求:筹建单位及其主管部门、热用户和设计单位都应重视热负荷的调查和核实工作，筹建单位及 热用户应尽可能提供靠得住的、符合实际的热负荷数据，设计单位应负责对热负荷进行核实。当 热电厂和热力网可行性研究不 是由同单位编制时，热负荷的调査和核实样由热力网的可行性 研究单位负贵，但热电厂的可行性研究单位应 踊跃配合、和谐，并进行校核。核实后的设计热负 荷同时作为热电
14、厂和热力网可行性研究的编制依据。在热负荷 的调查和核实进程中，应按匸业热 负荷和民用热负荷的现状和近期进展，和计划热负荷别离予以调査和核实。供热机组选型在热电联产项目可研时期，通常要做机组选型方案的比选，通过详细的技术经济比较确信供 热机组的型式。 但备选方案往往具有必然的偏向性，反映了项目业主的意愿，作为项目审批和决 策部门应付备选方案进行评估， 合理确信机组型式。热电项目般是以热定电，不但是在运行进程中要依照热负荷的需求调剂电负荷，在项目的 可研和设计时期 也要依照热负荷的预测结果，结合项目所在地的城市计划、环境爱惜、电力供给 和需求状况等因素，决定供热机 组的型式。热电联产项目通常考虑供
15、热稳固性的要求配置 2 台以上的供热机组，当台机组故障时，其 余机组的供热能 力知足 60%热负荷的需求。以两台供热机组为例，热电联产机组选型有以下几种组合方式：背压机+背压机、抽凝 机+抽凝机、背压机+抽凝机。结合国家发改委等于2000年8 月下发的热电项目可行性研究技术规宦和国家发 改委2007年2月下发的热电联产和煤阡 石综合利用发电项目建设治理暂行规定，和笔者对该类项目调查分析 结论，下而别离介绍些 典型情形的机组选型原那么，那个地址不考虑上述组合方式，只扌是出些人体原那么， 供该类项 目可研时期确信机组选型方案时参考。4. 2.1背压机组的选型（1）目前，背压机组样用于稳固的工业热负荷或我国北方供暖期较长 （6-7 个月）的城 市采暖供热：（2）在不具有建设人型发电供热机组条件的地域，要依照本地热负荷的情形，区别对待。 关于有充沛、 稳固的工业热负荷和采暖负荷的地域，原那么上建设背压式机组，必要时配合建设 人型抽汽凝汽式机组，按“抽 背”联合运行方式供热：（2）关于全年都有较为稳固的匸业热负荷，且热负荷需求不大，-样背压性能够知足，假 设在本地建设人 型供热机组无法平稳电力负荷，该类地域适合建背压机组。（3）关于热负荷比较稳固，天内波动较小 （10 20%）的热电厂，可全数采纳背压式或 抽汽背压式供热 机组
