孫春農(nóng)

摘要： 本文以上海漕涇電廠1000MW機(jī)組為研究對(duì)象，分析對(duì)比了機(jī)組不同供熱工況下的熱力經(jīng)濟(jì)性變化情況。結(jié)果表明，不論何種負(fù)荷，冷段供熱工況的汽機(jī)熱耗、發(fā)電煤耗及供電煤耗等均低于純凝工況，一抽供熱工況居于兩者之間，機(jī)組對(duì)外供熱經(jīng)濟(jì)性提高。當(dāng)負(fù)荷低于700MW時(shí)，冷段抽汽無法滿足供熱負(fù)荷對(duì)溫度壓力的需求，建議使用一抽供熱；當(dāng)負(fù)荷較高時(shí)，使用經(jīng)濟(jì)性較好的冷段供熱，一抽供熱作為輔助汽源，保證供熱的穩(wěn)定性和可靠性。對(duì)大型燃煤機(jī)組進(jìn)行供熱改造，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞： 大型燃煤機(jī)組；供熱改造；煤耗；經(jīng)濟(jì)性分析

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）09-0041-02

1 項(xiàng)目背景

我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對(duì)熱負(fù)荷提出了更高的需求；過去老舊小型熱電廠、分散小鍋爐以及集中鍋爐房的能源消耗比較高，對(duì)環(huán)境的污染也比較嚴(yán)重，對(duì)大型燃煤機(jī)組進(jìn)行供熱改造，有較好的節(jié)能效果和環(huán)保效益[1-5]。李沛峰等改進(jìn)得到了聯(lián)產(chǎn)電廠能耗水平的科學(xué)評(píng)價(jià)方法，并指出電熱供熱的能耗最高，鍋爐供熱次之，熱泵供熱較低，聯(lián)產(chǎn)供熱最低[6]；于靜梅等對(duì)阜新發(fā)電廠的供熱系統(tǒng)改造過程中提出的兩種方案進(jìn)行了比較分析，指出兩種系統(tǒng)均能滿足要求[7]；戈志華等對(duì)大型純凝機(jī)組的供熱節(jié)能改造進(jìn)行了研究[8]。本文以上海漕涇電廠2×1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象，對(duì)其供熱節(jié)能改造后的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益等進(jìn)行了分析。

2 電廠簡介

上海漕涇電廠坐落于上海漕涇地區(qū)，一期建2×1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，二期規(guī)劃建2×1260MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組。鍋爐為上海鍋爐廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超超臨界變壓運(yùn)行螺旋管圈水冷壁直流爐，單爐膛、一次中間再熱、采用四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、塔式、露天布置燃煤鍋爐。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超超臨界、一次中間再熱、凝汽式、單軸、四缸四排汽汽輪機(jī)。

3 方案可行性

漕涇電廠結(jié)合當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃和供熱需求，向上?；^(qū)供熱。化工區(qū)所需熱負(fù)荷參數(shù)如表1所示。

漕涇電廠兩臺(tái)機(jī)組有一定的對(duì)外供汽能力，根據(jù)其實(shí)際運(yùn)行的熱力參數(shù)和化工區(qū)的供熱需求，主要考慮使用冷段汽源供熱，其熱力參數(shù)如表2所示。

對(duì)比表1和表2可知，漕涇電廠的冷段汽源的溫度較化工區(qū)的負(fù)荷需求溫度高，可以通過噴水減溫，降低汽源溫度，以滿足用戶需求。

在壓力方面，通過與汽輪機(jī)廠溝通得出：在不影響發(fā)電量的情況下，為保證合格的高壓末幾級(jí)葉片強(qiáng)度和高中壓缸推力，單臺(tái)機(jī)組的長期運(yùn)行抽汽量不可以高于100t/h。故漕涇電廠所能提供的最大抽汽量為200t/h，此時(shí)兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行，可以滿足化工區(qū)的供熱負(fù)荷需求。

在實(shí)際運(yùn)行中，為保證供熱的穩(wěn)定可靠性，漕涇電廠以冷段抽汽為主要供熱汽源，并以#1抽汽為備用抽汽。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

本文以#1機(jī)組為研究對(duì)象，分析對(duì)比了機(jī)組不同供熱工況下的熱力經(jīng)濟(jì)性變化情況。兩種供熱工況分別為冷段供熱和一抽供熱，均對(duì)外供熱100t/h，其中，由于兩種供熱工況的抽汽均來自高壓缸，僅對(duì)汽機(jī)做功和發(fā)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生較大影響，故使用相同的鍋爐效率和管道效率。結(jié)果如圖1。

由圖1可知，不論何種負(fù)荷，純凝工況的汽機(jī)熱耗均最高，冷段供熱最低，一抽供熱居于兩者之間。在機(jī)組負(fù)荷為1000MW時(shí)，純凝工況的汽機(jī)熱耗為7306kJ/kWh，冷段供熱的汽機(jī)熱耗為7237kJ/kWh，較純凝工況低69kJ/kWh，一抽供熱的汽機(jī)熱耗為7245kJ/kWh，較純凝工況低61kJ/kWh，可見由于對(duì)外供熱，機(jī)組的熱耗降低，由于一抽供熱汽源的溫度壓力較冷段供熱汽源高，一抽汽源在高壓缸內(nèi)的做功低于冷段抽汽，故在實(shí)際運(yùn)行過程中應(yīng)優(yōu)先考慮冷段抽汽作為供熱汽源，為保證對(duì)外供熱的穩(wěn)定性和可靠性，一抽供熱作為冷段抽汽的輔助汽源。又當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時(shí)，冷段抽汽的壓力溫度無法滿足化工區(qū)供熱需求，故當(dāng)負(fù)荷低于700MW時(shí)，僅使用一抽汽源對(duì)外供熱。

由圖2和圖3可知，不論何種負(fù)荷，純凝工況的發(fā)電效率均最低，發(fā)電煤耗均最高，經(jīng)濟(jì)效益最差。在1000MW負(fù)荷下，冷段供熱的發(fā)電效率為46.15%，較純凝工況高0.43%，發(fā)電煤耗為266.5g/kWh，較純凝工況低2.54g/kWh；一抽供熱的發(fā)電效率為46.1%，較純凝工況高0.38%，發(fā)電煤耗為266.79g/kWh，較純凝工況低2.25g/kWh。

由圖4和圖5可知，考慮到廠用電，不論何種負(fù)荷，純凝工況的供電效率均最低，供電煤耗均最高，經(jīng)濟(jì)效益最差。在1000MW負(fù)荷下，冷段供熱的供電效率為44.08%，較純凝工況高0.42%，供電煤耗為279.06g/kWh，較純凝工況低2.66g/kWh；一抽供熱的供電效率為44.03%，較純凝工況高0.37%，供電煤耗為279.36g/kWh，較純凝工況低2.36g/kWh。

5 結(jié)論

本文以上海漕涇電廠1000MW機(jī)組為研究對(duì)象，分析對(duì)比了不同供熱工況下機(jī)組的熱力經(jīng)濟(jì)性變化，主要結(jié)論如下：①機(jī)組冷段抽汽的壓力和溫度可以滿足供熱負(fù)荷的需求，對(duì)機(jī)組進(jìn)行供熱改造具有可行性。②無論何種負(fù)荷，機(jī)組對(duì)外供熱的汽機(jī)熱耗、發(fā)電效率、供電效率等均高于純凝工況，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，其中冷段抽汽供熱的經(jīng)濟(jì)性高于#1抽汽供熱。③當(dāng)負(fù)荷低于700MW時(shí)，冷段抽汽無法滿足供熱需求，可使用#1抽汽進(jìn)行供熱，當(dāng)負(fù)荷高于700MW時(shí)，建議使用經(jīng)濟(jì)性較好的冷段抽汽供熱，#1抽汽作為備用汽源，確保機(jī)組對(duì)外供熱的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]黨鵬，薛超海.淺析熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的可持續(xù)發(fā)展[J].城市建設(shè)與商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，2009（24）：46-47.

[2]張岐松，王傳祥.火電工程純凝機(jī)組供熱改造項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（26）.

[3]邢憲森，鄭剛，孫濤，等.大機(jī)組供熱改造后供熱量核算及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（15）.

[4]張穎.淺談熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組集中供熱在節(jié)能減排中的作用[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2011（11）：47-48.

[5]代科學(xué).大型凝汽機(jī)組供熱改造設(shè)計(jì)方案技術(shù)探討[J].科技風(fēng)，2013（16）：36-36.

[6]李沛峰，戈志華，銀正一，等.供熱系統(tǒng)能耗評(píng)價(jià)模型及應(yīng)用[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013（23）：19-28.

[7]于靜梅，張偉，張輝，等.供熱系統(tǒng)改造方案比較及分析[J].煤炭工程，2008（7）：16-18.

[8]戈志華，楊佳霖，何堅(jiān)忍，等.大型純凝汽輪機(jī)供熱改造節(jié)能研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32（17）：25-30.