李永寶

(蘭州西固熱電有限責任公司，蘭州 730060)

0 引言

熱電廠設計熱負荷根據工業用熱負荷、居民生活熱負荷及發展增加熱負荷確定，但實際運行后，由于工業用熱負荷需求的波動和居民生活熱負荷階段性需求，使熱電廠實際熱負荷常偏離設計熱負荷，影響熱電聯產整體經濟性。本文以某熱電廠供熱機組為例，優化較小熱負荷時機組運行方式，提高熱電廠經濟性。

1 機組概況

某大型熱電廠有4臺熱電聯產機組，2臺為俄羅斯產142 MW超高壓、雙抽、凝汽式供熱機組(型號為ПТ-140/165-130/15-2，編為#9，#10)，2臺為國產330 MW亞臨界、中間再熱、雙缸雙排汽、抽汽凝汽式汽輪機組(型號為CC330/208-16.7-1.5/0.4/537/537，編為#1，#2)。#9，#10機組典型運行工況見表1，#1，#2機組典型運行工況見表2。

2 主要熱負荷

該廠熱用戶主要是石化企業、毛紡織廠等大中型企業的工業用汽及蘭州市區960萬m2居民采暖用熱。按照熱用戶不同蒸汽壓力品質需求，工業熱負荷分為5.0,2.5和1.2 MPa 3個等級。該公司供熱量受季節影響較大，采暖期除居民采暖熱負荷外，工業熱負荷最高可達850 t/h左右，非采暖期熱負荷只有460 t/h左右。

3 機組在熱負荷變化較大時優化方案調整研究

3.1 問題的提出

該廠地處西北，屬城市供熱電廠，采暖期不但熱負荷較大，且冬季枯水期制約了水電機組出力，使火電機組電負荷也較大。因此，采暖期供熱機組負荷率高、熱電聯產優勢突出，而非采暖期熱負荷大幅下降，造成抽汽供熱量偏小，致使機組經濟性下降，故運行方式的優化研究以非采暖期為主。

3.2 優化方案研究

3.2.1 并列運行機組電熱負荷分配原則

由于1.2 MPa壓力等級抽汽熱負荷占全廠工業抽汽熱負荷的50%左右，所以以此壓力下抽汽運行工況為例，進行電、熱負荷優化分配分析。

3.2.1.1 并列運行機組電負荷分配原則

根據機組微增熱耗率的大小，按照從小到大的順序依次接帶電負荷。在1.2 MPa壓力等級下，#9，#10機組和#1，#2機組幾種運行工況下的數據見表3和表4。

由表3、表4數據可知，當熱、電負荷變化時，#1，#2機組的熱耗及發電煤耗變化率相對#9，#10機組要小。因此，電負荷的優先接帶順序是#1，#2機組，其次是#9，#10機組。

3.2.1.2 運行機組間熱負荷分配原則

根據供熱汽輪機供熱抽汽熱值系數的大小，依從小到大的順序分配接帶熱負荷。通過計算，該公司汽輪機供熱抽汽熱值系數依從小到大的順序是#9，#10機組，其次為#1，#2機組。因此，熱負荷的接帶順序是#9，#10機組，其次是#1，#2機組。

3.2.2 部分供熱機組切換為凝汽方式運行

同參數供熱機組與凝汽式機組相比，只有當熱化發電比大于13%時，供熱機組才比凝汽式機組經濟。因此，熱負荷較小時，可將運行中微增熱耗率較小的供熱機組切換為凝汽式機組。

不同機組特性，使#9，#10機組只有供出一定量的抽汽熱負荷時，機組電負荷才能加大至額定發電負荷，機組熱電聯產的經濟性才會顯現出來。#1，#2機組不帶熱負荷時發電負荷可以達到最大，熱負荷增大時發電負荷逐漸減小。因此，熱負荷較小時可將#1(#2)機組切換為凝汽方式運行，以提高全廠機組負荷率，從而提高全廠機組運行的經濟性。

表1 #9， #10機組典型運行工況

表2 #1， #2機組典型運行工況

表3 #9， #10機組不同熱負荷下運行工況數據

表4 #1， #2供熱機組不同熱負荷下運行工況數據

3.2.3 小機組并列運行

(1)小機組簡況。以#9，#10雙抽凝汽式供熱機組為例，介紹在熱負荷較小時并列運行低溫、低壓N25-1.275型凝汽式小機組的情況。根據供熱機組可調整工業熱負荷抽汽參數及夏季該參數抽汽量富余情況，確定小機組的額定發電出力及進汽壓力和溫度。當熱負荷較小致使供熱機組運行工況偏離設計工況較遠時，啟動小機組“吃掉”部分多余抽汽量，運行的大機組因抽汽量增大提高了機組負荷率。低溫、低壓N25-1.275型凝汽式機組主要特性見表5。

(2)小機組運行帶來的好處。

1)提高了機組負荷率，降低了供電煤耗。小機組投運后，大機組的抽汽量在抽汽負荷較小的情況下增加了150 t/h，改善了大機組的運行條件，提高了大機組的負荷率。小機組投運前、后運行數據見表6。由此可見，小機組運行提高了大機組的負荷率，使機組整體供電煤耗降低了6 g/(kW·h)。

2)優化了機組運行方式。#9，#10機組配置的N25-1.275凝汽式機組投運后，除冬季熱負荷較大期間停運外，其余時間均在運行，小機組的運行提高了運行機組期間調整的靈活性，優化了機組運行方式，在夏季機組出力受到限制時，為提高機組負荷率創造了條件。

表5 N25-1.275型凝汽式機組主要特性

表6 小機組投運前、后運行工況數據

4 結束語

對于熱電聯產機組，特別是雙抽供熱機組，非采暖期由于機組負荷率受到限制，致使機組經濟性有所降低。本文根據該公司具體情況，在非采暖期通過優化機組運行方式，使全廠熱經濟性相對穩定。

參考文獻：

[1]鄭體寬，楊晨.熱力發電廠[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]仉學林.火力發電廠技術經濟指標計算[M].北京:水利電力出版社，1981.

[3]楊杰，付弢，續愛世.大型火力發電機組煤耗分析[J].熱力發電，2002(3)：6-9.

[4]李慶義.國產300 MW機組能耗影響因素分析[J].熱力發電，2010(4)：1-3.

[5]張陸，陳健.供熱供電煤耗的計算方法[J].熱力發電，2001(1)：22-23.

[6]賴菲，張宏濱，羅鑫，等．發電廠實時成本分析研究[J]．熱力發電，2009(7)：1-3.

[7]朱琪.電力行業節能減排現狀問題及對策[J].華電技術，2008,30(5)：1-6.

[8]鐘文琪，顧利鋒，賈俊穎，等．供熱機組熱化發電率算法研究[J]．熱力發電，2002(4)：11-14．

[9]李蔚，盛德仁，陳堅紅，等．供熱機組的性能檢測和運行優化管理系統研究[J]．熱力發電，2003(7)：21-23．

[10]李俊濤，馮霄.供熱機組的熱電負荷分配[J].西安交通大學學報，2006,40(3)：311-314.

[11]戴新.多機組火力發電廠供電煤耗計算及管理系統的開發與研制[D].北京:華北電力大學，2002.