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大中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與背壓機(jī)組匹配抽凝機(jī)組選型方案的建議

文檔作者：鐘史明劉龍海文檔來源： 1．東南大學(xué) 2．中國大唐南京下關(guān)發(fā)電廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月07日
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熱電技術(shù) 2008年第3期(總第99期)
大中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與背壓機(jī)組
匹配抽凝機(jī)組選型方案的建議
鐘史明 ，劉龍海
(1．東南大學(xué)，江蘇南京210096；2．中國大唐南京下關(guān)發(fā)電廠，江蘇南京210011)
摘要介紹了我國熱電聯(lián)產(chǎn)大、中型機(jī)組與常用背壓機(jī)組
如何匹配抽凝機(jī)組的選型方案，使其發(fā)電(供電)標(biāo)煤耗率達(dá)
到2007年全國6000kW 及以上火電機(jī)組的平均值。同時熱
電比。全廠熱效率也要達(dá)到節(jié)能界定指標(biāo)。
關(guān)鍵詞熱電聯(lián)產(chǎn)熱電比發(fā)電(供電)標(biāo)煤耗率全廠
熱效率
l 前言
近幾年來隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛躍，電力工業(yè)
有了快速的發(fā)展，全國裝機(jī)容量和發(fā)電量已居世界
第二。2006年全國裝機(jī)容量為62200萬kW，發(fā)電量
28344億kW ·h，2007年為71329萬kW，發(fā)電量
32559億kW ·h；安全、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐年提高，全國火
電機(jī)組6MW及以上機(jī)組電廠平均供電標(biāo)煤耗，2006
年為367g／kW ·h，2007年為357g／kW ·h。這是由
于火電機(jī)組，大型、超高參數(shù)、高效發(fā)電機(jī)組容量的
比重逐年迅速提高，300MW 燃煤純發(fā)電機(jī)組已不再
建設(shè)，燃煤發(fā)電機(jī)組要求建設(shè)600MW 及IO00MW 超
臨界，超超臨界參數(shù)高效機(jī)組、而且熱電聯(lián)產(chǎn)大型熱
電機(jī)組的比重也在增加。[2007]141號文中要求安
裝背壓機(jī)組應(yīng)優(yōu)先選用大型(300MW及以上機(jī)組)
熱電兩用機(jī)組。
大、中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)該是多
少才認(rèn)為是合格的?熱電比B，發(fā)電(供電)標(biāo)煤耗
率b (g／kW ·h)和全廠熱效率 應(yīng)該界定多少是
合格熱電廠?這些機(jī)組不抽汽供熱(純凝工況)其發(fā)
電標(biāo)煤耗率最低水平應(yīng)達(dá)到當(dāng)前全國6MW 及以上
機(jī)組平均值，全廠熱效率(燃料利用率)起碼也要達(dá)
到45％ 、甚至到50％ ，此時最小熱電比B(即抽汽供
熱多少)也應(yīng)有個準(zhǔn)則。
我國2O世紀(jì)建設(shè)的熱電廠和東南沿海地區(qū)，特
別是高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的熱電廠，由于熱負(fù)荷不夠大，
多數(shù)是中小型熱電機(jī)組。在煤價日益提高的今日，
熱、電價格基本不變的情況下，造成虧損，已到了難
以生存的境地。這些熱電廠紛紛把抽凝機(jī)改成背壓
機(jī)，以提高能效，降低熱電成本，盡量減虧。本文介
紹了背壓機(jī)組如何配置抽凝機(jī)使其發(fā)電標(biāo)煤耗率達(dá)
到2007年全國6MW及以上機(jī)組平均水平(344 g／
kW ·h)，為新建熱電廠的機(jī)組選型和老廠改造提供
參考。
2 關(guān)于大、中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組節(jié)能界定指標(biāo)
的估算
2．1 超高壓。亞臨界一次中間再熱的大、中型熱電
聯(lián)產(chǎn)機(jī)組
這類超高壓、亞臨界蒸汽初參數(shù)中間再熱熱電
機(jī)組幾乎都設(shè)計成熱電兩用機(jī)(有時兼供工業(yè)抽
汽)。根據(jù)資料我國三大主機(jī)廠(上汽、哈汽、東汽)
生產(chǎn)的大、中型熱電機(jī)組，功率135MW ～600MW，凝
汽工況機(jī)組發(fā)電熱耗從7682．4～8447kj／kW ·h比
2007年全國6MW 及以上火電機(jī)組平均發(fā)電熱耗
(9788．7 kj／kW ．h)都低，也就是說，不抽汽供熱，熱
耗率低于我國2007年全國平均值，對全國而言是節(jié)
能的。但熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，節(jié)能效益應(yīng)大于純凝機(jī)組
的界定，原[1268]號文規(guī)定，全廠熱效率(燃料利用
系數(shù))要大于45％ ，而這些機(jī)組不供熱達(dá)不到45％。
所以，要有最小供熱量(或者最小熱電比B)，才能達(dá)
到45％ 。因此，對這些機(jī)組作了估算，求出D ； 和
B ．no
由于超高壓、亞臨界中問再熱熱電機(jī)組(抽凝
機(jī))技術(shù)上比常規(guī)高壓機(jī)組高一檔，因此，建議全廠
熱效率要增加些，建議增加至50％。故對11 =50％
時，也對這些機(jī)組作了估算。
2．2 估算示例
擬采用2007年全國6MW及以上機(jī)組平均發(fā)電
標(biāo)煤耗344g／kW ·h(供電標(biāo)煤耗357g／kW ·h)作為
抽凝機(jī)組界定發(fā)電是否節(jié)能的比較條件，同時滿足
[1268]號《規(guī)定》 ≥45％ 的要求。對135MW、
200MW、300MW 和600MW機(jī)組進(jìn)行具體估算如下：
— — 一7 ——
熱電技術(shù) 2008年第3期(總第99期)
例一哈汽產(chǎn)品70號，C145N200—12．7／535／
535／0．245
查制造廠資料：純凝工況機(jī)組發(fā)電熱耗8447kj／
kW ．h(g：)
發(fā)電標(biāo)煤耗率bfd=g：／( ×7 x4．1868)
=8447／(0．9×7×4．1868)
= 8447／26．37684
=320．25 g／kW ·h
供電標(biāo)煤耗率b d：bfq／,qqd=320．25／0．9=355．
8v'kW ·h
供電熱效率 “=123／bqd=123／355．8=0．346
= 34．6％ <45％
．
·
． 必須抽汽供熱，才能達(dá)45％ ，求13
13 x0．813+'rl
t — __i 一
0．45 ：
．
‘
． 13 =(0．45—0．346)／(0．813—0．45)=0．
284
式中：0．813是抽汽供熱汽流的供電熱效率
D i =N×3．6×B i ÷3
D In=3．6×200×0．284÷3
= 67．84t／h 68t／h
計算結(jié)果可見：13 =0．284，D。 =68t／h，N=
200MW時，才能達(dá) 。=45％ 、此時供電標(biāo)煤耗則更
低。
如要達(dá)到．rI。=5O％ ，用同樣方法可算出。B =
0．483，當(dāng)N=200MW，D mi =85t／h。
其余各類機(jī)組，具體計算步驟從略，其結(jié)果匯總
見表1。
裹1 大、中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與2007年全國6MW及以上機(jī)組平均發(fā)電(供電)標(biāo)煤耗344~kW ·h相比的節(jié)能條件p，Dc。1lt
2．3 計算結(jié)果分析
一8 一
從表1中可見：C135和C145超高壓，中間再熱
鐘史明等：大中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與背壓機(jī)組匹配抽凝機(jī)組選型方案的建議
抽汽供熱熱電機(jī)組，純凝工況，發(fā)電標(biāo)煤耗均小于
344g／kW ·h，但全廠熱效率小于45％ ，要達(dá)到 ?！?
45％必須抽汽供熱，其最小熱電比13約在0．25—0．
28之間，最小抽汽量D。 ； 在40—70t／h之間，如要求
-q?！?O％ ，貝0 B岫i =0．43—0．48之間，D i 在7O一
85t／，h之間；當(dāng)蒸汽參數(shù)為亞臨界中間再熱C300和
C600機(jī)組，純凝工況，發(fā)電標(biāo)煤耗率小于344g／kW
· h，但 仍小于45％。所以要達(dá)'rI I>45％ ，其p
分別在0．2和0．25左右，D cmi 在75t／h和168t／h；當(dāng)
≥50％時，要求p i 分別為0．38、0．44和D 為
140t／h、290t／h。
3 背壓機(jī)組如何匹配抽凝機(jī)組
眾所周知背壓機(jī)組能源利用率最高，全廠熱效
率差不多等于鍋爐效率乘以管道效率，其發(fā)電固有
冷源損失全部用于供熱。但背壓機(jī)組以熱(汽)定
電，熱負(fù)荷大，發(fā)電多，熱負(fù)荷小發(fā)電少，熱電不能調(diào)
節(jié)。所以，往往要匹配一臺抽凝機(jī)組，以利于熱電負(fù)
荷的調(diào)節(jié)。抽凝機(jī)組實(shí)質(zhì)是一臺背壓機(jī)組加一臺凝
汽機(jī)組的組合，它有一定發(fā)電冷源損失、能源利用率
較背壓機(jī)組低，但他可以隨熱電負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，
如匹配得好，節(jié)能效益、經(jīng)濟(jì)效益都很高。因此，強(qiáng)
調(diào)安裝背壓機(jī)組后，適當(dāng)加裝一臺抽凝機(jī)，但要符合
節(jié)能條件，其平均發(fā)電標(biāo)煤耗等于或小于344g／kW
· h，所以，必須進(jìn)行計算。
3．1 背壓機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
按熱量法計算，背壓機(jī)組的熱能除發(fā)電外，全部
用于供熱，理論上機(jī)組的絕對內(nèi)效率為100％。
發(fā)電熱效率
刪 11qI× qd× t 。i× q×11d
= 0．9×0．98×l×0．973×0．98：0．838
式中： 。一鍋爐效率
口d一管道效率
=11。11。；一絕對內(nèi)效率( =循環(huán)熱效率×相
對內(nèi)效率)
。
一機(jī)械效率
。一電機(jī)效率
3．2 “一背一抽 估算示例
例——：B6—4．9／0．981+C6—3．43／0．981
B6：bfd=123÷0．838 ÷0．979 =150g／kW ·h，
(0．979考慮散熱漏損率)
b =150÷0．9375=160g／kW ·h
C6：查制造廠資料，機(jī)組純凝工況：q ，=
l1526kj／kW ·h
qk=l1526÷0．85=13560kj／kW ·h
b =13560÷(7 x4．1868)=463g／kW·h
b =463÷0．9：514g／kW · h
加權(quán)平均計算
b囂=(150+463)÷2=304．5g／kW ·h<344g／
kW ·h
bf：=(160+514)÷2=337g／kW ·h<357g／kW
· h
， 、
60×3×10。 180
麗 麗 6 ：4．17
-q =(p+1)÷(p／11。+1／'q 。)
= (4．17+1)÷(4．17／0．838+1／0．368)
= 5．17÷(4．976+2．717)
= 0．672
式中， 。一背壓機(jī)組發(fā)電熱效率83．8％
。 一6MW及以上機(jī)組全國平均月發(fā)電熱效率
36．8％
例二：B6—4．9／0．981+C12—4．9／0．981
B6：同例一
C12：查制造廠資料，機(jī)組純凝工況：qk=
11023~／kW ·h
bfd=11023÷0．9÷(7×4．1868)
=12248÷(7×4．1868)
=418g／kW ·h
b =bfd／(1一￡)=418／(1～0．1)
=464g／ kW ·h
加權(quán)平均計算：
brd：(150+2×418)／3=328．7g／kW ·h<
34 g／ kW ·h
b =(160+2 x464)／3=362．7>357g／kW ·h
p= =2．78
3．78 3．78
11tc 而 麗
3．7 8
= 0．6265
其它“一背一抽”組合，具體計算從略，其結(jié)果匯
總見表2。
一9 一
熱電技術(shù) 2008年第3期(總第99期)
表2 一臺背壓機(jī)組．匹配一臺抽凝機(jī)組與2007年全國6MW及以上機(jī)組平均發(fā)電標(biāo)煤耗(供電)334g／kw ·h相比的p．
4 “一背一抽"匹配結(jié)果分析
在抽凝機(jī)組純凝工況背壓機(jī)額定工況運(yùn)行下，
發(fā)電標(biāo)煤耗率344g／kW ·h時，從表2中可見：
a． B6—3．43／0．981，可匹配一臺C6—3．43／
0．981
B6—4．9／0．981．可匹配一臺C12—4．9／0．981
b． B12—4．9／0．686，可匹配一臺C12—4．9／
O．98l
BI2—8．83／4．022，可匹配一臺C12—3．43／0．
981
c． B25—8．83／0．981，可匹配一臺C25—8．
83／0．98l
B25—8．83／0．981，可匹配一臺C50—8．83／0．
981
一l0 一
B25—8．83／1．28，可匹配一臺CIO0—8．83／0．
98／0．245
B25—8．83／0．981，可匹配一臺CIO0—8．83／3．
8／1．47
d．B50—8．83／1．28可匹配一臺CIO0—8．83／
0．98／0．245
5 結(jié)束語
a． 超高壓、亞臨界，一次中間再熱大、中型熱
電聯(lián)產(chǎn)(抽凝式)機(jī)組，在純凝工況機(jī)組發(fā)電熱耗均
比我國2007年6MW及以上機(jī)組全國平均發(fā)電熱耗
還低，即其發(fā)電標(biāo)煤耗小于344g／kW ·h(供電標(biāo)煤
耗357g／kW ·h)。但是，這些機(jī)組，如不抽汽供熱就
鐘史明等：大中型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與背壓機(jī)組匹配抽凝機(jī)組選型方案的建議
達(dá)不到[1268]號文規(guī)定的全廠平均熱效率11?！?
45％。也就是說，純凝汽運(yùn)行時，其熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比大
型火電機(jī)組差。
b． 超高壓、亞臨界，一次中間再熱大、中型熱
電機(jī)組，要達(dá)到全廠平均熱效率-q ≥45％ ，必須抽汽
供熱，要抽多少汽供熱才使 I>45％ ，視具體機(jī)組而
異：
(1)超高壓一次中間再熱
C135／535／535／0．981．和C145／N200／12．75／
535／535／0．245，135MW和200MW機(jī)組其13．~n在0．
25和0．28左右；抽汽最小量D。 i 在40t／h和70t／h
左右。
(2)亞臨界一次中間再熱
C300／N3l5—16．7／538／538／0．981／0．246機(jī)
組，
其3．1o約在0．2；D i 75t／h。
NZl(50o／C358—16．67／538／538／0．2機(jī)組，
其B i 約在0．25；D。 i 為168t／h
c． 我國火電機(jī)組當(dāng)前要求建設(shè)超臨界，超超
臨界大型高效機(jī)組單機(jī)容量600MW～1000MW，因
此，建議高壓、亞臨界大、中型熱電兩用機(jī)組要求供
熱期間全廠平均熱效率應(yīng)提高至≥50％。這樣，超
高壓一次中間再熱135MW 和200MW機(jī)組B i =0．
43和0．48；D in=70t／h和85t／h；而亞臨界一次中
間再熱300MW和600MW機(jī)組，p i =O．38和0．44；
D in=140t／h和290t／h左右。
，
嗓
％
嗝
矚
矚
矚
嗓
喁
矚
略矚
矚
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d． “一背一抽”匹配估算結(jié)果
抽凝機(jī)組凝汽工況運(yùn)行時的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(熱經(jīng)
濟(jì)最差工況)與背壓機(jī)額定工況聯(lián)合估算，發(fā)電標(biāo)煤
耗率~<344s／kW ·h(供電標(biāo)煤耗率≤357g／kW ·h)
時的配置結(jié)果：
(1)B6—3．43／0．981可匹配C6—3．43／0．981
B6—4．9／0．981可匹配C12—4．9(／0．981
(2)B12—4．9／0．686可匹配C12—4．9／0．981
B12—8．83／4．022可匹配C12—3．43／0 ．981
(3)B25—8．83／0．981可匹配C25—8．83／0．
981
B25—8．83／0 ．981可匹配C50—8．83／0．981
B25—8．83／0．981可匹配C10o一8．83／3．8／I．
47
B25—8．83／1．28可匹配CIO0—8．83／0．98／0．
245
(4)B50—8．83／1．28可匹配C10o一8．83／0．
98／0．245
參考文獻(xiàn)
1．鐘史明，等．熱電聯(lián)產(chǎn)界定節(jié)能指標(biāo)的建議
2．第五屆國際熱電聯(lián)產(chǎn)分布式能源聯(lián)盟年會，2004年lO
月論文集
3．鐘史明，等．界定熱電聯(lián)產(chǎn)抽凝機(jī)組節(jié)能指標(biāo)的建議
2008．5
“中國熱電”網(wǎng)址．'WWW．chinacogen．com
“北極星”網(wǎng)址： www．1odestar．corn．(31'1
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