馮國(guó)強(qiáng)， 宋紅艷

（1.北京全四維動(dòng)力科技有限公司，北京100085；2.黑龍江地理信息工程院，哈爾濱150081）

熱電聯(lián)供汽輪機(jī)探討

馮國(guó)強(qiáng)1， 宋紅艷2

（1.北京全四維動(dòng)力科技有限公司，北京100085；2.黑龍江地理信息工程院，哈爾濱150081）

介紹了熱電聯(lián)供汽輪機(jī)的發(fā)展和性能，以及開(kāi)發(fā)新型熱電聯(lián)供汽輪機(jī)能達(dá)到的能源利用率。

汽輪機(jī)；亞臨界300MW雙抽汽輪機(jī)；能源利用率

0 引言

近年來(lái)隨著環(huán)境保護(hù)要求提高，能源礦產(chǎn)儲(chǔ)備降低，能源價(jià)格上漲等一系列因素，促使社會(huì)對(duì)一次能源的利用率提出了更高的要求。

1 主要一次能源利用狀況

1）凝汽式汽輪機(jī)電站的能源利用率一般為30%～40%，即使超臨界蒸汽參數(shù)、一次再熱、凝汽式機(jī)組的能源利用率也小于45%，超臨界、二次再熱27MPa，580/600/600（700 MW，背壓4.5kPa），其能源利用率為45%。

作為國(guó)內(nèi)標(biāo)桿電廠，外高橋三公司2010年經(jīng)過(guò)多項(xiàng)技術(shù)該進(jìn)，兩臺(tái)大型機(jī)組實(shí)現(xiàn)供電煤耗279.39g/kW·h，這屬于中國(guó)火電最高效率了，其能源利用率達(dá)44%。

2）燃?xì)廨啓C(jī)的簡(jiǎn)單循環(huán)能源利用率一般小于40%。以ABB13E2型（162MW）為例，其能源利用率為35.7%，構(gòu)成燃蒸聯(lián)合循環(huán)（采用凝汽式汽輪機(jī)）后可達(dá)52.9%，顯著高于超臨界蒸汽循環(huán)裝置。

3）對(duì)于供熱型小鍋爐，由于容量小，蒸發(fā)量普遍小于50 t/h。按容量分：2 t/h的鍋爐的平均效率66.7%，4 t/h的鍋爐的平均效率68%，6 t/h的鍋爐的平均效率69.6%，10 t/h的鍋爐的平均效率70%，20 t/h的鍋爐的平均效率75%，50 t/h的鍋爐的平均效率80%［1］。

4）對(duì)于大型電站鍋爐，最基本的50 MW汽輪機(jī)匹配的高壓220 t/h電站鍋爐效率為92%。

5）熱電聯(lián)供電廠同時(shí)提供熱源和電力，其能源利用率可超過(guò)80%，明顯高于凝汽機(jī)組及燃蒸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，甚至超過(guò)單純供熱的工業(yè)鍋爐效率。

2 熱電聯(lián)機(jī)組

熱電聯(lián)供機(jī)組種類繁多，有背壓機(jī)、抽凝機(jī)、雙抽凝汽機(jī)、多抽凝汽機(jī)、燃蒸聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供機(jī)組等。

1）一般凝汽式汽輪機(jī)組的凝汽損失很大，達(dá)43%～53%，其能源利用率相應(yīng)為30%～45%；而熱電聯(lián)供機(jī)組的凝汽損失為0～30%，能源利用率可達(dá)54%～84%，若為背壓式機(jī)組，凝汽損失為0，能源利用率可達(dá)84%，抽汽式機(jī)組的熱效率，取決于熱電比的大小(直接影響凝汽損失的大小)，一般在54%～84%范圍內(nèi)。

2）對(duì)于汽輪機(jī)而言，不管是純發(fā)電還是熱電聯(lián)供，同類型機(jī)組，初參數(shù)越高，機(jī)組效率越高，如：超高壓（13.2 MPa）機(jī)組比高壓（8.83 MPa）機(jī)組效率高4%～7%；亞臨界（16.67 MPa）機(jī)組比超高壓（13.2 MPa）機(jī)組熱效率高4%～7%；超臨界（24.2 MPa）機(jī)組比亞臨界（16.67 MPa）機(jī)組熱效率高3%～5%。

3）現(xiàn)在運(yùn)行的熱電聯(lián)供汽輪機(jī)種類：

（1）背壓機(jī):排汽壓力0.2～0.6 MPa的機(jī)組主要供采暖抽汽，排汽壓力1.0～2.0 MPa的機(jī)組主要供工業(yè)抽汽。背壓機(jī)組在非供汽工況運(yùn)行時(shí)能源利用率低于25%，在供汽工況運(yùn)行時(shí)能源利用約為78%，因背壓機(jī)組在非供汽工況運(yùn)行時(shí)能源利用率太低，一般僅在供汽工況運(yùn)行，無(wú)供汽時(shí)停機(jī)。

（2）采暖機(jī)組（抽汽壓力0.2～0.6 MPa），每年有50%時(shí)間運(yùn)行在采暖工況，50%時(shí)間運(yùn)行在純凝工況。例如：150 MW超高壓抽汽冷凝式機(jī)組能源利用率純凝時(shí)為37.5%，抽汽時(shí)71%，年平均為54.3%；300 MW亞臨界抽汽冷凝式機(jī)組能源利用率純凝時(shí)為39.2%，抽汽時(shí)78.1%，年平均為58.7%。

（3）純工業(yè)抽汽機(jī)組（抽汽壓力1.0～1.6 MPa），每年以80%時(shí)間運(yùn)行在抽汽工況，20%時(shí)間運(yùn)行在純凝工況計(jì)算。例如：150 MW超高壓抽汽冷凝式機(jī)組能源利用率純凝時(shí)為37.5%，抽汽時(shí)56%，年平均為52.2%；300 MW亞臨界抽汽冷凝式機(jī)組能源利用率純凝時(shí)為39.2%，抽汽時(shí)61.5%，年平均為57.0%。

（4）雙抽機(jī)組（同時(shí)提供采暖抽汽與工業(yè)抽汽），每年有50%時(shí)間運(yùn)行在雙抽工況，40%時(shí)間運(yùn)行在單工業(yè)抽汽工況。例如：150MW超高壓雙抽冷凝機(jī)組能源利用率雙抽時(shí)為69%，工業(yè)抽汽時(shí)56%，年平均為62.5%；300 MW亞臨界雙抽冷凝機(jī)組能源利用率雙抽時(shí)為76%，工業(yè)抽汽時(shí)61.5%，年平均為68.7%。

4）背壓機(jī)組由于在非抽汽工況需要停機(jī)節(jié)能，全年運(yùn)行小時(shí)數(shù)少，同時(shí)背壓機(jī)運(yùn)行時(shí)向電網(wǎng)供電，電網(wǎng)需要根據(jù)背壓機(jī)的啟停調(diào)節(jié)各電廠供電率，對(duì)電網(wǎng)影響較大，雖然有很高的熱效率，但是機(jī)組容量都不大，一般也就12 MW、25 MW、50 MW的，很少有超過(guò)50 MW的。

5）現(xiàn)在國(guó)內(nèi)熱電廠運(yùn)行的供熱機(jī)組主要是300MW亞臨界抽汽汽機(jī)組及600 MW亞臨界抽汽汽機(jī)組。

6）現(xiàn)在國(guó)內(nèi)熱電廠運(yùn)行的雙抽機(jī)組主要是150 MW超高壓雙抽凝汽機(jī)組及200 MW超高壓雙抽凝汽機(jī)組。

2008年末，東汽研制成功亞臨界300 MW三缸二排汽雙抽汽輪機(jī)，在蘭州西固電廠投產(chǎn)運(yùn)行。2009年，上汽研制成功亞臨界300 MW三缸二排汽雙抽汽輪機(jī)，在山東華能濟(jì)寧電廠投產(chǎn)運(yùn)行。2010年，哈汽研制成功亞臨界300 MW兩缸二排汽雙抽汽輪機(jī)，在沈煤紅陽(yáng)電廠投產(chǎn)運(yùn)行。三大主力汽輪機(jī)廠的亞臨界300 MW雙抽汽輪機(jī)投產(chǎn)標(biāo)志著亞臨界級(jí)別雙抽汽輪機(jī)的技術(shù)的成熟，具有可以大規(guī)模替代150 MW，200 MW級(jí)雙抽機(jī)組。

3 結(jié)論

在現(xiàn)有條件下，應(yīng)盡量采用大功率、高參數(shù)的熱電聯(lián)供汽輪機(jī)，這對(duì)降低我國(guó)現(xiàn)有能源消耗及降低空氣污染是有很積極影響的。在現(xiàn)有亞臨界級(jí)別汽輪機(jī)組的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)超臨界雙抽汽輪機(jī)能更進(jìn)一步提高整個(gè)社會(huì)的能源利用率。

［1］ 張清林.提高中國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率及節(jié)能措施研究［J］.潔凈煤技術(shù)，2005，11（2）：5-10.

（編輯黃 荻）

TK 263

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1002－2333（2014）05－0262－02

馮國(guó)強(qiáng)（1979-），男，工程師，長(zhǎng)期從事汽輪機(jī)研發(fā)工作。

2014-04-06