淺談各種類型供熱機組的類型及熱負荷分配

摘 要：熱電廠的供熱機組通常以熱定電的運行方式決定著機組的經濟性和電網的負荷調度。熱電廠機組通常以熱力實驗的方式給出不同容量、不同形式供熱機組運行帶電、熱負荷的限制因素。從而確定了一定電、熱負荷下的供熱機組的熱電負荷分配。

關鍵詞：供熱機組；熱負荷；特性

根據資料顯示，我國2015年新增發電量約1億千瓦，其中傳統熱源機組為3800萬千萬，所占比例最高，其次是水電、太陽能發電、核電。由此可見，傳統火電依然占據我國發電總裝機容量中的最高比例。熱電聯產企業基本做到了熱能的合理利用，但是隨著煤價的漲幅遠高于電價，導致熱電聯聯產機組的成本增加而利潤縮水，一些熱電聯產企業開始以“以熱定電”的方式進行運行，我國正在有條件的地區推廣熱電聯產供熱機組，以達到節能減排，并且熱網穩定運行的需求。

1.供熱機組的類型及特性

供熱機組的汽輪機一般要同時承擔供熱和發電兩項任務，目前主要的汽輪機形式包括背壓式和調節抽氣式以及抽汽式三種應用較為廣泛。目前對調節抽汽式和抽凝式的應用較為廣泛，由于背壓式熱電負荷的可調性差、無調峰能力，所以應用較少。（1）背壓機組：背壓式汽輪機是供熱機組的一種，蒸汽在背壓式汽輪機內部做完功后在背壓下全部排出，這種汽輪機既可以用于工業生產，也已可以用于城市集中供熱。背壓式汽輪機的主要任務是在保證熱用戶供熱要求的同時，再發一部電。在熱電廠實際生產中，鍋爐產生的高壓蒸汽進入汽輪機后，推動汽輪機做功發電，排出的蒸汽在經過降壓降溫處理后想熱用戶進行供熱。背壓式汽輪機得優勢在于不需要安裝凝汽器，減少了在凝汽器中的熱損失，因此具有較高的經濟價值。分析顯示，背壓式汽輪機不能同時滿足熱電兩種負荷的需要，它的運行是“以熱定電”發電僅僅是背壓式汽輪機的副產品，沒有發熱的時候也就不能發電，因此無法參與電力調峰運行工作。（2）抽背機組：抽背機組既能提供生產用汽，又能提供供熱采暖用汽，運行過程中調節也相對靈活，能同時滿足生產和生活用汽的要求。抽背機組可以在發電量增大的條件下，也差生相應的新汽量。發電量（包括采暖供熱量）與新汽量依然是一一對應的關系。（3）抽汽式汽輪機：抽汽式汽輪機既能供熱又能發電，其工作原理在于當抽氣量為零時，進入汽輪機的一部分蒸汽要供給給水加熱器，其余蒸汽劉靜各級后要進入凝汽器。抽氣量不為零時進入汽輪機的蒸汽要先劉靜各高壓段進行做工，然后一部分通過抽氣口抽出用來給熱用戶進行供熱，另外一部分則通過其余各級，繼續做功，最后流入凝汽器中。

2 供熱機組電熱負荷優化分配的原則

熱電機組運行經濟型評價目前仍采用的是熱好處歸電法，就是熱電聯產多減少的冷源損失所帶來的效益全部歸電。因此比較和探討不同不同供熱機組之間的經濟性具有重要的現實意義。依據這個原則，熱電廠發電率越高，產生相同熱負荷的發電量就越多，因此在進行熱負荷分配的原則就是在保證熱負荷總量的前提下，使得熱化發電量最大。

2.1 電熱負荷分配的原則

機組間熱負荷的分配是依據機組間供熱抽汽熱值系數的大小進行分配的，依次按照從小到的順序接帶熱負荷。當熱負荷較小時，根據以上原則和實際機組的情況，在保證機組總電負荷不變的情況下，適度降低真空較高機組的抽氣量，將抽汽熱負荷分配到狀況不佳的機組上；當熱負荷降低到一定程度時，用調整凝汽器冷卻水流量已經不能保證機組真空正常值時，可適當降低真空情況較差機組的電負荷出力，提高真空狀況較好機組的電負荷出力，也可將真空情況較好的機組由抽凝方式切換為凝汽方式運行。

2.2 供熱機組與純凝汽機組并列運行

供熱機組的經濟效益主要依據機組熱化發電量在總發電量中所占比例的大小，進行評價，即熱化發電比X的大小。

X = Wh/W ……………1

式中，X為熱化發電比；Wh為供熱機組的熱化發電量；W為供熱機組總發電量。X值越大，表示熱化發電量占總發電量的比例大，供熱機組的熱經濟性就好。實際生產運行中，同參數供熱機組與凝氣機組相比，只要當X> 13%～15%時，供熱機組經濟效益才比凝氣機組好。因此，供熱機組在熱負荷較小時，為使機組不在偏離設計工況即X值偏小的情況下運行，可將運行的某臺微增熱耗率較小的供熱機組切換為純凝方式運行，并且全廠電負荷的變化由凝汽機組來承擔，這樣可使運行的其它供熱機組抽汽量相對增大，從而提高系統的經濟性和機組參與電網調峰的靈活性。

2.3 供熱抽汽參數相匹配的大小容量機組并列運行

大容量機組的熱耗量低，熱效率高，小容量機組的熱耗率高，熱效率低。供熱抽汽參數相匹配的大小容量機組并列運行，由小容量的機組帶熱負荷，大容量機組帶電負荷，在一定程度上改善了大機組的運行條件，大機組完全由電網調度運行；如果給定的電、熱負荷都在大機組能力范圍以內，則由大容量機組帶全部熱負荷，小容量機組帶電負荷并完全由電網調度運行，增加了電網調峰的靈活性。

3、結語

熱負荷在一定范圍之內，確定優先帶熱負荷的機組，其它機組純凝汽方式運行并參與電網調峰，也可利用集中供熱系統本身的“熱慣性”，研究集中供熱系統熱動態特性，獲得建筑物室溫與熱網供熱量、外溫之間的關系，在滿足設計室溫控制的前提下，改變一天中不同時段的熱網供熱量和供熱機組的電負荷，從而使供熱機組參與電網調峰成為現實。

參考文獻：

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作者簡介：

姚景相（1974.5）男，漢族，中國農業大學，熱能與動力工程，本科，主要從事汽輪機檢修管理工作。