以背壓機(jī)組為主的熱電聯(lián)產(chǎn)

常濤

【摘要】本文分析了抽氣式供電機(jī)組的耗能問題，并闡述了利用背壓供熱機(jī)組進(jìn)行發(fā)熱能夠有效的進(jìn)行節(jié)能減排。因此，應(yīng)對(duì)背壓式供熱機(jī)組進(jìn)行大力發(fā)展，實(shí)現(xiàn)以熱定電。

【關(guān)鍵詞】熱電聯(lián)產(chǎn)；以熱定電；背壓式供熱機(jī)組

為了能夠有效的達(dá)到節(jié)能減排的效果，國(guó)家三部委所發(fā)布的《熱電聯(lián)產(chǎn)和煤矸石綜合利用發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)管理暫行規(guī)定》（國(guó)家發(fā)改委、建設(shè)部 發(fā)改能源源[2007]141號(hào)）規(guī)定“熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中，優(yōu)先安排背壓型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組”、“限制新建并逐步淘汰次高壓參數(shù)及以下燃煤（油）抽凝機(jī)組”。許多省市的地方法規(guī)中，淘汰拆除鏈條爐、拋煤爐和中壓及以下機(jī)爐。明確提出關(guān)停單純供熱的機(jī)組。同時(shí)關(guān)停減少機(jī)組效率低的凝汽機(jī)組。這在一定程度上代表著，我國(guó)的發(fā)電煤耗領(lǐng)域，已經(jīng)進(jìn)入了全新的時(shí)代。

一、分析比較

就目前看來(lái)，我們將背壓發(fā)電機(jī)組，看成是供熱機(jī)組與發(fā)電機(jī)的組合，以浙江省熱電聯(lián)產(chǎn)為例，2013年以后單位供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗≤40.5 kg/GJ，單位供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗≤270g/kW·h，綜合熱效率>70%。低于國(guó)內(nèi)200MW發(fā)電機(jī)組的供電標(biāo)煤耗率的要求。

一臺(tái)12兆瓦的工業(yè)背壓發(fā)電機(jī)組，在氣量充足、壓力正常的情況下，其發(fā)電標(biāo)煤耗只有252g/kw，雖然看起來(lái)較為節(jié)能，但是與300兆瓦的凝氣機(jī)組相比，在同樣的發(fā)電量下，供熱采用凝氣發(fā)電則需要多浪費(fèi)146t/h煤。

就600兆瓦的抽氣凝氣機(jī)組來(lái)講，與凝氣式機(jī)組相比，其節(jié)約煤耗約為27.8t/h，而凝氣式發(fā)電部分的凈節(jié)標(biāo)煤耗卻只有244g/kw，這也就是說(shuō)，有41.7%的煤被浪費(fèi)在了凝氣發(fā)電上，并沒有達(dá)到有效的節(jié)能效益。

就300兆瓦的凝氣式機(jī)組來(lái)講，在采暖供氣量為550t/h的情況下，熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)約的標(biāo)準(zhǔn)煤約為23.7t/h，從平均的煤耗上看，并沒有達(dá)到以熱定能所達(dá)到的最高效果。

根據(jù)一些列的實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，在抽氣凝氣式供熱機(jī)組當(dāng)中，其發(fā)電的“尾巴”往往會(huì)形成對(duì)資源的浪費(fèi)，抽氣凝氣式供熱機(jī)組發(fā)電量越大，也就會(huì)在實(shí)際的發(fā)電過程當(dāng)中浪費(fèi)更多的資源，經(jīng)過上述對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)300mw節(jié)約的煤多600mw，這是由于后者的凝氣發(fā)電量為265mw，而300mw的凝氣發(fā)電量只有56.1mw。

另外在一般的情況下，抽氣凝氣式供熱機(jī)組的發(fā)電煤耗要比容量的純凝氣式供熱機(jī)組高出10%以上，就單純的供熱機(jī)組來(lái)講，大型抽氣凝氣式供熱機(jī)組則有著更高的煤耗，要將近高出16%。這是由于大型抽氣式供熱機(jī)組難以采用較多的調(diào)節(jié)閥或者是轉(zhuǎn)隔板，只能采用蝶閥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這就會(huì)使得在大型抽氣凝氣式供熱機(jī)組當(dāng)中，造成更大的節(jié)流損失。

三、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組

根據(jù)實(shí)際的研究我們發(fā)現(xiàn)，想要成功的達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能效益，就需要在熱電聯(lián)產(chǎn)或者是以熱定電的情況下去進(jìn)行滿足。

在實(shí)際的工作當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)什么是背壓式供熱機(jī)組進(jìn)行明確，我們應(yīng)該在實(shí)際的工作當(dāng)中正確的認(rèn)識(shí)到，只有背壓式供熱機(jī)組才能夠算得上是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，背壓式供熱機(jī)組有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資低、操作方便等多種優(yōu)點(diǎn)，最主要的是，背壓式供熱機(jī)組能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益的最大化。

在供熱過程當(dāng)中，單純的使用抽氣式供熱機(jī)組并不能算作是熱電聯(lián)產(chǎn)，這只是一種利用純發(fā)電而形成的生產(chǎn)方式，與純凝氣機(jī)組進(jìn)行比較我們發(fā)現(xiàn)，抽氣凝氣式供熱機(jī)組的能耗要高出10%以上，如果是比較大型的抽氣凝氣供熱機(jī)組，其能耗則要高出16%以上，因此，在工作當(dāng)中我們也需要認(rèn)識(shí)到，抽氣凝氣供熱機(jī)組是重要的浪費(fèi)能源的途徑。

利用以背壓機(jī)組為主的熱電聯(lián)產(chǎn)進(jìn)行發(fā)電，是一種比較科學(xué)的配置，同時(shí)也能夠有效的實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能。

四、背壓機(jī)組

在實(shí)際的供熱過程當(dāng)中，或者是日常生活當(dāng)中，一些人認(rèn)為在熱負(fù)荷不足的情況下，背壓機(jī)組是難以進(jìn)行運(yùn)行的，由于受制于熱負(fù)荷，因此電負(fù)荷難以受到調(diào)節(jié)，而在負(fù)荷過低時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)不經(jīng)濟(jì)、工作效率差等問題。其實(shí)在背壓式供熱機(jī)組當(dāng)中，產(chǎn)生這些問題的原因并不是背壓機(jī)組自身，這是人們觀念上形成的一種錯(cuò)誤。

4.1供熱機(jī)組的選擇

在實(shí)際的熱電廠建設(shè)過程當(dāng)中，要對(duì)供熱機(jī)組進(jìn)行選擇不能單純?nèi)Q于機(jī)組熱負(fù)荷的大小，還應(yīng)了解能夠反應(yīng)該機(jī)組的熱負(fù)荷曲線，熱負(fù)荷曲線能夠有效反應(yīng)該機(jī)組的熱負(fù)荷波動(dòng)，從而起到?jīng)Q策的參考作用。在傳統(tǒng)的電廠建設(shè)工程過程當(dāng)中，由于對(duì)熱負(fù)荷的不重視，因此往往并不存在實(shí)際的熱負(fù)荷，在這種背景下也就更不用說(shuō)熱負(fù)荷曲線了，但是同時(shí)我們也應(yīng)該真實(shí)的看到，很多的熱負(fù)荷其實(shí)都是人為生產(chǎn)的，之所以要產(chǎn)生熱負(fù)荷，其根本的目的就是想要保證良好的經(jīng)濟(jì)效益，便于項(xiàng)目的審批。但是由于熱負(fù)荷并沒有完全的可靠性，這就會(huì)使得在實(shí)際的規(guī)劃過程當(dāng)中，無(wú)法將熱負(fù)荷作為建設(shè)電廠的依據(jù)，而只能利用熱負(fù)荷作為電廠建設(shè)或者是機(jī)組選擇的一種參考。我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，只有已經(jīng)存在的熱負(fù)荷才有比較穩(wěn)健的可靠性能。在傳統(tǒng)的熱電廠建設(shè)過程當(dāng)中，由于熱負(fù)荷的興建都是在計(jì)劃當(dāng)中一次建成的，因此在區(qū)域性的熱電廠當(dāng)中，對(duì)于熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)往往要等8年甚至是10年，這就會(huì)造成大量的資源受到浪費(fèi)。

因此，對(duì)于電廠的建設(shè)已經(jīng)供熱機(jī)組的選擇，正確的步驟應(yīng)該是在建設(shè)調(diào)峰鍋爐的基礎(chǔ)上，確定其實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中的真是熱負(fù)荷曲線，并在熱負(fù)荷成功上升到供熱能力的60%左右時(shí)，對(duì)第一臺(tái)機(jī)組進(jìn)行實(shí)際的建設(shè)，這種建設(shè)方法，能夠有效的解決機(jī)組熱負(fù)荷不夠，或者是熱電機(jī)組不夠節(jié)能等諸多問題，與此同時(shí)，遵循這種原則進(jìn)行電廠的建設(shè)，能夠有效的解決資金過早投入的問題，使得機(jī)組的投運(yùn)能夠有效的滿足經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展。

4.2以熱定電

要保證最為合理的分工，并真正的節(jié)約能源，就需要將以熱定電與熱電聯(lián)產(chǎn)的背壓式供熱機(jī)組實(shí)行對(duì)熱負(fù)荷的供給，而電負(fù)荷的供給，則需要有大型凝氣式發(fā)電廠進(jìn)行生產(chǎn)。

4.3背壓式機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行的效率

從內(nèi)效率的角度來(lái)看，背壓機(jī)組本身就有著對(duì)負(fù)荷的一定的敏感性，但是這并不能表明在實(shí)際的生產(chǎn)工作活動(dòng)當(dāng)中，背壓機(jī)能夠代表整個(gè)系統(tǒng)的供熱效率。盡管背壓機(jī)組在負(fù)荷較低時(shí)并沒有優(yōu)秀的生產(chǎn)效率，但是，其排出的熱量直接給了熱用戶，而并沒有在這一過程當(dāng)中受到損失，依然受到了用戶的利用，并沒有人們傳統(tǒng)觀念當(dāng)中形成的對(duì)熱量的浪費(fèi)。效率的降低會(huì)在一定程度上對(duì)機(jī)組進(jìn)行影響，從而使得機(jī)組的發(fā)電量降低，并導(dǎo)致機(jī)組的節(jié)煤量也不斷降低。

五、背壓機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)

現(xiàn)在背壓機(jī)組，熱平衡都是建立在平均外供熱量的基礎(chǔ)上，但是在最低負(fù)荷的外供蒸汽情況下，汽輪機(jī)汽耗量增加，節(jié)能效果比較差。

下面以某廠12MW高溫高壓，外供蒸汽壓力0.98MPA，溫度265℃，通過對(duì)附近熱用戶的調(diào)研，得出熱負(fù)荷如下：

工程設(shè)計(jì)熱負(fù)荷表

表2 工程設(shè)計(jì)熱負(fù)荷表

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在凌晨2點(diǎn)至7點(diǎn)時(shí)段，外供蒸汽量最小。汽輪機(jī)背壓汽耗升高至11kg/kw.h，而在平均狀態(tài)下運(yùn)行，背壓汽耗8 kg/kw.h，為了解決這種矛盾，通過以下幾點(diǎn)：

1.增加更大的除鹽水水箱，對(duì)外供熱，一般不進(jìn)行凝結(jié)水回收，采用背壓蒸汽對(duì)除鹽水進(jìn)行加熱，通過計(jì)算12t除鹽水，可消耗掉1t背壓蒸汽，所以建造2000M3的除鹽水箱，背壓汽可增加33t/h。

2.采用背壓蒸汽做為汽動(dòng)給水泵的汽源，能夠更高效的綜合熱效率。

表1 經(jīng)濟(jì)分析表

3.取消汽機(jī)抽汽對(duì)鍋爐給水進(jìn)行加熱，改為背壓蒸汽進(jìn)行加熱，下表為實(shí)際運(yùn)行的三種工況下的經(jīng)濟(jì)分析。

通過上述改造，在不影響機(jī)組效率的情況下，完美的實(shí)現(xiàn)了背壓機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行。

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