熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化運(yùn)行方式分析

白玉民

摘要：目前熱電聯(lián)產(chǎn)取得快速發(fā)展，環(huán)境污染少，能源效率高等優(yōu)點(diǎn)使得電熱廠的運(yùn)行方式及負(fù)荷分配得到顯著的改善。燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)效益高，采用電力調(diào)峰方式運(yùn)行，節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型好。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn) 能源效率 電熱廠 運(yùn)行方式

中圖分類(lèi)號(hào)：TE09 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（b）-0118-02

伴隨人們生活水平的不斷提高，集中供熱在城市中得到了快速的發(fā)展，熱電聯(lián)產(chǎn)能源轉(zhuǎn)換效率更顯突出，國(guó)家大力支持、發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是以天然氣作為燃料，不但能夠產(chǎn)出電能，同時(shí)將發(fā)電后的余熱集中供熱，將能源的利用率大大提升，具有良好的社會(huì)、環(huán)境和節(jié)能等效益。

1 燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

將供熱和發(fā)電的過(guò)程進(jìn)行一體化操作的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)就是熱電聯(lián)產(chǎn)，可以有效的提高能源的利用率，將碳化物、有害氣體的排放量大大減少。

圖1、2是目機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)流程圖前常見(jiàn)的兩種燃?xì)廨?。圖1中的空氣經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)的壓縮后會(huì)產(chǎn)生高壓及高溫氣體，和注入燃燒室里的燃料混合燃燒，高溫燃?xì)饩涂梢运腿胪钙阶龉?，進(jìn)行直接的發(fā)電；廢氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐對(duì)用戶(hù)回水進(jìn)行加熱，產(chǎn)生用戶(hù)需要的蒸汽或熱水。圖2是目前的微型燃?xì)廨啓C(jī)采用的結(jié)構(gòu)?；?zé)崞骺梢詫⒓訜釅嚎s的空氣利用溫度尚高的排氣進(jìn)行加熱，空氣在回?zé)崞鲀?nèi)進(jìn)行預(yù)熱后再進(jìn)入燃燒室，減少了向燃燒室注入燃料，大大提升了熱效率。這種節(jié)約了燃料又回收了部分余熱的系統(tǒng)比較適用于對(duì)電量需求較多的用戶(hù)。

1.2熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中電、熱產(chǎn)出量計(jì)算

（1）簡(jiǎn)單循環(huán)系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)電量產(chǎn)出計(jì)算方法為：

由表1可知道公式（1）中各字母符號(hào)含義，由于發(fā)電機(jī)效率為G，燃輸出氣輪機(jī)發(fā)電機(jī)組比功為：e=Gn

（2）熱量產(chǎn)出計(jì)算。

燃?xì)廨啓C(jī)排出的余熱計(jì)算為：

在這個(gè)式中，T4為透平出口的溫度；為排氣位于上下限溫度間的平均熱值。當(dāng)結(jié)果是負(fù)值的時(shí)候，燃?xì)廨啓C(jī)釋放熱量。

余熱鍋爐總吸熱量Q：

Q5與Ｑ4的計(jì)算方法是相同的，Q5是排氣帶走的熱量，H則是余熱鍋爐的效率。

（3）總熱效率和熱比的計(jì)算。

燃料釋放的熱量計(jì)算：

式中的cp為燃?xì)獾亩▔罕葻帷?/p>

在一般情況下，簡(jiǎn)單循環(huán)的能量損失控制在2%左右，系數(shù)0.98。

2 熱電聯(lián)產(chǎn)的兩種運(yùn)行方式

以電定熱、以熱定電是燃?xì)廨啓C(jī)常見(jiàn)的兩種運(yùn)行方式。以電定熱能夠優(yōu)先滿(mǎn)足電力負(fù)荷的需求，以熱定電則是優(yōu)先將熱力的負(fù)荷要求滿(mǎn)足。當(dāng)熱電需求<額定熱電比時(shí)，采用以熱定電的運(yùn)行方式效率較高，伴隨著熱電需求比逐步減小，這兩種運(yùn)行方式間的差別會(huì)明顯的顯現(xiàn)出來(lái)。這是因?yàn)楫?dāng)熱電需求比減小，以電定熱這種運(yùn)行方式會(huì)浪費(fèi)掉許多的熱量；如果熱電需求比>額定熱電比的時(shí)候，采用以電定熱的運(yùn)行方式，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)給燃料，效率不但會(huì)高于以熱定電，而且還會(huì)比聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的額定總熱效率略微高些，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是：余熱鍋爐在一定的初溫基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)燃，產(chǎn)生的熱效率會(huì)比燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組本身所產(chǎn)生的熱效率還要高。

3 兩種運(yùn)行方式的優(yōu)化

3.1優(yōu)化方案

兩種運(yùn)行方式中附屬產(chǎn)品過(guò)剩是系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)。將超出特定時(shí)刻需要的多余能量進(jìn)行存儲(chǔ)，需要時(shí)加以利用可以減少浪費(fèi)?；谶@一目的可以在聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)環(huán)節(jié)用于蓄能。增設(shè)了這樣的一個(gè)環(huán)節(jié)不僅可以將系統(tǒng)的運(yùn)行效率及安全穩(wěn)定性提高，同時(shí)可以增強(qiáng)供熱能力。在以熱定電的運(yùn)行方式上可將多余的電量進(jìn)行蓄儲(chǔ)。以電定熱的運(yùn)行方式下可以直接將蓄熱其中的熱量釋放出來(lái)，不必啟動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)便可達(dá)到供熱需求。

圖3、4為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的兩種運(yùn)行模式優(yōu)化過(guò)后的運(yùn)行方式構(gòu)成圖。圖3是以電定熱的運(yùn)行方式，優(yōu)化過(guò)后增加了蓄熱器及小型的燃?xì)忮仩t，可以有效的應(yīng)對(duì)冬季供熱高峰期；圖4是以熱定電的運(yùn)行方式，優(yōu)化方案中增設(shè)了蓄電池組。

3.2按調(diào)峰方式運(yùn)行

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，峰谷差不斷拉大。采用“就地平衡”的電力調(diào)峰平衡原則，可以保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。解決調(diào)峰問(wèn)題可以通過(guò)以下幾個(gè)方面：（1）房屋與建筑物之間存在熱慣性，可以充分利用進(jìn)行電力調(diào)峰；（2）設(shè)置容量適當(dāng)?shù)娜細(xì)忮仩t補(bǔ)充熱量；（3）增設(shè)一些蓄熱裝置，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)峰的優(yōu)化運(yùn)行。

4結(jié)語(yǔ)

燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以更好的解決城市供熱取暖的需求，通過(guò)優(yōu)化，以電定熱和以熱定電的運(yùn)行模式更能有效的服務(wù)于群眾，天然氣作為燃料節(jié)約能源且環(huán)保，有較高的經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

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