燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性分析

周淼

摘要：本篇文章主要對燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，著重對熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，這可以進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)組，同時(shí)節(jié)約能源。燃?xì)馀c蒸汽相結(jié)合的熱電聯(lián)產(chǎn)是一種科學(xué)的優(yōu)化選擇，本文將會(huì)以GE廠生產(chǎn)的9F燃?xì)鈾C(jī)型為例來對其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行思考分析，并對于供熱機(jī)組的動(dòng)力特性進(jìn)行思考分析，這可以創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：燃?xì)庹羝?lián)合;9F燃?xì)鈾C(jī)型;熱經(jīng)濟(jì)性;熱電聯(lián)產(chǎn)

1.GE公司9F燃?xì)廨啓C(jī)概述

GE公司擁有130年的能源創(chuàng)新歷史，在能源服務(wù)、發(fā)電設(shè)備及能源管理領(lǐng)域是目前產(chǎn)品最多樣化、世界最大的供應(yīng)商之一。GE公司對9F燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了一系列的改革和創(chuàng)新，在保持原有F級機(jī)組優(yōu)秀性能的同時(shí)，還對其發(fā)電出力、排放、效率等進(jìn)行了一系列的改進(jìn)和優(yōu)化，如今，F(xiàn)級燃?xì)廨啓C(jī)演化出了9FA和9FB兩款機(jī)型，均具備世界領(lǐng)先的性能和技術(shù)水平。9FB燃?xì)廨啓C(jī)是GE公司生產(chǎn)的最先進(jìn)50Hz空氣冷燃機(jī)，其與9FA燃?xì)廨啓C(jī)具備相同的壓氣機(jī)設(shè)計(jì)理念，并進(jìn)一步提高了其高壓比，選擇了高燃燒溫度的新型熱通道部件及模塊化輔助系統(tǒng)，以此來更好的滿足用戶的基本需求。2011年，由于客戶對機(jī)組靈活性運(yùn)行提出了較高的要求，GE公司研發(fā)出了FlexEfficiency*50聯(lián)合循環(huán)電廠，其對9FB燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了一系列的改革和創(chuàng)新，并融合了透平升級和壓氣機(jī)技術(shù)，同時(shí)繼續(xù)選擇了干式低氮燃燒系統(tǒng)（DLN2.6+），滿足狀態(tài)下的效率超過了60%，而在單軸配置下的額定出力為510MW。FlexEfficiency*50聯(lián)合循環(huán)電廠與燃?xì)鈾C(jī)平行進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，使機(jī)組運(yùn)行的靈活性大大提升。GE公司借助先進(jìn)技術(shù)手段，將9FB燃機(jī)（03版）與標(biāo)準(zhǔn)電廠進(jìn)行了有效的融合，從而為用戶提供更環(huán)保、更快速、更高效的聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，其既可以在短時(shí)間內(nèi)為用戶提供設(shè)計(jì)方案，而且還可以提供檢修項(xiàng)目和運(yùn)行協(xié)助等支持服務(wù)。GE03級雙軸布置聯(lián)合循環(huán)電廠，借助9FB燃機(jī)（03版）、氫冷發(fā)電機(jī)、109AHeat*蒸汽輪機(jī)、MarkVIe電廠控制系統(tǒng)，其不僅具備較高的運(yùn)行靈活性，而且機(jī)組運(yùn)行效率比較高。實(shí)際上，GE特有的快速響應(yīng)技術(shù)，能夠?yàn)槁?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組提供高效的冷備用容量，以期更好的滿足排放限制要求。在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中，燃機(jī)可以借助簡單的循環(huán)系統(tǒng)來快速提升機(jī)組的負(fù)荷率，使其達(dá)到基本負(fù)荷要求，有效降低機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間，提高燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行效率。同時(shí)，GE與余熱鍋爐供應(yīng)商進(jìn)行了合作，并研發(fā)出汽包式余熱鍋爐，其可以有效承受來自于燃機(jī)快速升負(fù)荷要求。

2熱經(jīng)濟(jì)性的傳統(tǒng)分析方法

2.1熱電廠總的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

熱電廠總的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要分為四個(gè)方面，它們分別是熱電廠的燃料利用系數(shù)、供熱機(jī)組的熱化發(fā)電率、熱化系數(shù)以及熱電廠的熱電比，這些都是按照一定的運(yùn)算公式以及規(guī)則等進(jìn)行計(jì)算。

2.2熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要有發(fā)電方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和供熱方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)兩個(gè)方面。第一個(gè)方面是發(fā)電方面熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這需要對熱電廠的發(fā)電效率、熱電廠發(fā)電熱耗率以及熱電廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率等方面進(jìn)行思考計(jì)算，第二個(gè)方面是對熱電廠供熱熱效率和熱電廠發(fā)電廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗率進(jìn)行計(jì)算。

3熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用

上面的文章對熱經(jīng)濟(jì)性的傳統(tǒng)分析方法進(jìn)行思考介紹，主要有熱電廠總的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)這幾個(gè)方面。接下來就對熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用進(jìn)行思考分析，主要有以下幾個(gè)方面：

3.1熱電聯(lián)產(chǎn)在節(jié)能方面的應(yīng)用

熱電聯(lián)合是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，將熱能作為對外供熱的熱源。根據(jù)實(shí)際情況分配熱源，這大大提高了能源的使用率和熱經(jīng)濟(jì)性。一般我們所構(gòu)想的熱效率為100%，排汽的放熱量被用來供熱，蒸汽做工的損失會(huì)用在對外供熱上，這使得熱經(jīng)濟(jì)性提高，在一定程度上節(jié)約了資源。背壓式機(jī)組的循環(huán)是純供熱循環(huán)，其中的排汽壓力需要根據(jù)用戶對供熱參數(shù)的要求來進(jìn)行設(shè)置。滿足用戶的供熱參數(shù)的時(shí)候，排汽壓力與熱化發(fā)電成反比例，在提高資源利用率的同時(shí)降低了資源的需求量。與背壓式機(jī)組相對的是抽汽凝氣式機(jī)組，它的供熱汽流的冷源熱損失為零，熱效率為100%，但是實(shí)際操作中仍然會(huì)損失部分。在相同的條件下，凝汽流的絕對內(nèi)效率小于汽輪機(jī)，抽汽式供熱機(jī)組在其他工況的情況下效率會(huì)降低。如果將熱負(fù)荷和電負(fù)荷都一樣的熱電廠進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，熱電聯(lián)產(chǎn)在燃料的使用上會(huì)節(jié)約資源，代替電廠會(huì)利用工業(yè)或者是熱水鍋爐來對分散的熱用戶進(jìn)行供熱。對于城市中新建成的電廠或者是改建過的電廠，他們在機(jī)組的容量和機(jī)型上需要選擇盡可能優(yōu)良的型號，這對于電廠的安全性有一定的影響，同時(shí)也可以提高經(jīng)濟(jì)性能。如果選擇的型號不合適可能會(huì)造成電廠無法正常運(yùn)作，或者是出現(xiàn)被迫停機(jī)的現(xiàn)象。熱電廠首先需要考慮的是熱負(fù)荷，因?yàn)樗饕墓ぷ魇枪幔瑹嵩磸耐獾剌斔褪谴嬖诶щy的，一般都是采用近距離的供給，遠(yuǎn)距離傳輸具有一定的難度。故工作人員需要對熱電廠需要的熱負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，熱負(fù)荷分為工業(yè)熱負(fù)荷和供暖熱負(fù)荷兩種，需要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行選擇。比如，如果熱負(fù)荷的需求是穩(wěn)定的，需求量是大的，工作人員可以選擇背壓機(jī)組，而需求量小，波動(dòng)大的可以選擇抽汽式機(jī)組。

3.2熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的意義

根據(jù)機(jī)組的熱力特性可以分為背壓式機(jī)組和抽凝機(jī)組這兩類，就熱電比與總熱效率的關(guān)系式中可以得出不同型號的熱電機(jī)組在容量、熱力參數(shù)以及熱力系統(tǒng)等方面都有一定的差異性，不同類別的熱電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)特性指標(biāo)的最優(yōu)值也存在一定的差異。

3.3供熱抽汽機(jī)回水參數(shù)的影響

汽輪機(jī)凝結(jié)水，供熱抽汽返回水、補(bǔ)充水等方面都是采用回?zé)岢槠@在熱電聯(lián)產(chǎn)工作中可以降低冷源的損失，同時(shí)也可以減少水在鍋爐熱交換中的損失，在一定程度上節(jié)約資源。耗熱量不會(huì)因?yàn)椴捎貌煌某槠淖兓l(fā)生改變，但是機(jī)組的產(chǎn)電和熱經(jīng)濟(jì)性的好壞或者經(jīng)濟(jì)性會(huì)有一定的影響。

4能耗分析

從上文中對熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用進(jìn)行思考分析，主要有熱電聯(lián)產(chǎn)在節(jié)能方面的應(yīng)用、熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的意義以及供熱抽汽機(jī)回水參數(shù)的影響這幾個(gè)方面，根據(jù)這些信息結(jié)合實(shí)際情況對其能耗進(jìn)行思考分析，主要有以下幾個(gè)方面：

4.1能源利用率

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃煤電廠的熱效率為35%，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合的熱效率為50%，還有些大型的燃機(jī)效率為70%。燃?xì)庹羝穆?lián)合循環(huán)本身便是節(jié)能的，它同時(shí)順應(yīng)了國家的結(jié)構(gòu)的調(diào)整、強(qiáng)化污染防治等。

4.2發(fā)電和供熱標(biāo)煤耗

燃煤電廠對于供電煤耗有考核，比如1000MW的國產(chǎn)超超臨界，其考核值為≤270g/kWH，而600MW的國產(chǎn)超臨界則是≤290g/kWH，300MW的國產(chǎn)亞臨界的考核值是≤338g/kWH，200MW的超高壓考核值使得≥363g/kWH。采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，它所使用的煤會(huì)低于煤電機(jī)組所使用的量。如果按照一年來計(jì)算，它省下煤資源的數(shù)目是十分可觀的。

4.3耗水量

對于其耗水量，以夏天為例，夏天的天氣炎熱干燥，在系統(tǒng)的額定負(fù)荷下有一個(gè)指定的補(bǔ)水量，將其供熱水量去掉，經(jīng)過計(jì)算后可以發(fā)現(xiàn)，它的補(bǔ)水量指標(biāo)比國際的耗水標(biāo)準(zhǔn)還要低，這對于資源節(jié)約而言起到很大的作用。

5總結(jié)

通過對燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行思考分析，燃?xì)夂驼羝嘟Y(jié)合的熱電聯(lián)產(chǎn)是環(huán)境污染形式嚴(yán)峻情況下最佳的選擇，它最后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是值得我們所推廣的。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一方面是保護(hù)了環(huán)境，另一方面是創(chuàng)造了更大化的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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