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摘要:面对新电力市场环境中,发电厂商追求的是企业的经济效益,社会追求的是能源的节约和可持续发展。对热电厂热经济性进行分析,是挖掘节能潜力和提高经济效益的重要途径。能源的节约对国家和社会的可持续发展都有重大的意义。本文对热电厂运行的经济性进行分析,有利于加强热电厂经济运行管理,提高热电厂效益的作用。
关键字:热电;热经济性;分析
【分类号】:TM621
1热电厂热负荷的概述
热负荷是指燃料在燃烧器中(如燃气具、燃气热水器、燃气取暖炉、火箭发动机燃烧室)燃烧时单位时间内所释放的热量。其计算式为:热负荷=燃料消耗量*燃料低热值。热负荷的大小是由主燃烧器的形式、燃料和助燃剂等因素决定的,是衡量燃烧器性能的重要技术参数。
热负荷按周期性可分为常年性热负荷和季节性热负荷。常年性的热负荷是一年四季都有的热负荷,例如:热水热负荷,大部分的生产工艺性热负荷。季节性热负荷是一年中只有某个季节才发生的热负荷,例如:采暖和制冷热负荷。为了提高热电厂经济性,提高供热机组的年利用小时数,应努力发展“反向”季节性热负荷,如已有足够数量的采暖热负荷,就应谋求发展数量大溴化锂空调制冷热负荷。
2热负荷的变化趋势及影响
随着改革开放以来,我国城市的变化越来越快,城市热负荷也随之变化加大。目前,大城市热负荷总的变化趋势是,城市中心区随着工厂的搬迁或解体,工厂区改建为公建或住宅小区,致使区域性热电厂供热性质由原来的生产热负荷为主改为以采暖热负荷为主,使得大部分热电厂经济性开始急剧下降,有的甚至造成了年年亏损的现象。
(1)热电厂在热化系数等于1的状况下运行
通过供热机组供给的热负荷与最高热负荷的比值,称为热化系数。一般情况,热化系数<1表征热电厂是经济的。国家对热电联产的热化系数早有明确规定,设计规定以采暖为主的热电厂热化系数宜采用0.5~0.6。也就是说,热电厂的供热能力只能满足供热区内50%~60%最大热负荷的需求,其余的40%~50%热负荷需要供热区内的调峰锅炉房来补充解决。这样,才能使供热机组得到最佳匹配,热电厂运行热经济性才能得到提高。
(2)降低热化系数的途径和措施
降低热电厂发电和供热标准煤耗率,是实现节能和环保效益的重要途径。降低热电厂发电标准煤耗率主要是提高热电厂最大热负荷的利用小时数,即降低热电厂的热化系数且应小于1,最佳值为0.5~0.6。因此,提高运行热电厂的最大热负荷利用小时是当务之急,而降低热电厂的热化系数是提高其最大热负荷利用小时唯一途径。在热电厂扩大热负荷的前提下,要优先考虑调峰热源,建设保证是合理的,才能真正达到节能和环保的双重效益。
(3)供热介质选择对热经济性的影响
根据以工业生产用汽热负荷为主的需要,采用了蒸汽为供热介质,并建设相应的蒸汽热力管网。需要指出的是,由于历史原因没能把以采暖为主的中心换热站建在厂内,而是建在距离热电厂较远的场所,并采用了以蒸汽为供热介质,这其是非常不经济的,这在当时历史条件下还是情有可原的。但是,在目前集中供热重点正处于转变过程中,采用蒸汽作为一次管网热介质的缺点就暴露无疑了。
以采暖热负荷为主的热源建设中,以蒸汽作为供热介质是非常不合理的,这不仅管网热损失大,增加了环境污染,同时增加了热源建设投资,提高了热电价格,从而降低了热电厂的直接经济效益和环境效益。
(4)锅炉效率对热经济性的影响
运行热电厂锅炉效率实际上都远低于设计热效率,这是因为热电厂供热标准煤耗率居高不下。比如大连市热电厂锅炉运行效率偏低的原因是,机炉不匹配,选用的锅炉技术性能较差,以及煤种变化频繁造成的。其具体表现在,当蒸汽热负荷变化时,特别是春秋季节热负荷变化较大的情况下,热负荷早晚变化很大,这使得锅炉经常处于低负荷下运行。低负荷条件下运行的电厂锅炉,其热效率远低于设计值,势必造成能耗的增加,电厂热经济性低下,直接影响到企业的经济效益。
3提高热电厂经济性的措施
要想提高热电厂的经济性,可主要从三个方面进行:一是使热化系数合理;二是提高机组的热化电能生产率;三是改善人为的价格因素。
(1)做好热负荷调查,搞好地区供热规划。热负荷调查一定要仔细,反复核实,注意最小和最大热负荷的数值及其变化规律,热负荷的增长规划要有依据。根据热负荷的近期与规划发展的情况,绘制热负荷持续曲线,选择机型,作出热力设备工况图,该图是计算经济效益的依据。这是使机型选择正确、热化系数合理的前提。
(2)选择适宜的供热机型,按负荷类别决定供热机组形式。平稳热负荷采用抽背机或背压机,变化大的热负荷选择抽汽机,采暖供热时间短的地区采用两用机带基本热负荷。
(3)为了提高电能生产率,适当选择参数高和容量较大的机组。6 和12 背压机组应采用次高压的机组,与中压同容量的机组相比,电能生产率提高约25%,多节煤约20%。
(4)缩小供热机组的容量分档。可以考虑增加次高压或高压的18 的抽背机组和高压25 、35 的单抽机组和抽背机组。
(5)切实做好供热方案的优化工作,把所有决策建立在科学的基础上。
(6)对于应用大型再热凝汽机组抽少量蒸汽供生产热负荷的热电厂(例如:20万千瓦凝汽机组采用非调整抽汽,抽40吨/时汽供生产热负荷是经济合理的),可以采用独立的抽汽冷却器来降低抽汽的过热度,不但更好地满足了用户的蒸汽品质要求,而且可以降低供热管道的材质和造价,同时提高了热化电能生产率约12%,可大大地提高了电厂的经济性。
4结语
实现电力企业的商业化运营即“厂网分开,竞价上网”是我国电力体制改革与发展的必然趋势,发电企业将由计划驱动的生產运营模式向市场驱动的经济平衡运营模式转变。在电力市场条件下,电力生产企业的发电计划与上网电价和企业利润直接相关,最基本因素是发电成本。一个热电厂的经济性,应从其可行性研究做起,只有合理规划,根据实际情况开发热用户,加强运行管理和经营管理,使其发挥应有的社会效益和经济效益,热电厂的前景才会更加美好。
参考文献:
[1]张保民.电力热功系统的节能改造与调试运行[J].科技促进发展.2010(08)
[2]周小明,赵宁,郭增良,马敏.热经济性状态方程分析法在300M机组中的应用[J].华北电力技术.2010(12)
关键字:热电;热经济性;分析
【分类号】:TM621
1热电厂热负荷的概述
热负荷是指燃料在燃烧器中(如燃气具、燃气热水器、燃气取暖炉、火箭发动机燃烧室)燃烧时单位时间内所释放的热量。其计算式为:热负荷=燃料消耗量*燃料低热值。热负荷的大小是由主燃烧器的形式、燃料和助燃剂等因素决定的,是衡量燃烧器性能的重要技术参数。
热负荷按周期性可分为常年性热负荷和季节性热负荷。常年性的热负荷是一年四季都有的热负荷,例如:热水热负荷,大部分的生产工艺性热负荷。季节性热负荷是一年中只有某个季节才发生的热负荷,例如:采暖和制冷热负荷。为了提高热电厂经济性,提高供热机组的年利用小时数,应努力发展“反向”季节性热负荷,如已有足够数量的采暖热负荷,就应谋求发展数量大溴化锂空调制冷热负荷。
2热负荷的变化趋势及影响
随着改革开放以来,我国城市的变化越来越快,城市热负荷也随之变化加大。目前,大城市热负荷总的变化趋势是,城市中心区随着工厂的搬迁或解体,工厂区改建为公建或住宅小区,致使区域性热电厂供热性质由原来的生产热负荷为主改为以采暖热负荷为主,使得大部分热电厂经济性开始急剧下降,有的甚至造成了年年亏损的现象。
(1)热电厂在热化系数等于1的状况下运行
通过供热机组供给的热负荷与最高热负荷的比值,称为热化系数。一般情况,热化系数<1表征热电厂是经济的。国家对热电联产的热化系数早有明确规定,设计规定以采暖为主的热电厂热化系数宜采用0.5~0.6。也就是说,热电厂的供热能力只能满足供热区内50%~60%最大热负荷的需求,其余的40%~50%热负荷需要供热区内的调峰锅炉房来补充解决。这样,才能使供热机组得到最佳匹配,热电厂运行热经济性才能得到提高。
(2)降低热化系数的途径和措施
降低热电厂发电和供热标准煤耗率,是实现节能和环保效益的重要途径。降低热电厂发电标准煤耗率主要是提高热电厂最大热负荷的利用小时数,即降低热电厂的热化系数且应小于1,最佳值为0.5~0.6。因此,提高运行热电厂的最大热负荷利用小时是当务之急,而降低热电厂的热化系数是提高其最大热负荷利用小时唯一途径。在热电厂扩大热负荷的前提下,要优先考虑调峰热源,建设保证是合理的,才能真正达到节能和环保的双重效益。
(3)供热介质选择对热经济性的影响
根据以工业生产用汽热负荷为主的需要,采用了蒸汽为供热介质,并建设相应的蒸汽热力管网。需要指出的是,由于历史原因没能把以采暖为主的中心换热站建在厂内,而是建在距离热电厂较远的场所,并采用了以蒸汽为供热介质,这其是非常不经济的,这在当时历史条件下还是情有可原的。但是,在目前集中供热重点正处于转变过程中,采用蒸汽作为一次管网热介质的缺点就暴露无疑了。
以采暖热负荷为主的热源建设中,以蒸汽作为供热介质是非常不合理的,这不仅管网热损失大,增加了环境污染,同时增加了热源建设投资,提高了热电价格,从而降低了热电厂的直接经济效益和环境效益。
(4)锅炉效率对热经济性的影响
运行热电厂锅炉效率实际上都远低于设计热效率,这是因为热电厂供热标准煤耗率居高不下。比如大连市热电厂锅炉运行效率偏低的原因是,机炉不匹配,选用的锅炉技术性能较差,以及煤种变化频繁造成的。其具体表现在,当蒸汽热负荷变化时,特别是春秋季节热负荷变化较大的情况下,热负荷早晚变化很大,这使得锅炉经常处于低负荷下运行。低负荷条件下运行的电厂锅炉,其热效率远低于设计值,势必造成能耗的增加,电厂热经济性低下,直接影响到企业的经济效益。
3提高热电厂经济性的措施
要想提高热电厂的经济性,可主要从三个方面进行:一是使热化系数合理;二是提高机组的热化电能生产率;三是改善人为的价格因素。
(1)做好热负荷调查,搞好地区供热规划。热负荷调查一定要仔细,反复核实,注意最小和最大热负荷的数值及其变化规律,热负荷的增长规划要有依据。根据热负荷的近期与规划发展的情况,绘制热负荷持续曲线,选择机型,作出热力设备工况图,该图是计算经济效益的依据。这是使机型选择正确、热化系数合理的前提。
(2)选择适宜的供热机型,按负荷类别决定供热机组形式。平稳热负荷采用抽背机或背压机,变化大的热负荷选择抽汽机,采暖供热时间短的地区采用两用机带基本热负荷。
(3)为了提高电能生产率,适当选择参数高和容量较大的机组。6 和12 背压机组应采用次高压的机组,与中压同容量的机组相比,电能生产率提高约25%,多节煤约20%。
(4)缩小供热机组的容量分档。可以考虑增加次高压或高压的18 的抽背机组和高压25 、35 的单抽机组和抽背机组。
(5)切实做好供热方案的优化工作,把所有决策建立在科学的基础上。
(6)对于应用大型再热凝汽机组抽少量蒸汽供生产热负荷的热电厂(例如:20万千瓦凝汽机组采用非调整抽汽,抽40吨/时汽供生产热负荷是经济合理的),可以采用独立的抽汽冷却器来降低抽汽的过热度,不但更好地满足了用户的蒸汽品质要求,而且可以降低供热管道的材质和造价,同时提高了热化电能生产率约12%,可大大地提高了电厂的经济性。
4结语
实现电力企业的商业化运营即“厂网分开,竞价上网”是我国电力体制改革与发展的必然趋势,发电企业将由计划驱动的生產运营模式向市场驱动的经济平衡运营模式转变。在电力市场条件下,电力生产企业的发电计划与上网电价和企业利润直接相关,最基本因素是发电成本。一个热电厂的经济性,应从其可行性研究做起,只有合理规划,根据实际情况开发热用户,加强运行管理和经营管理,使其发挥应有的社会效益和经济效益,热电厂的前景才会更加美好。
参考文献:
[1]张保民.电力热功系统的节能改造与调试运行[J].科技促进发展.2010(08)
[2]周小明,赵宁,郭增良,马敏.热经济性状态方程分析法在300M机组中的应用[J].华北电力技术.2010(12)