熱電廠背壓機組裝機參數經濟性比較

蘭公璞 黑龍江省輕工設計院

一、項目概況

（一）根據《克什克騰立和熱電廠2×25MW背壓機組熱電聯產新建工程可行性研究報告》，本工程擬定裝機容量為2×25MW機組。

（二）本報告擬選：

方案一：3×130t/h蒸汽鍋爐（額定蒸汽壓力9.81Mpa，額定溫度540℃）+B25-8.83/0.294汽輪機機組（高溫高壓機組）；

方案二：3×130t/h蒸汽鍋爐（額定蒸汽壓力3.82Mpa，額定溫度450℃）+B25-3.43/0.294汽輪機機組（中溫中壓機組）。

（三）主機參數：

方案一：

電廠主要機組擬選參數、容量、型號如下：

鍋爐：

臺 數： 3 臺

型 式： 高溫高壓循環流化床鍋爐

額定蒸發量： 130t/h

額定蒸汽壓力： 9.81Mpa

額定蒸汽溫度： 540℃

給水溫度： 215℃

排煙溫度： 145℃

鍋爐效率： 90%

汽輪機：

臺 數： 2 臺

型 式： 高溫高壓背壓式汽輪機

型 號： B25-8.83/0.294

額定進汽壓力： 8.83MPa

額定進汽溫度： 535℃

額定排氣壓力： 0.294Mpa

額定排氣溫度： 180℃

額定轉速： 3000r/min

汽輪發電機：

臺 數： 2 臺

型 號： QF-30-2

額定功率： 30MW

轉 速： 3000r/min

額定電壓： 10.5kV

頻 率： 50Hz

功率因數： 0.85

冷卻方式： 空冷

勵磁方式： 靜止可控硅勵磁

方案二：

電廠主要機組擬選參數、容量、型號如下：

鍋爐：

臺 數： 3 臺

型 式： 中溫中壓循環流化床鍋爐

額定蒸發量： 130t/h

額定蒸汽壓力： 3.82Mpa

額定蒸汽溫度： 450℃

給水溫度： 150℃

排煙溫度： 141℃

鍋爐效率： 90%

汽輪機：

臺 數： 2 臺

型 式： 中溫中壓背壓式汽輪機

型 號： B25-3.43/0.294

額定進汽壓力： 3.43MPa

額定進汽溫度： 435℃

額定排氣壓力： 0.294Mpa

額定排氣溫度： 180℃

額定轉速： 3000r/min

汽輪發電機：

臺 數： 2 臺

型 號： QF-30-2

額定功率： 30MW

轉 速： 3000r/min

額定電壓： 10.5kV

頻 率： 50Hz

功率因數： 0.85

冷卻方式： 空冷

勵磁方式： 靜止可控硅勵磁

二、主要設備投資比較

（一）方案一3×130t/h蒸汽鍋爐+B25-8.83/0.294汽輪機機組（高溫高壓機組）：

高溫高壓額定蒸發量130t/h、額定壓力9.81Mpa蒸汽鍋爐，單臺1200萬元人民幣（數據參考哈爾濱鍋爐廠價格）；

高溫高壓B25-8.83/0.294汽輪機機組，單臺800萬元人民幣（數據參考東方汽輪機廠價格）。

（二）方案二3×130t/h蒸汽鍋爐+B25-3.43/0.294汽輪機機組（中溫中壓機組）：

中溫中壓額定蒸發量130t/h、額定壓力3.82Mpa蒸汽鍋爐，單臺1100萬元人民幣（數據參考哈爾濱鍋爐廠價格）；

中溫中壓B25-3.43/0.294汽輪機機組，單臺600萬元人民幣（數據參考東方汽輪機廠價格）。

（三）主要設備投資比較：

方案一、方案二均為2×25MW發電機機組，其汽輪發電機設備價格相同，不做比較。

方案一主要機組設備投資價格：

高溫高壓供熱發電機組三大主機設備投資5200萬元。

方案二主要機組設備投資價格：

中溫中壓供熱發電機組三大主機設備投資4500萬元。

結論：鍋爐設備價格主要取決于鋼材用量，高溫高壓130t/h蒸汽鍋爐與中溫中壓130t/h蒸汽鍋爐的鋼架、鋼梁、受熱面用鋼材量基本相同，僅鍋爐受熱面用鋼材質不同，所以高溫高壓蒸汽鍋爐比中溫中壓蒸汽鍋爐價格略高。方案一比方案二主要設備投資略高。

三、技術經濟比較

（一）根據《內蒙古克什克騰旗經棚鎮集中供熱管網新建工程可行性研究報告》：

設計熱負荷：

本工程不考慮區域內的工業熱負荷及通風、空調、生活熱水負荷，僅按采暖熱負荷進行設計，近期（2014-2015年）供熱面積為363.39×104㎡，中期（2016-2020年）供熱面積為467.13×104㎡，遠期（2021-2030）供熱面積為650.48×104㎡，以此為設計熱負荷。

熱負荷計算公式：Q=qF(tn-tw)/（tn-twj）

q－采暖熱指標：

近期：60.23W/m2

中期：57.63W/m2

遠期：55.56W/m2

F－采暖面積：

近期：363.39×104㎡

中期：467.13×104㎡

遠期：650.48×104㎡

tn－采暖室內計算溫度：18℃

tw－室外平均溫度：-5.9℃

twj－采暖室外計算溫度：-26.7℃

h--采暖期天數 213天

設計熱負荷計算：

近期：供熱面積按363.39×104㎡

最大熱負荷： 218.866MW

平均熱負荷： 117.02MW

最小熱負荷： 63.65MW

（二）根據熱電聯產電廠以熱定電原則，冬季運行，夏季停止運行。

考慮到本電廠的性質是熱電聯產項目，以城市集中供熱為主并兼顧發電，裝機方案的選擇應充分考慮集中供熱，在保證供熱的前提下盡可能多發電，以實現電廠效益最大化。

計算比較：

背壓高溫高壓機組（8.83Mpa 535℃）年供電量174869287kw h/a；年供熱量2153542GJ/a；全年耗標煤量12.11×104t/a；熱化系數0.68；年均全廠熱效率78.39%；年均熱電比297.17%。

背壓中溫中壓機組（3.43Mpa 435℃）年供電量1050860 55kwh/a；年供熱量2153542GJ/a；全年耗標煤量10.72×104t/a；熱化系數1.0；年均全廠熱效率80.6%；年均熱電比473.77。

技術經濟結論：

（1）方案一與方案二供熱量相同，但是方案一供電量高于方案二供電量；（2）方案一熱化系數為0.68，方案二熱化系數為1.0，所以方案一經濟運行高于方案二（熱化系數為反映熱電廠經濟效益的宏觀指標，根據《小型火力發電廠設計規范 GB 50049-2011》，采暖負荷為主的熱電廠其熱化系數宜控制在0.6～0.7之間）；（3）方案一耗煤量高于方案二耗煤量（本報告耗煤量，折算為標煤量）；（4）方案一運行較為靈活。

從比較結果看，方案一經濟性優于方案二，因此推薦方案一。

四 結論

（1）方案一主要設備投資比方案二主要設備投資略高：

一次性主要設備多投資費用：5200-4500=700萬元（人民幣）。

（2）方案一供電量高于方案二供電量：

內蒙古地區電廠發電上網電價取0.3525元。

年多上網供電電費：（174869287－105086055）×0.352 5=24 59.86 萬元（人民幣）。

（3）方案一耗煤量高于方案二耗煤量：

標煤單價700元/噸（根據《克什克騰立和熱電廠2×25MW背壓機組熱電聯產新建工程可行性研究報告》）。

年多耗標煤費用：（12.11－10.72）×104×700=973萬元（人民幣）。

（4）方案一熱化系數為0.68，方案二熱化系數為1.0，所以方案一經濟運行高于方案二。

（5）方案一運行較為靈活。

縱上所述：方案一優于方案二，推薦方案一。

注:本工程機組參數擬選方案一為3×130t/h蒸汽鍋爐（額定蒸汽壓力9.81Mpa，額定溫度540℃）+B25-8.83/0.294汽輪機機組（高溫高壓機組）。