供熱機(jī)組的熱力與運(yùn)行特性分析

孫軍旗

摘 要：近年來(lái)，政府出臺(tái)了許多有關(guān)開(kāi)發(fā)和節(jié)約并重的能源政策，旨在把節(jié)能減排放在重要的戰(zhàn)略位置。眾所周知，我國(guó)能源日益匱乏。因此，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)節(jié)約一次性能源有著極其重要的作用，同時(shí)這也可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和社會(huì)的長(zhǎng)足進(jìn)步。另外，當(dāng)今市場(chǎng)上電力需求日益加大，各競(jìng)爭(zhēng)也異常激烈，對(duì)電廠來(lái)說(shuō)這意味著更大的挑戰(zhàn)，原因在于電廠既要使機(jī)組穩(wěn)定地運(yùn)行，還要使機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)保持最經(jīng)濟(jì)和最穩(wěn)定。所以，就我國(guó)北方地區(qū)陸續(xù)投產(chǎn)的一批大容量供熱機(jī)組而言，文章將從以下三個(gè)方面進(jìn)行分析探討，一是供熱機(jī)組的類型；二是供熱機(jī)組的動(dòng)力特性；三是供熱機(jī)組的經(jīng)濟(jì)分析。

關(guān)鍵詞：供熱機(jī)組；動(dòng)力特性；經(jīng)濟(jì)分析

眾所周知，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)能源，能源過(guò)度的使用也會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生極大的影響。十五大曾經(jīng)提出在下世紀(jì)中葉時(shí)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平要和中等發(fā)達(dá)國(guó)家齊平，因此我們需要加快步伐研制出能促進(jìn)能源利用的方法。因此，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)節(jié)約一次性能源有著至關(guān)重要的作用，同時(shí)這也可以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。雖然國(guó)家一直倡導(dǎo)要節(jié)能降耗，并且大力推廣采用熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組，但這也是有條件的。就目前而言，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組只適用于一些地區(qū)。例如，在我國(guó)北方地區(qū)，市區(qū)大量供熱小鍋爐被熱電聯(lián)產(chǎn)的集中供熱代替，且這種方式將作為首選一直持續(xù)。熱電聯(lián)產(chǎn)之所以能夠被大家所接受，是因?yàn)闊犭娐?lián)產(chǎn)可以極大地減少發(fā)電煤耗率，它也能在一定程度上提高燃料的合理利用率，就目前而言，這種運(yùn)營(yíng)方式在所有供熱方式中是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。同時(shí)，國(guó)家在近兩年里增加了對(duì)大型火電項(xiàng)目的投資，我國(guó)的北方地區(qū)也開(kāi)始投產(chǎn)大量的大容量供熱機(jī)組。因而，供熱機(jī)組的選擇對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)效益有著至關(guān)重要的作用。所以我們要詳細(xì)比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)，合理地選擇供熱機(jī)組。

1 目前主要的供熱機(jī)組類型

1.1 背壓式供熱機(jī)組

目前使用的背壓式供熱機(jī)組的容量基本上都偏小，就像吉林省現(xiàn)在正在使用的就大多容量為3～50MW。這種容量的背壓式供熱機(jī)組供熱的原理主要是利用了經(jīng)汽輪機(jī)做功之后產(chǎn)生的排汽。這樣的方式不僅沒(méi)有造成冷源損失，而且最大程度地發(fā)揮了熱力循環(huán)經(jīng)濟(jì)性。

1.2 單、雙抽汽供熱機(jī)組

此類供熱機(jī)組的典型代表是俄羅斯機(jī)組，它的最小容量為12MW。在我國(guó)吉林省，單、雙抽汽供熱機(jī)組單機(jī)的容量多為125MW，甚至我國(guó)有的省份還高達(dá)200MW。因?yàn)槊糠N機(jī)型的不同，也造成了一定程度上的差異。單、雙抽汽供熱機(jī)組有一個(gè)較為突出的特點(diǎn)，那就是大多機(jī)組發(fā)電功率和供熱抽汽量呈正比率關(guān)系。

1.3 凝汽式機(jī)組改造的供熱機(jī)組

現(xiàn)如今，從凝汽式機(jī)組改造的容量12～350MW的供熱機(jī)組有較多的應(yīng)用。此種機(jī)組的典型特征是供熱量和機(jī)組發(fā)電負(fù)荷呈反比率關(guān)系。因而它可以在凝汽發(fā)電工況下仍然維持高效率的運(yùn)行狀態(tài)。比如，現(xiàn)在所運(yùn)行的200MW或300MW的抽凝式供熱機(jī)組，絕大多數(shù)都是通過(guò)原凝汽式發(fā)電機(jī)組，而后進(jìn)行中壓缸通流部分的改造，繼而擴(kuò)大中壓缸末級(jí)的通流面積，最后適量地減短低壓缸末級(jí)葉片的長(zhǎng)度。

2 供熱機(jī)組的動(dòng)力特性

提及供熱機(jī)組的動(dòng)力特性，一般采用文章所采用“循環(huán)函數(shù)法”。這種分析方法有以下幾種特點(diǎn)，其一就是它無(wú)中間再熱，十分便捷；其二就是它具有兩級(jí)可調(diào)整抽氣（即兀級(jí)生產(chǎn)抽汽和T級(jí)采暖抽汽）汽輪機(jī)組的熱力循環(huán)。如何計(jì)算熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)？因而“循環(huán)函數(shù)法”提供了一種新的分析和計(jì)算方法以便于計(jì)算熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)。除此以外，在“循環(huán)函數(shù)法”中，供熱機(jī)組的動(dòng)力特性系數(shù)也可以表示工況特征的工況參數(shù)。因此在對(duì)熱力系統(tǒng)熱的經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，要首先計(jì)算熱力循環(huán)各項(xiàng)動(dòng)力的特性系數(shù)。除了“循環(huán)函數(shù)法”以外，人們通常都會(huì)使用熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其模型，因?yàn)樗润w現(xiàn)了線性能檢測(cè)系統(tǒng)的核心內(nèi)容，同時(shí)也具備很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，精準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。在使用這種模型的過(guò)程中，一定要注意設(shè)定條件——硬件平臺(tái)要一定，這樣就可以非常清晰明了地判斷系統(tǒng)的計(jì)算功能是否完整，計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確。

3 供熱機(jī)組的經(jīng)濟(jì)分析

眾所周知，供熱機(jī)組的選擇對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)效益有著至關(guān)重要的作用。十五大的報(bào)告中也有提到相關(guān)的問(wèn)題，因而我們必須研究制定出相應(yīng)的戰(zhàn)略方法來(lái)發(fā)展和促進(jìn)能源的利用。對(duì)此為了提高熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益我們需要注意兩個(gè)問(wèn)題：其一是提高一定的鍋爐效率能夠適當(dāng)產(chǎn)生節(jié)煤效益，從而可以相對(duì)集中地建設(shè)鍋爐房，通過(guò)鍋爐房進(jìn)行供熱，或者可以通過(guò)鍋爐房進(jìn)行減溫減壓供熱，這也在一定程度上決定了鍋爐設(shè)備效率的高低是否能夠進(jìn)行供熱；其二則是利用發(fā)電煤耗的極大下降產(chǎn)生節(jié)煤效益。所以它是衡量熱電聯(lián)產(chǎn)是否完善的一個(gè)重要指標(biāo)。除此之外，不難發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)節(jié)煤效益才是決定是否裝設(shè)供熱機(jī)組的先決條件，而不是集中供熱節(jié)煤效益。隨著熱力系統(tǒng)性能在日常生活中以及線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，更多關(guān)于熟力系統(tǒng)熱力性能在線計(jì)算的數(shù)學(xué)模型也在實(shí)際生活中得以運(yùn)用。同時(shí)，為計(jì)算基準(zhǔn)的偏差分析模型和在線能損分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方案也將適用于供熱機(jī)組的實(shí)時(shí)工況。這些模型的運(yùn)用都會(huì)對(duì)提高熱力系統(tǒng)運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性有著重大意義。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于循環(huán)函數(shù)法的新節(jié)煤指標(biāo)體系有著極其重要的意義，因?yàn)樵谶M(jìn)行節(jié)能定量分析時(shí)，它的應(yīng)用不僅提高了能量供應(yīng)系統(tǒng)的整體消耗水平，而且在一定程度上促使了熱電廠的正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。同時(shí)，循環(huán)函數(shù)法可以快捷簡(jiǎn)便地計(jì)算熱化發(fā)電率，這也有利于計(jì)算和分析傳統(tǒng)的節(jié)能指標(biāo)體系。因此不難發(fā)現(xiàn)循環(huán)函數(shù)法在供熱機(jī)組及熱電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析中有著難以取代的地位。正因?yàn)槿绱?，熱力循環(huán)總熱效率的提高，無(wú)疑對(duì)供熱質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)都產(chǎn)生了重大的影響。所以在一些有條件的區(qū)域，國(guó)家也應(yīng)該大力提倡并且鼓勵(lì)發(fā)展這種熱、電聯(lián)合生產(chǎn)方式，同時(shí)也不能忽略熱電比，總熱效率。為了更好地供熱，新建的供熱機(jī)組應(yīng)該盡可能配置背壓機(jī)以減少供熱附加所產(chǎn)生的發(fā)電容量，這樣有利于電網(wǎng)調(diào)峰的運(yùn)行。

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