300MW供热机组热力经济性分析
300MW热电联产机组热经济性研究

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300mw亚临界机组工业供热改造经济性分析

学术研究2019年12期︱477︱300MW 亚临界机组工业供热改造经济性分析黄旭初贵州乌江水电开发有限责任公司大龙分公司,贵州 铜仁 554001摘要:亚临界机组在工业中的应用较广,但能耗较大,需对其进行工业供热改造,本文对300MW 亚临界机组进行改造,采取了三种供热方式来对亚临界机组供热进行优化改造,并对这三种改造方式进行了经济性分析。
关键词:300MW 亚临界机组;工业供热;经济性根据不完全统计数据,我国还在使用状态的亚临界机组数量还比较多,仅仅是300MW 亚临界机组的就大约有880台,此外,我国目前的亚临界机组的能耗较大,要达到国家标准还有一段距离,节能减排的压力比较大。
亚临界机组需要利用技术提升或改造来实现集中供热,这样可以使能源使用率提高,从而能达到较少供电煤耗;但是近些年来我国的发电负荷在不断变低,纯凝机组如果有负荷波动,那么将会对抽汽压力、流量产生直接影响,比如会产生机组供热能力不足或者是蒸汽的品质达不到要求等问题。
纯凝机组有一个调停频率,如果过高,电厂的热源工业的蒸汽供应量会大幅度下降,供汽的压力也会突然降低,甚至会对蒸汽用户的日常生产活动产生影响,容易造成用户的经济性损失。
可见,亚临界机组在工业供热方面还有待改进,需要对其进行改造和优化,增强其可靠性和经济性。
1 多汽源协同工业供汽改造研究 1.1 提升再热抽汽供热量的改造 再热冷段有一个进行抽汽供热的阶段,在它之后会有蒸汽量进入再热器,但蒸汽量会大大减少,这容易使两级再热器超过标准温度。
提升再热冷段的抽汽量取决于锅炉再热器,但使再热冷段抽汽的改造在现在所具有的条件下开展,节省资金,锅炉的受热面就要尽量减少改造,这样进行改造的难度较大。
再热热段抽汽是在再热器后进行抽汽,对进入再热器里面的蒸汽量不会有影响,再热热段的抽汽量的多少也不会受到再热器的超温限制。
一旦再热热段的抽汽量非常大的时候就会使高压缸的排汽压比超过正常值过多,高压缸次末级的叶片在这种工况下容易发生断裂现象。
热电厂背压机、抽凝机供热分配经济性分析

图1 全厂生产数据实时计算系统该系统还可提供历史曲线调阅、均值计算、极值计算等功能。
3 煤耗、利润计算说明根据《火力发电厂技术经济指标计算方法》(DL/T 904—2015)中相关要求,本系统采集机组供热压力、温度、流量,计算出供热热值,再根据主蒸汽压力、温度、流量计算出锅炉总产热值,两者比值定义为供热比。
通过供热比,将机组总耗煤量、总厂用电量分摊为发电耗煤量、发电厂用电量以及供热耗煤量、供热厂用电量,以此计算出机组供电煤耗、供电成本、供热成本等参数,再通过上网电价、供热单价、制水成本等数据,计算出供热利润、供电利润,并在此基础上计算出各机组每吨供热蒸汽利润、每兆瓦发电利润、每吨原煤利润等参数。
以低压供热利润计算方法为例,计算过程如下:(1)低压供热收入为:低压供热量×低压供热价格。
(2)低压供热成本为:低压供热煤成本+低压供热电成本+低压供热水成本。
(3)低压供热煤成本为:低压供热总热量/机组中低压供图3 57 MW背压机组中压供热降低数据变化对于该热电厂背压机组,中压供热量下降后,机组负荷降低,背压排汽口压力温度也均升高,机组效率下降,发电煤耗增高,每兆瓦发电利润降低,以此次试验为例,每兆瓦发电利润降低70.61元。
6 机组发电、供热利润对比通过该实时煤耗、利润计算系统还可实时计算各台机组供热、发电单位利润,抽凝机组由于存在冷源损失,每吨低压供热利润仅为背压机组一半左右;抽凝机组每兆瓦发电利润较背压机组低约70元/MW;300 MW抽凝机组中压供热每吨利润与57 MW背压机组接近;中压供热由于销售价格较高,每吨利润为57 MW背压机组低压供热的3倍左右。
同时计算发现,发电利润率较高,背压机组发电利润率超过55%,抽凝机组在大流量供热工况下,发电利润率也可达到40%,中压供热利润率约为40%,但低压供热利润率较低,背压机组为20%,抽凝机组最高仅为6%。
(以上数据均为某一时期数据,随煤价、上网电价、中压汽价、低压汽价、机组热电负荷分配情况等因素存在变化)7 结语通过对以上数据进行分析,发电、中压供热利润在机组总利润中占绝对比例,对于抽凝机组,低压供热虽然产生利润较低,但可降低发电成本;对于背压机组,低压供热降低,仅损失小部分发电量,因此,结合机组特性,并结合实时煤耗、利润计算系统的数据分析,根据实际热网中、低压供热的需求,该热电厂目前按照中压供热全由4×57 MW燃煤背压母管制供图2 相同供热量,不同中低压分配。
300MW供热机组热力经济性分析

300MW供热机组热力经济性分析我国社会经济的快速发展,带动了各个行业的经济发展,对电力的需求也越来越大。
因此,汽轮机的系统、结构等不断改善,逐渐向大容量发展。
若机组设备在多种因素影响下出现故障,则会降低其预期功能,降低其经济性,甚至对整个机组的安全运行带来较大影响。
所以,机组经济性性和安全性具有密切关系,只有确保机组运行的稳定性,才能提高其经济性。
文章主要对300MW供热机组热力经济性进行了分析。
标签:300MW供热机组;热力经济性;分析经济全球化的不断发展,促使我国经济得到了快速发展,经济发展对电力的需求逐渐增加,火力发电比例非常大。
大部分火力发电机组投入生产后,不仅在很大程度上提高了机组运行效率,也节省了自然资源,改善了生态环境,也减少了劳动力,降低了投资成本。
对于大型火力发电机组而言,在发展过程中必须着重考虑的是发电对不可再生资源、环境等带来的影响。
因此,为了实现可持续发展,就要采取措施提高发电技术。
只有确保了机组运行的稳定性,才能提高其生产的经济效益。
由于机组热力系统的安全性与经济性彼此互相影响,对机组运行状况进行实时监测,并分析其经济性具有重要意义。
1 300MW供热机组热力系统热经济性分析方法简介对火力发电机组的运行性能、热力系统性能等进行分析意义重大。
通过分析,可以对机组循环中的各项热力参数、流量平衡性等有充分的了解,利于机组各项热经济指标的计算。
目前采用的热力系统经济计算方法比较多,比如常规热平衡法、循环函数法、矩阵法以及等效热降法等。
1.1 常规热平衡法此方法应用比较广泛,是采用流量平衡与能量的方法。
在计算过程中主要用两种方法,即并联、串联。
常规热平衡发电原因是以物质平衡关系为基础,通过对热力系统的热经济性展开计算,可以计算出研究对象的N个热量平衡式、流量方程式,从而获得N+1个流量值,并根据得到的系统水、蒸汽的流量值、参数值,用吸热方程进行计算,就能获得系统热经济性指标。
这种方法应用比较方便,但要根据系统变化不断变化,适用性比较差。
300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析

300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析1 前言目前国内亚临界300MW等级机组已成为我国火力发电的主力机组,制造、安装、运行经验已很成熟。
随着技术的不断进步和节能减排产业政策的要求,300MW 等级机组参数已由亚临界参数(18.0MPa,540℃)发展到超临界参数(25.0MPa,540℃~566℃)。
根据电力市场发展形势需要,本文主要以大旺热电厂为例,根据该厂的供热要求和燃料特性,选择与之相匹配的机组型式,并从国产制造能力、运行可靠性及技术经济方面做论述,来综合论证亚临界和超临界机组的可行性。
2 工程概述2.1 煤源及煤质国电肇庆大旺工程煤源采用山西晋北平朔煤作为设计煤种,内蒙古伊泰煤为校核煤种。
燃煤为高挥发份烟煤,点火及助燃油为0号轻柴油。
2.2 煤质特性分析本工程燃煤属于低硫、中富灰份、中等发热量烟煤,设计煤种结渣特性低、校核煤种结渣特性高。
由于Vdaf 37%故燃煤较易着火,根据《大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则》其燃烧方式“宜采用切向燃烧或墙式燃烧方式,并配直吹式制粉系统”。
2.3 热负荷现状依据山东省城乡规划设计研究院编制的本项目热网部分可研报告,根据对电厂周边地区用汽企业的情况调查,热用户用汽压力参数基本上为0.4MPa~0.9MPa之间,用汽温度参数基本上在180℃以下。
考虑到管道输送沿程压力损失及温度降低后,热源送汽参数定为1.2MPa,250℃,可满足各用户要求。
实际用户可按实际生产工艺要求,通过设置配汽站减温减压调整以各自满足需要。
3 装机方案的拟定与方案比较根据热负荷数据,结合热负荷特性曲线,从保证供热可靠性和具备适应热负荷变化的能力出发,拟考虑以下二种装机方案。
下面对二种装机方案分别进行简述和比较:如果采用两台2×300MW等级亚临界抽凝式供热机组,设2级可调式抽汽。
这种机型技术成熟,在采暖供热业绩较多,但抽汽参数较低。
根据我院多方调研以及与多家汽轮机厂交流和咨询,对于300MW亚临界供热机组,1.6MPa,200t/h的抽汽参数实现起来难度很大,原因如下:1)1.6MPa,200t/h的抽汽参数,不仅压力高,而且抽汽流量大,如从中压缸中间抽出,对外供热抽汽需采用回转隔板调节,并且汽轮机本体抽汽开孔要加大,轴承间距也相应加大,结构上会影响到中压缸周围其他抽汽的孔开孔和布置,对现有机型的改动较大,目前国内300MW汽轮机没有相似参数的工程设计方案和运行业绩。
包头东华热电有限公司2×300MW供热机组工程热经济性分析

增加到 60 r ,00 5 万 f 21 年将增加到 13 万 m 。 l 18
包头第三热电厂原有装机容量为: ×7th 3 5/ +2 1 —5 /0 ×C 2 0 1 —1的供热机组和 2 8 ×5MW 的热水炉 , 承担着 向东河 区提供集 中供热 的任
型式 : 亚临界 、 中间再热 、 单抽汽、 冷凝式 ;
锅 炉型 号 : HG一1 2 / 7 5 M 0 5 1 . 一Y
1 设计规模及特点
1 1 工程概 况 .
过热蒸 汽 : 大连 续 蒸 发 量 ( 最 B— MC : R)
1 2 th 0 5/
额定蒸发量 :4 . / 94 5th 额定蒸汽压力:7 5 a・ 额定蒸汽温度 : 1. MP a
置、 固态排渣、 燃用 烟煤。锅炉采用 四角切 圆燃 烧方式 , 过热蒸汽 温度 采用二 级喷水调节, 再热 蒸汽温度调温方式 采用摆 动燃烧器调节。空气 预热器为三分仓容克式。
功率因数 :.5 08 ; 额定转速 :00rm n 30 i, / 效 率 :9 ; 9 冷却方式 : 定子铁心氢冷 , 定子绕组水冷 , 转 子绕组氢 内冷 。
22 年持续 热 负荷 曲线绘 制 .
t 一采暖期室外温度 ( ; ℃) t ~室内设计采暖温度( ——1℃。 ℃) 8 22 13 热负荷计算结果见表 2 . .. —2
表2 —2
2 1 年规划供热 13 万平方米 0o 18 2 1 年新增供热 88 00 5 万平方米
发 电功率 :3MW  ̄ 22 采暖抽汽压力:.5MP ; 0 3 a 采暖抽汽量 :3 h 40t ; /
额定纯 凝工 况 : 进 汽量 :9 5/ ; 1 th
生产的 C 0/2 —1. 75757型单抽供 热机 3 20 66/3/3 0
浅谈两台300MW高背压机组的供热运行

浅谈两台300MW高背压机组的供热运行我国北方临近城市的火力发电厂大部分实现了热电联产,早期供热以抽汽供热为主,近年来,应用高背压供热方式回收凝汽余热逐渐受到重视。
采用双背压双转子互换技术对低压缸和凝汽器作结构改造,实现高背压供热。
原来凝汽器中蒸汽凝结释放的热量由循环水带走,通过凉水塔散失,由热网循环水完全吸收利用,用来供热,大大减少电厂冷源损失,使得机组煤耗降至150g/kWh左右,经济指标大幅提高。
但是高背压供热存在供水水温度偏低、调节能力差,并且停机更换转子期间无法供热的问题,所以多数电厂只是对一台一组进行了高背压改造。
华能黄台电厂开创了国内同一电厂两台300MW等级高背压供热机组同时运行之先河。
1 高背压供热机组运行中的问题(1)高背压供热机组对热网水质有较高的要求,水质合格直接会造成凝汽器堵塞、结垢,影响机组安全运行;(2)高背压供热供水水温度偏低,真空52.6kPa,对应的饱和温度为80℃,高背压机组供水上限基本为80℃,天气寒冷时,城市热网供水需提高至90℃~95℃,因此高背压供热机组同时配置蒸汽二次加热系统;(3)高背压供热机组,热网循环水的回水温度,直接影响机组真空,需要保持回水温度不大于53℃,否则影响电负荷,严重时影响机组安全运行,因此要有一定的预见性,并根据机组运行情况及回水温度情况进行调整;(4)高背压供热机组要求热网循环水流量稳定,由于供热面积大、区域广,容易发生施工等原因导致泄露,需要实时的监视手段、完善的应对措施;(5)由于供热系统流量大、区域广,大多采用二级换热,较大的二级换热站由于二级网循环水失电、泄露、跳闸等异常,一次水供回水门快速关闭,机组循环水流量会突降,一次水供回水门不能快速关闭,会造成回水温度快速升高,影响机组安全;(6)高背压供热机组供热量大,需停机更换转子,因此供热初期及晚期,需其他机组承担供热任务;(7)高背压供热机组供热量大,为了保证持续可靠供暖,需同时有足够的备用供热能力,保证高背压机组故障时不影响供热质量。
300MW供热机组回收余热热量计算

300MW供热机组可用余热量计算一、利用水源热泵回收循环水余热节煤量计算1.冬季采暖抽汽工况下热泵节能减排分析:冬季采暖抽汽工况下,一台300MW机组凝汽量为210t/h(北海初可研报告P65), 按冷却倍率约33倍计算,循环水量为210×33=6930m3/h。
1、热泵可回收的热量:按照排汽压力0.0049Mpa,温度45℃考虑,该参数下的汽化潜热为:2423.68Kj/Kg,由此计算210t/h的凝汽可回收的热量为:210×2423.68×1000/1000000=509Gj/h。
折算成功率为:509×1000/3600=141.4MW 。
2、热泵功率消耗按照热泵的COP系数等于4考虑,可以计算出回收141.4MW热量需要消耗功率约为141.4/(4-1)=47.13MW 。
3、对外供热量210t/h凝汽量经热泵系统进行热量回收后,可对外供热:141.4+47.13=188.5MW。
4、回收热量的等效节煤量等效节标准煤量为:(141.4×1000×3600×3288)/(7000×4.2×1000×0.89)=63255吨。
其中,该工况年运行小时数按照3288小时,标准煤发热量按照7000Kcal/Kg,锅炉效率按89%考虑。
5、等效耗煤量按照可研报告中发电标准煤耗258g/KW.h计算3288小时热泵运行消耗的等效标煤量为:258×3288×47.13×1000/1000000=39980吨。
6、节标准煤量节标准煤量为:63255-39980=23275吨二、利用排烟烟气余热利用的节煤量分析 (1)用于对外供暖 ①回收热量3600)(21ϕρ⨯-⨯⨯⨯=t t C V Q pg g g g [kW]式中:Q g 为回收热量;V g =1060000Nm 3/h ,为烟气流量;gρ=1.295kg/Nm 3,为烟气密度 pgC =1.12kJ/(kg ℃),为烟气比热t 1=145℃ 和t 2=120℃ 分别表示利用复合相变换热器技术前后锅炉排烟温度;ϕ为设备保热系数。
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300MW供热机组热力经济性分析
摘要:我国社会经济的快速发展,带动了各个行业
的经济发展,对电力的需求也越来越大。
因此,汽轮机的系统、结构等不断改善,逐渐向大容量发展。
若机组设备在多种因素影响下出现故障,则会降低其预期功能,降低其经济性,甚至对整个机组的安全运行带来较大影响。
所以,机组经济性性和安全性具有密切关系,只有确保机组运行的稳定性,才能提高其经济性。
文章主要对300MW供热机组热力
经济性进行了分析。
关键词:300MW供热机组;热力经济性;分析
经济全球化的不断发展,促使我国经济得到了快速发展,经济发展对电力的需求逐渐增加,火力发电比例非常大。
大部分火力发电机组投入生产后,不仅在很大程度上提高了机组运行效率,也节省了自然资源,改善了生态环境,也减少了劳动力,降低了投资成本。
对于大型火力发电机组而言,在发展过程中必须着重考虑的是发电对不可再生资源、环境等带来的影响。
因此,为了实现可持续发展,就要采取措施提高发电技术。
只有确保了机组运行的稳定性,才能提高其生产的经济效益。
由于机组热力系统的安全性与经济性彼此互相影响,对机组运行状况进行实时监测,并分析其经济性
具有重要意义。
1 300MW供热机组热力系统热经济性分析方法简介
对火力发电机组的运行性能、热力系统性能等进行分析意义重大。
通过分析,可以对机组循环中的各项热力参数、流量平衡性等有充分的了解,利于机组各项热经济指标的计算。
目前采用的热力系统经济计算方法比较多,比如常规热平衡法、循环函数法、矩阵法以及等效热降法等。
1.1 常规热平衡法
此方法应用比较广泛,是采用流量平衡与能量的方法。
在计算过程中主要用两种方法,即并联、串联。
常规热平衡发电原因是以物质平衡关系为基础,通过对热力系统的热经济性展开计算,可以计算出研究对象的N个热量平衡式、流量方程式,从而获得N+1个流量值,并根据得到的系统水、蒸汽的流量值、参数值,用吸热方程进行计算,就能获得系统热经济性指标。
这种方法应用比较方便,但要根据系统变化不断变化,适用性比较差。
因此主要用来验证其他方法的正确性,不适合直接对热力系统性能进行计算。
1.2 循环函数法
作为新兴的热力系统计算方法,其原理是把热力系统划分为多个子系统,即主系统及其他辅助系统。
主系统是没有附加汽水的回热系统,辅助系统是所有附加汽水。
要计算热力系统的经济参数,就要结合多个子系统的参数用热平衡法
计算,从而分析系统变化造成的热经济性变化。
此方法在局部定量分析或者比较复杂的热力系统中均得到了十分广泛的应用。
由于计算方程比较复杂,因此在辅助系统计算中不方便,且计算结果存在较大误差,适用性差。
1.3 矩阵法
这种方法主要是根据热力系统的热平衡原理,列出热平衡方程,并对热力系统的结构矩阵进行计算。
此方法综合考虑了热力系统的主辅系统,且计算方便,方程中的各项参数都十分明确。
对于不同的热力系统而言,可以通过叠加变化后的矩阵,从而获得想要的矩阵模型。
除此之外,进行热力计算时也需要采用水流量绝对值的计算方法计算出回热抽气量,并对汽轮机的功率进行校核,以便获得电厂热经济指标。
1.4 等效热降法
这种方法为热工理论,经长期发展,已经成为了具有完整体系的理论体系。
等效热降法可以应用在热力系统和热力系统局部定量的计算方面。
假设蒸汽流量为恒定值,热力系统经济性发生变化后,就会使汽轮机功率及部分抽汽流量发生相应的变化。
如此一来,可以根据热量局部变化计算热力系统的经济性变化,便于计算。
1.5 熵分析法
这种方法的原理是计算机组体系的熵平衡,求解熵产的
分布,并对某些影响因素进行分析,从而得出熵产和不可逆损失之间的关系。
此方法可以完善并改进评价过程,优势是可以根据具体算例选择相应的基准态度,缺点则是无法对能量系统的价值指标进行评价,对能源利用程度没有统一标准。
2 300MW供热机组热力系统经济性分析
2.1 分析蒸汽参数对机组热经济性的影响
在机组运行的过程中,主汽压力、排汽压力及主汽温度等蒸汽热力参数在变化过程中,不会对机组的稳定运行带来较大影响,不过汽轮机功率出现的变化容易对机组经济性带来影响。
根据汽轮机功率方程,背压恒定的情况下,采用偏微分理论能够进一步推导出主蒸汽参数的功率增量方程,而且推导出此方程的过程中也采用了汽轮机运行基本原理、参数变化关系等理论性基础知识。
在实际应用中,很多大功率机组在运行过程中选择滑压运行方式,其安全性比较高,且负荷变化十分灵活。
当汽轮机滑压运行时,可以根据其负荷情况相应的调节锅炉给水量、燃料量等,从而确保锅炉出口汽压根据负荷变化而变化。
如果出口气温为恒值,则汽轮机进汽温度也为恒值,对于进汽压力而言,也会根据负荷变化而发生相应变化。
从机组缸体热应力角度进行分析,滑压工况时缸体内温度场变化幅度比较小,降低了机组部件在运行中遭受的热应力冲击,避免设备进一步受到损害,因此也在一定程度上延长了设备的使用寿命,有效提高了机组运行的
安全性。
2.2 分析回热加热器对机组经济性的影响
汽轮机回热系统包含比较多的热力设备,比如加热器、给水泵、连接管道以及除氧器等。
其中高压加热器系统经常出现各种故障,应用率比较低。
此外,若给水侧出现短路故障,给水温度和对应符合的给水温度严重不符,则会降低机组的高效性能,导致机组无法投入在正常使用中,甚至影响机组的安全运行,引起设备损坏故障,带来较大的经济损失。
加热器端差的变化、散热损失以及运行方式等,都在很大程度上对机组热经济性带来影响,对这些因素进行定量分析,便于有针对性的进行节能改造、完善运行方式以及提高管理水平等,并有效提高机组的安全经济性。
加热器端差使热交换具有不可逆性,使汽轮机组的热经济性明显降低。
散热损失即加热器在运行过程中,对外造成的热量散失,这种现象和加热器温度、保温层质量及加热器表面积等有密切关系。
机组在停运时容易使汽轮组偏离既有的设计规划,从而使其经济性有所改变,对整个机组的运行安全带来较大影响。
3 结束语
热力系统作为火电厂不可缺少的系统,它的运行状况和机组运行安全、电厂生产效益等有密切关系。
如果热力系统出现故障,便会对整个机组的正常运行造成影响,进而带来经济损失。
由于组成热力系统的多个部分是互相依存的,任
何一个设备出现故障都对其他设备的运行带来影响。
因此,检测机组的运行状况,对其经济性进行分析,能够在很大程度上提高300MW供热机组热力的经济性。
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