熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)供熱量對(duì)供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的貢獻(xiàn)分析

1、熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)供熱量對(duì)供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的貢獻(xiàn)分析 高潔 謝愛(ài)云石家莊東方熱電股份有限公司熱電一廠 of Heat Supply of Cogeneration EnterpriseAffecting Consumption Rate of Power Chen 1,Gao Jie2,XieAiyun First Thermoelectricity of Co.,Ltdof Shijiazhuang District,Shijiazhuang Abstract Coal Consumption of Cogeneration Enterprise a in with significantly

2、 result heat supply. However, the turbo-generator the change of heat of standard rate of power supply. Then,the of standard coal consumption of power and became complicated.This paper presented of turbine enthalpy and the of coefficient of exhaustunder same efficiency boiler and set by analysis chan

3、ge of supply gave out the following of heat is the main affecting the coalconsumption of power supply. heat supply had a significant contribution the rate of power This is very to analysis power consumption for boiler and set, which could avoid determination of the standard coal of power and Key ： e

4、nergy savingthe consumption of power ； standard rate of heat supply of exhaust摘要：熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，由于供熱的存在，使全廠的經(jīng)濟(jì)性有了大幅提高，節(jié)能效果明顯。但對(duì)供電、供熱單耗的計(jì)算增加了復(fù)雜性，相比純凝機(jī)組，因外供熱量的變化，供電單耗的波動(dòng)幅度巨大。本文針對(duì)此現(xiàn)象，在鍋爐和機(jī)組熱效率相同的情況下，通過(guò)對(duì)供熱量的變化分析，研究機(jī)組凝汽焓，以及對(duì)冷源損失進(jìn)行測(cè)算，得出結(jié)論：影響供電單耗的主因是供熱量的變化。供熱量對(duì)供電單耗的貢獻(xiàn)十分突出 這對(duì)鍋爐及機(jī)組的能耗綜合分析有其重要作用，可以避免據(jù)此對(duì)供電和供熱單耗推出不符合客觀

5、的判斷。 關(guān)鍵詞 節(jié)能、供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率、供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率、冷源損失1引 言目前熱聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性逐被人們所認(rèn)知越來(lái)越重視熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展， 對(duì)熱電項(xiàng)目的審批政策也有所側(cè)重西歐一些國(guó)家發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)比較早我隨著 城市的發(fā)展和圍繞城市工業(yè)企業(yè)的迅速崛起熱量的需求在以迅猛之勢(shì)發(fā)展以電聯(lián) 產(chǎn)企業(yè)作為一個(gè)新群體正在以新的速度發(fā)展壯大貫徹國(guó)“以大代小以替舊政 中城周邊以供熱為主導(dǎo)的大型機(jī)組替代城市中心的舊機(jī)組使電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)新 氣象新面貌，城市形象因之改變。熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率低于純凝大容量機(jī)組，全廠整體熱效率高于 55%，現(xiàn) 有效率最高的超臨界純凝機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗都在 300g/kwh 以上熱電聯(lián)

6、產(chǎn)企業(yè)供電標(biāo)準(zhǔn)煤 耗最小在 200g/kwh 左。突出的優(yōu)勢(shì)也是國(guó)提倡發(fā)展的重要因素。在電力行業(yè)們熱電聯(lián)產(chǎn)企的供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率偏低的幅度并不是很了解起 電標(biāo)準(zhǔn)煤耗低于純凝大機(jī)組的原因究的人可能更少在人們的印象中供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗 低是由于鍋爐機(jī)效率高其不然在供熱企業(yè)究竟供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率低是什么因素影響 和決定的？由于熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)在電力行業(yè)所占份額較小的關(guān)注度以及現(xiàn)有的文獻(xiàn)和教 材較少。本文將對(duì)此課題進(jìn)行探討。筆者通過(guò)大量的測(cè)算和認(rèn)真分析為供熱量對(duì)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率貢獻(xiàn)最大可以說(shuō)供 熱量的多少，決定了供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的高低的程度。1 熱電聯(lián)產(chǎn)與純凝機(jī)組企業(yè)的區(qū)別多年以來(lái)人熟知的是發(fā)電廠即純凝發(fā)電機(jī)組。對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)

7、企業(yè)比較陌生，甚至把 大型發(fā)電廠和熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)混為一種電廠般發(fā)電廠為機(jī)組容量比較大的純凝機(jī)組力 負(fù)荷調(diào)整不涉及熱負(fù)荷，其地理位置大多在城市邊緣或離煤礦較近的地方。熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)是因外界有熱負(fù)荷需求發(fā)展而來(lái)以市供熱為對(duì)象期為城市居民 供暖和市內(nèi)的工業(yè)企業(yè)服務(wù)地理位置大多在城市中或較近的地方早由于熱負(fù)荷需求 較少熱機(jī)組以熱負(fù)荷的大小決定機(jī)組的容量產(chǎn)的是裝機(jī)容量較小的背壓機(jī)組。背壓機(jī)組因?yàn)榇嬖谝欢ǖ木窒扌杂袩嶝?fù)荷就能發(fā)電無(wú)熱負(fù)荷必須停機(jī)而與之匹 配的鍋爐設(shè)備界負(fù)荷大可以滿負(fù)荷運(yùn)行荷小時(shí)鍋爐負(fù)荷低于最低運(yùn)行極限， 造成無(wú)法運(yùn)行因，抽凝機(jī)組運(yùn)而生，它可以在外界熱負(fù)荷大時(shí)以抽汽方式運(yùn)行 負(fù)荷時(shí)采用純凝運(yùn)行方

8、式，以保證不因外界熱負(fù)荷小而停爐。所以發(fā)電廠和熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)最根本的區(qū)別是發(fā)電機(jī)種類不同：前者是只有純凝發(fā)電機(jī) 組，后者是背壓機(jī)組和抽凝機(jī)組。再細(xì)化的區(qū)別是：大型發(fā)電廠是“單元制”機(jī)爐搭配方式，中小熱電廠是多爐對(duì)多機(jī) 的“母管制” 組成分方式。以本企業(yè)為例：本企業(yè)共有 機(jī)組和 9 臺(tái)鍋爐，實(shí)行 機(jī) 對(duì)應(yīng) 9 爐“母管制”行方式。且由于建廠早等歷史原因，設(shè)備容量都比較小。機(jī)組容量 屬中、小機(jī)組，如 、6MW、12MW鍋爐容量為 35t/h、75t/h、130t/h。2大電廠機(jī)組大鍋容量大，設(shè)效率高。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組小的鍋爐容量相對(duì)偏小 （現(xiàn)在正在逐漸以較大容量的設(shè)備替代小型設(shè)備效率也低于大電廠。但其全

9、廠熱效 率卻高于大電廠，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率低于大電廠，分析其原因，主要是由于供熱負(fù)荷的存在。 2 熱電聯(lián)產(chǎn)與純凝機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率計(jì)算方法不同的分析供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率是衡量電力企業(yè)煤耗的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)發(fā)電廠由于只有發(fā)電量 一項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)，所以計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，原煤消耗總量就等于發(fā)電消耗煤量，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗 原煤消耗量折標(biāo)系/發(fā)電量。計(jì)算方簡(jiǎn)單清晰。對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)供電標(biāo)準(zhǔn)煤的計(jì)算相對(duì)復(fù)雜為供熱負(fù)荷的存在原煤消耗量 需根據(jù)供熱量和發(fā)電量的多少按熱電分?jǐn)偙冗M(jìn)行分配此原煤消耗分成兩部分即發(fā) 原煤消耗量和供熱原煤消耗量。供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率再按各自分配的標(biāo)煤消耗量進(jìn)行計(jì) 算。在熱電分?jǐn)偙鹊挠?jì)算上筆者參考現(xiàn)有教科書(shū)的

10、公式并根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)分析得知想 得到十分準(zhǔn)確的結(jié)果非常困難過(guò)熱電分?jǐn)偙确謹(jǐn)偝霭l(fā)電所耗原煤能實(shí)地反映供電 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率也不可能準(zhǔn)確地反機(jī)爐能耗高低目業(yè)內(nèi)還沒(méi)有總結(jié)出精確的計(jì)算方 法。3 供熱量對(duì)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的影響由于供熱量的變化和由此引起的分?jǐn)偙鹊淖兓凸針?biāo)準(zhǔn)煤耗會(huì)出現(xiàn)另人難以置 信的數(shù)值，如果按此數(shù)值進(jìn)行技術(shù)分析，往往出現(xiàn)不合實(shí)事的結(jié)果，如：供熱量增加，供電 標(biāo)準(zhǔn)煤耗會(huì)出現(xiàn)大幅下降。以本企業(yè)實(shí)際數(shù)據(jù)為例2010 年月，供熱量為 ，電量為 1719.72 萬(wàn) ， 供電量為 萬(wàn) ， 原有公式方法計(jì)算得出，機(jī)組的熱電分?jǐn)偙葹?，供電 標(biāo)準(zhǔn)煤耗為 292g/kwh。一般小型抽凝機(jī)組（12MW）的電標(biāo)

11、準(zhǔn)煤耗率的設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 此運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)值，其結(jié)果明顯存在偏差此上述結(jié)果分析常思維推斷供標(biāo)準(zhǔn) 煤耗下降即鍋爐效率或機(jī)組效率提高了。實(shí)際情況并非如此。隨著外供熱量的變化，供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率會(huì)出現(xiàn)大幅的變化， 并且它們的變化只與供熱量有關(guān)，與鍋爐和發(fā)電機(jī)組的效率無(wú)關(guān)。按正常分析得出鍋爐和機(jī)組效率高低的結(jié)論能反應(yīng)機(jī)組的真實(shí)單耗水平使供 電標(biāo)準(zhǔn)煤耗變化失去原有的分析價(jià)值。所以此課題非常值得探討。因此我們有必要對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)企的供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率進(jìn)行解剖式分析出供電 和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗升降的真實(shí)原因而使分析變得符合實(shí)際體現(xiàn)實(shí)際價(jià)值以幫助我們從 中找到生產(chǎn)上存在的問(wèn)題，從而提高和改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)。4 供熱

12、量在生產(chǎn)流程中的對(duì)比解析4.1純凝機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程中的有效作功：通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，蒸汽作功的焓降來(lái)分析供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。 以下圖 1-1 至圖 1-5 所示為純凝電機(jī)組有效功占燃燒熱量的比例圖示。3純凝發(fā)電機(jī)組中發(fā)電做的有效功率分析計(jì)算； 純凝發(fā)電機(jī)組中存在冷源損失的計(jì)算；（均以本企業(yè)設(shè)備為參考）進(jìn)機(jī)組蒸汽熱焓h=3265 kj/kg排汽焓：=2574 kj/kg凝水焓：=167.45 kj/kg焓 降：2406.55 kj/kg返回除氧器的熱量： kj/kg冷源損失比例：2574-167.45=2406.55 kj/kg2406.55 /3265 =73.69%冷源損失占燃燒熱量的比例為73

13、.69%*84%=61.9% 有效用功（發(fā)電）過(guò)程中，只有 的功得到有效利用。 4.2 抽凝機(jī)組（有供熱）生產(chǎn)過(guò)中的有效作功分析： 抽凝發(fā)電機(jī)組中冷源損失的計(jì)算：進(jìn)機(jī)組蒸汽熱焓h=3265 kj/kg排汽焓： kj/kg凝水焓： kj/kg焓 降：2406.55kj/kg返回除氧器的熱量：167.45 kj/kg167.45/3265=5.12%汽輪機(jī)最大抽汽量 70 噸進(jìn)量為 110 噸有效利用比例： 70/110=63.636%返回除氧的熱能: 進(jìn)入汽輪機(jī)利用的熱能：63.636%+2.327%=66.3%整體利用的熱能66.3%84%=56%冷源損失的比例: 84%-56%=28%結(jié)論供

14、機(jī)組的熱能利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)于純凝機(jī)組熱量的貢獻(xiàn)十分明顯抽凝機(jī)組有效利用 熱能達(dá) 56%，純凝機(jī)組為 21.84%相比增加 34.16%抽凝機(jī)組冷源損失的比例降為 28%純 凝機(jī)組為 73.49%，比降低 44.49%直觀地說(shuō)明供熱量的增加使有效利用比例增加，同時(shí) 冷源損失下降如是背壓機(jī)運(yùn)有比例會(huì)更高，幾乎沒(méi)有冷源損失天用循環(huán)水 供熱把有凝結(jié)水的熱量都用供熱當(dāng)于節(jié)約了所有的冷源損失全廠熱效率大大提 高。通過(guò)以上結(jié)果們還可以要找到降低供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗的一個(gè)途徑開(kāi)發(fā)熱用戶，增加供 熱量相，如果熱用戶的供熱下降使機(jī)爐效率不變供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗也一定會(huì) 上升。5 供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的計(jì)算4由以上結(jié)果不難看出在原煤

15、消一樣的情況下投入量相同時(shí)產(chǎn)出量在純凝工況 下只占 ，而抽凝機(jī)組會(huì)達(dá)到 。根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，供熱和供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗的計(jì)算方法、進(jìn)機(jī)組發(fā)電、供熱耗熱量=汽機(jī)進(jìn)汽量（進(jìn)汽焓給水焓） 供熱百分比供熱量進(jìn)機(jī)組發(fā)電、供熱耗熱量直供熱耗熱=供汽量直供汽焓直供熱耗標(biāo)煤量=直供熱耗熱量（鍋爐效率）進(jìn)機(jī)供熱耗標(biāo)煤=（耗標(biāo)煤-直供耗標(biāo)煤量）供熱百分比 供熱總標(biāo)準(zhǔn)煤量=進(jìn)機(jī)供熱耗標(biāo)煤量+供熱耗標(biāo)煤量供熱標(biāo)準(zhǔn)煤=熱總標(biāo)準(zhǔn)煤/廠供熱量供電耗標(biāo)準(zhǔn)煤量=總耗標(biāo)準(zhǔn)煤量-供熱總耗標(biāo)煤量供電標(biāo)準(zhǔn)煤=電耗標(biāo)準(zhǔn)煤/發(fā)電量-發(fā)電廠用電量） 全廠熱電分?jǐn)偙?供熱總標(biāo)準(zhǔn)煤量/耗標(biāo)煤量現(xiàn)以本廠 2010 年季和冬季各一個(gè)月的數(shù)據(jù)為例，將供電、供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗做出對(duì)比 從表 數(shù)據(jù)看出，在噸標(biāo)煤產(chǎn)汽同或鍋爐效率未變的情況下，供熱占比例由 7%升到 80%供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗從 563.8g/kwh 下到 380.8g/kwh，下降了 183g/kwh；供熱標(biāo)準(zhǔn) 耗從 下到 44.45kg/GJ，降了 。由此可斷定，供電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的降低，得益于供熱量的增加，即供熱量做出的 貢獻(xiàn)。供熱量增加，冷源損失下降，熱能有效利用增加。另外，供熱量大時(shí)，由于凝結(jié)水的減少，可以減少循環(huán)泵、凝結(jié)泵運(yùn)行數(shù)量，廠用電 率可以有相應(yīng)下降，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率也有所下降。結(jié) 論熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)電和供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率隨供熱量變化而出現(xiàn)大幅度的升降熱起決 定因素。在