某电厂燃气_蒸汽联合循环热电冷联产系统经济评价_李伟
电力市场环境下燃气为蒸汽联合循环机组报价策略探究
2023.10/204电力市场环境下燃气为蒸汽联合循环机组报价策略探究陆培宇（广东粤电中山热电厂有限公司）摘 要： 开展热电联产的燃气为蒸汽联合循环机组报价策略进行探究， 以边际成本定价原则， 以机组毛利作为收益分析目标， 根据机组在不同负荷率下热耗率的变化情况， 探究气价、 电价以及供热价对电厂毛利的影响。
同时， 考虑机组运行时长对边际收益的影响。
通过一个计算实例， 分析得出适应于该实例机组的电价、 供热价格定价策略， 提出在调峰运行、 连运等不同工况下电价、 供热价的定价参考。
关键词： 热电联产； 电力市场； 定价策略； 经济分析0 引言燃气为蒸汽联合循环机组以其优异的调峰性能、 适应快速启停特点正在快速替代传统燃煤电厂成为区域性优质电源点。
热电联产机组为解决工业区内各热用户用热问题， 高品位热值能量用于发电， 中低品位热值能量用于供热， 可有效提高能源梯级利用效率， 实现区域性高效联合发展目标。
在开展电力市场常态化运行的广东地区， 燃气为蒸汽联合循环机组的报价策略将直接关系到电厂生存问题， 因此， 以边际成本定价为原则的报价策略探究尤为重要。
1 机组毛利分析燃气为蒸汽联合循环热电联产机组的收益来源于发电和对外供热两大部分， 因此热电联产机组的毛利润可用式 （1）-（3） 表示［1］。
L tot =L gd +L gr =S gd -C fdr q +S gr -C grrq（1） L gd =∫()P fd ´ηgd ´J d -P fd ´q fdq ´J rq dt（2）L gr=∫()qgr´ηgr ´J gr -q gr ´q grq´J rqdt（3） 式中，L tot 为毛利润， 元； L tot 为供电毛利润， 元； L gr 为供电毛利润， 元； S gd 为供电收益， 元； C fdrq 为发电燃气成本， 元； S gr 为供热收益， 元； C grrq 为供热燃气成本， 元； P fd 为发电功率， MW ； ηfd 为供电效率， %； J d 为电价， 元/MW·h ；q gr 为供热量， GJ/h ； ηgr 为供热效率， %； J gr 为供热汽价， 元/GJ ；q fdq 为发电用燃气热耗率， kJ/ （kW·h ）； q grq 为供热用燃气热耗率GJ/GJ ； J rq 为燃气价， 元/GJ 。
燃气-蒸汽联合循环发电机组知识
通过调节蒸汽轮机的进气量、进气温 度和压力等参数，控制其转速和输出 功率。
余热锅炉控制
通过调节余热锅炉的进气量、进气温 度和压力等参数，控制其出口温度和 压力。
保护系统
超速保护
当燃气轮机的转速超过设定值时， 保护系统会自动关闭进气阀，防 止机组超速。
超温保护
当余热锅炉的出口温度超过设定值 时，保护系统会自动降低进气量或 关闭进气阀，防止机组过热。
某电厂燃气-蒸汽联合循环发电机组故障处理经验分享
在燃气-蒸汽联合循环发电机组的运行过程中，难免会 出现各种故障和问题。
对于常见的故障，该电厂制定了详细的应急预案，并定 期进行演练，确保在紧急情况下能够迅速响应。
该电厂在故障处理方面积累了丰富的经验，能够快速准 确地诊断和解决故障。
同时，该电厂还加强了与设备制造商的技术交流与合作， 及时获取最新的技术支持和解决方案。
燃气-蒸汽联合循环发电机组 知识
• 燃气-蒸汽联合循环发电机组概述 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组的运行
与控制 • 燃气-蒸汽联合循环发电机组的维护
与检修
• 燃气-蒸汽联合循环发电机组的应用 与发展
• 案例分析
01
燃气-蒸汽联合循环发电机组概 述
定义与特点
定义
高效率
燃气-蒸汽联合循环发电机组是一种高效、 环保的发电方式，通过联合使用燃气和蒸 汽循环来提高发电效率。
余热锅炉参数
包括入口和出口的温度、 压力、流量等，这些参数 对余热锅炉的效率和使用 寿命有重要影响。
蒸汽轮机参数
包括入口和出口的温度、 压力、流量等，这些参数 对蒸汽轮机的性能和运行 稳定性有重要影响。
控制策略
燃气轮机控制
蒸汽轮机控制
热电联产
2、实际焓降法——原则是：热电厂分配给供热的热耗量是按 照联产供热汽流在汽轮机中少做的内功占新汽的所做内功的 比例来分配。
Qtp ,h Qtp Dh (hh hc ) Do (ho hc )
特点： 1）上式仅适用于非再热机组。 2）考虑了供热抽汽品质方面的差别，可鼓励热用户降低供 热参数，提高热化的节能效果。 3）令冷源损失全部划分为发电方面，属好处归热法，热电 厂发电方面得不到好处，反而多耗煤。
影响热电比的主要因素： 1）热电机组的新汽参数（P0，t0）。 2）热电机组的供热（抽、排汽）参数（ Ph，th ）。 3）汽轮机相对内效率。 特点： 1）热电比只是个“量”的指标，不能作为“质”的指标。 2）虽然对热电比有底线要求，但不应片面提高热电比，否则 将对鼓励节能，率或节能经济效果， 其值不易作为热电机组之间的横向比较。
hfw H1 H CY h'h Dh hh, Dh Dc
抽汽式供热汽轮机系统图
) /106 Qh Dh (hh hh
①外部热化发电率：
Wh,o Dh (h0 hh )mg / 3600
Wh ,o h0 hh 0 278 mg Qh hh hh
②内部热化发电率
纯供热循环的背压机的热电厂发电煤耗量为：
0.123 btp 0.147 kg (kW h) 0.88 0.95
由此可见发电的煤耗量大大降低。
③对于抽汽凝汽式机组，可视为背压式机组与凝汽式机组复合而
成，其中供热汽流是完全没有冷源热损失，它的ηth仍为1。但是 它的凝汽汽流仍有被冷却水带走的冷源热损失，该凝汽流的绝对 内效率ηic不仅不等于1，而且还比相同循环参数、同容量的凝汽式 汽轮机(即替代电厂的汽轮机)的绝对内效率ηi要低，这是在热电联
燃气_蒸汽联合循环系统的能量分析及火用分析
( 4)
( 3) 由蒸汽轮机的能量平衡关系
Q 3 = W2 + QW + Q5
( 5)
得到汽轮机的效率为:
ST =
W2 Q3 - QW
( 6)
( 4) 燃气蒸汽联合循环的热效率:
CC =
W 1 + W2 Qnet
=
Q net
GT + ( Q 3 Qnet
QW )
ST
( 7)
由余热锅炉能量平衡关系、燃气轮机的能量
应用[ J] . 煤气与热力 , 2003, 23, ( 9) : 559- 561. [ 2] 薛智, 党力. 燃气- 蒸汽联合循环电站建设初探 [ J] .
西北电力技术, 2003, ( 2) : 37- 38. [ 3] 杨秀奇, 柴琨. 火用分析理论发展综述[ J] . 昆明理工大
学学报( 理工版) , 2004, 29, ( 2) : 158- 162. [ 4] 甄志, 崔 晓钢, 陈鸿 伟, 等. 火用 分析 方法 及在 工程 领
1 燃气蒸汽联合循环动力装置及其 工作原理
燃气轮机排气温度高( 一般 400~ 600 ) 且流 量大( 一般 300kg s 以上) , 由于受到材料耐温、耐 压程度的限制, 汽轮 机进汽温度一般 在 540 左 右, 但 蒸汽动 力循环 装置平 均放热 温度 一般在 35 左右。
22
应用能源技术
机组的效率有影响。实际结果表明, 燃气轮机对机 组循环效率的影响最大, 因此, 提高燃气轮机的效 率比同程度的提高余热锅炉或蒸汽轮机的效率对
改善循环机组效率更为明显。 2. 2 燃气 - 蒸汽联合循环的火用分析
参照图 1( b) , 计算得到联合循环各部位火用损 失: [ 7- 8]
压力匹配器在某9E燃气-蒸汽联合循环机组供热提升改造中的应用
压力匹配器在某9E燃气-蒸汽联合循环机组徐燚滨2，张星星2（1. 江苏华电吴江热电有限公司，江苏吴江215200；2. 华电郑州机械设计研究院有限公司，河南郑州 450000）摘要：为提升某电厂9E燃气-蒸汽联合循环机组供热能力，以国家节能降碳相关政策为前提，结合机组特性及热用户参数要求，针对9E燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉高低压主蒸汽运用了压力匹配器方案供汽。
本文着重从供热改造系统方案、压力匹配器配汽、实施后运行方式等进行了分析和探讨，可为同类型机组提高单机供热改造提供实践和指导依据，为压力匹配器在同类型机组供热改造中提供更广泛的工程应用。
关键字：供热；燃气-蒸汽联合循环机组；压力匹配器；工程应用中图分类号：TK115文献标识码：B 文章编号：Applicationofpressure adapter in heating upgrading of a 9E gas-steam combined cycle unitYINChunhong1，XXX2(1.Jiangsu Huadian Wujiang Thermoelectric Co., Ltd, Wujiang 215200, Jiangsu Province, China；2. Huadian Zhengzhou Machinery Design & Research Institute Co., Ltd, Zhengzhou 450011, Henan Province, China)Abstract:In order to improve the heating capacity of the 9E gas-steam combined cycle unit in a power plant, based on the relevant national policies on energy conservation and carbon reduction,combined with the unit characteristics and thermal user parameterrequirements, the pressure adapter scheme is applied for the high and low pressure main steam of the waste heat boiler of the 9E gas-steam combined cycle unit. This paper focuses on the analysis and discussion from the heating reform system scheme, the pressure adapter steam distribution, the operation mode after implementation, which canprovide practical and guidance for other units of the same type to improve the single unit heating transformation, and provide more extensive engineering application of the pressure adapter in theheating transformation of the same type units.Keywords：heating；gas-steam combined cycle unit；pressure adapter；engineering application收稿日期：科研项目：中国华电集团有限公司科技项目(9E燃气-蒸汽联合循环机组供热能力和灵活性提升研究与应用XXXXXX)作者简介：殷春宏(1979—),男，XXXX人，工程师，主要从事XXXX方面研究.近些年来，随着国家和地方政府对环境保护及节能减排的重视，电厂面临着节能降碳的压力巨大[1-2]。
燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算
燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算目录1 概述 (1)2 燃气—蒸汽联合循环基本理论 (1)3 燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算 (2)3.1 燃气轮机技术经济指标 (2)3.1.1 压气机进气温度 (2)3.1.2 压气机进气压力 (2)3.1.3 压气机排气温度 (3)3.1.4 压气机排气压力 (3)3.1.5 燃气轮机排气温度 (3)3.1.6 燃气轮机排气压力 (3)3.1.7 压气机压缩比 (3)3.1.8 燃料流量 (4)3.1.9 燃料温度 (4)3.1.10 燃气轮发电机组热耗率 (4)3.1.11 燃气轮发电机组热效率 (4)3.2 余热锅炉技术经济指标 (5)3.2.1 余热锅炉主蒸汽流量 (5)3.2.2 余热锅炉主蒸汽压力 (5)3.2.3 余热锅炉主蒸汽温度 (5)3.2.4 余热锅炉再热蒸汽流量 (5)3.2.5 余热锅炉再热蒸汽压力 (5)3.2.6 余热锅炉再热蒸汽温度 (5)3.2.7 余热锅炉排烟温度 (6)3.2.8 余热锅炉热端温差 (6)3.2.9 余热锅炉节点温差 (6)3.2.10 余热锅炉接近点温差 (6)3.2.11 余热锅炉烟气侧压损 (7)3.2.12 余热锅炉热效率 (7)3.3 联合循环汽轮机技术经济指标 (7)3.3.1 联合循环汽轮机主蒸汽流量 (7)3.3.2 联合循环汽轮机主蒸汽压力 (8)3.3.3 联合循环汽轮机主蒸汽温度 (8)3.3.4 联合循环汽轮机再热蒸汽压力 (8)3.3.5 联合循环汽轮机再热蒸汽温度 (8)3.3.6 联合循环汽轮机其他技术经济指标 (8)3.4 联合循环技术经济指标 (8)3.4.1 联合循环功率 (8)3.4.2 联合循环蒸燃功比 (9)3.4.3 联合循环蒸功百分率 (9)3.4.4 联合循环投入率 (9)3.4.5 联合循环热耗率 (9)3.4.6 联合循环热效率 (10)3.4.7 联合循环厂用电功率 (10)3.4.8 联合循环厂用电率 (11)3.4.9 联合循环等效发电煤耗率 (11)3.4.10 联合循环等效供电煤耗率 (11)3.4.11 联合循环机组等效标煤耗量 (12)1概述本文根据电力行业标准《火力发电厂技术经济指标计算方法DL/T 904-2004》编写而成，提供了燃气—蒸汽联合循环的技术经济指标计算方法，以指导燃气—蒸汽联合循环机组的性能计算使用。
燃气冷热电三联供系统发电装置ppt课件
燃气轮机＋烟气型溴冷机
第二部分
『燃气发电装置 的分类及 性能』
2 燃气发电装置的分类及性能
内燃机
标题数字等都可以通过点击 和重新输入进行更改。
燃气轮机
标题数字等都可以通过点击 和重新输入进行更改。
微型燃气轮机
目前，以燃气内燃机发电装置和燃气 轮机发电装置为动力的热电联产系统 应用相对较多， 综合效率也较高， 技 术比较成熟， 运行比较稳定， 其中燃 气内燃机发电装置的额定功率通常在 50 ～ 5 000 kW， 而燃气轮机发电装置 的额定功率一发电及附 属设备的 选择』
3.1 发电装置
发电装置选择的考虑因素：用户实际需求热（冷） 电比
对于办公和居住建筑等电负荷比冷、热负荷小的场合应 优先选用产热量较大的燃气轮机发电装置系统， 并将部 分发电机发出的电驱动电制冷装置， 用以提高系统产热 和制冷能力， 优化匹配电制冷和烟气余热吸收式制冷机 组， 以满足用冷、用热负荷， 提高系统经济性， 这种 方式通常被称为以热（冷） 定电；
目 录
▷ 第一部分 『燃气冷热电三联供简介』
▷ 第二部分 『燃气发电装置的分类及 性能』
▷ 第三部分 『燃气发电装置及附属设 备的选择』
第一部分
『燃气冷热电三 联供简介』
1 燃气冷热电三联供简介
燃气冷热电三联供， 即CCHP （Combined Cooling，Heating and Power）， 是指以天然气为主要燃料带动燃气轮机或内燃机 等产生动力驱动发电机发电， 满足用户的电力需求， 系统排出的废热通过余热回收利用设备（余热锅炉） 向用户供热、供冷和生 活热水。 燃气冷热电三联供技术作为分布式能源的一种， 因其技术新颖、建设周期短、系统综合效率高， 已经在发达国家得到了广泛的认 可。燃气冷热电三联供技术通过对一次能源的梯级利用， 提高了能源的综合利用率， 减少了污染物排放；三联供机房可以建在终 端用户附近， 减少能源输送过程中的损耗， 节能效果明显； 三联供系统与大电网互相依靠、互为补充， 提高了能源系统的可靠性， 有助于应对突发事件。CCHP 系统典型流程见图1。
GE9F.03型燃机先进热通道技术（AGP）改造及性能分析
GE 9F.03型燃机先进热通道技术（ AGP）改造及性能分析摘要：介绍某电厂GE 9F.03型燃机热通道改造为GE更先进的9F.04型燃机热通道，包括改造的主要内容、新增控制模块及控制策略。
对改造后的实际运行参数进行对比分析，以及最终从性能试验结果中得出先进热通道技术改造的成果。
关键词：先进热通道技术冷却风量控制优化（EFM）模块缸体温度管理（CTM）模块热耗1设备概况某电厂设计为一套780MW级“二拖一”燃气--蒸汽联合循环供热机组。
全厂配置为：二台美国GE公司生产PG9351FA燃气轮机、二台燃气轮发电机、二台余热锅炉、一台蒸汽轮机和一台蒸汽轮发电机。
燃气轮机燃烧系统由18个低NOx燃烧器（DLN2.6+）组成，NOx排放设计值为15ppm，低负荷能力额定负荷的35%以上时，能够实现环保达标要求，燃机控制系统为MARKVIe,燃烧系统能够实现在线自动调整功能，余热锅炉配有脱销装置，确保排放达标。
2设备存在的主要问题及改造的必要性某电厂GE 9F.03型燃气轮机，经长期运行后存在以下问题：（1）热通道部件性能明显下降，导致热耗增加、最大出力降低，无法实现经济性要求。
（2）燃机设计一级动叶通流间隙较大，导致燃机本体效率较低，无法实现目前节能减排经济性要求。
（3）压气机9级和13级抽气冷却燃机热通道运行方式单一，无法实现按需要分配，冷却风量较大，压气机效率较低，机组经济性较差。
（4）固定的燃料分配模式在低温条件下对燃烧的控制能力是有限的。
由于燃烧室的限制，机组在低温条件下的基本负荷出力受到限制。
目前，GE燃机9F.04型先进热通道技术，结合增强的冷却和密封以及先进的材料技术，允许机组在提高透平进口初温约50℉时有效运转。
连同DLN2.6+燃烧室，基于模型的控制构架和缸体温度管理系统，能够改善机组的出力和热耗，同时延长部件的检修间隔及寿命，并维持先进的排放水平。
3燃机先进热通道（AGP）技术改造燃机先进热通道（AGP）技术改造主要包括三个部分改造，即燃气轮机热通道部件升级、增加冷却风量控制优化（EFM）模块、增加缸体温度管理（CTM）模块，下面进行逐一介绍具体改造内容。
迁钢燃气蒸汽联合循环冷热电联产应用探讨
冶金动力2012年第4斯44I咂T A LL U RG l C A L PO W ER总第152期迁钢燃气蒸汽联合循环冷热电联产应用探讨崔合群(首钢迁钢公司，河北迁安064404)【摘要】结合首钢迁钢公司能源利用实际要求。
配套建设了一台150M W纯燃高炉煤气的燃气蒸汽联合循环发电机组，在利用副产高炉煤气进行联合循环发电的同时，利用余热锅炉次高压一级过热器引出一路次高压蒸汽外供公司管网。
余热锅炉产生的次高压、低压蒸汽经过汽轮机做功拖动发电机发电．产生的乏汽经凝汽器换热部分通过分体式水源热泵空调机为控制楼进行制冷(制热)，形成了一套冷热电联产的总能系统，在钢铁厂能源综合梯级利用方面进行了新的尝试。
【关键词l纯然高炉煤气；燃气蒸汽联台循环；冷热电联产；能源梯级利用【中图分类号】TM61l【文献标识码J B【文章编号】1006—6764(2012)04埘44—03A ppl i cat i on of G as-st e am C om bi ned C ycl e C C H P伍Jl D t驴珥口洫’皿I r on＆St eel C o．，口洫’d珥H ebei∞槲D t c晒叫[A bst r act】A ccor di ng t o t he pr act i cal r equi r em e nt s0f e ner gy so ur ce s ut i l i zat i on ofShoug ang Q i蛐’8．11I r on＆St eel C o．，t he150M W gas-s t eam com bi ned cycl e ge ne r at i ng s et usi ng B F gas i s c ons t ruct ed．T he ge ne r at i ng8et ge ne r at es by by-preduct B F gas．A por t of t he s ec onda ry hi g h pr essur e s t ea m fr om t he sec o．da r y hi gh pr ess ur e supe rhea t e r of t he w as t e hea t boi l er i s suppl i e d t o t he C om pany’8s t ea m pi pe l i ne．T he s ec onda ry hi g h pr ess ur e s t e a ma nd t he l ow pr ess ur e s t ea m of t he w as t e hea t boi l er dr i ve t he t ur bi ne t o gener at e．Theexha us t s t e a m of t he t ur bi ne co nver t s i nt o he at w at er by t he c ondens er he ate xcha n ge ra ndt he hea t w at er i s us e d t o r efr i ger at e(m ake heat i ng)f or a cont r ol bui l di ng by t he se par at e d ai r condi t i one r w i t h w at er so ur c e he at pum p．The pr oj ect f or m s a ge ner a l e ner gy s yst e m com bi ned co ol i ng he at i ng a nd pow er f cC H P)．I t is a new ef f o r t i n t he e ner gy c as ca de ut i l i zat i on i n t he i ron＆s t eel w or k s．【K ey w or ds Jc om pl e t e l y usi ng of B F ga s；ga s-s t ea m com bi ned cycl e；C C I IP；ener g yc as ca de ut i l i zat i on1前言迁钢公司是首钢搬迁到河北省迁安市重新建设的一座现代化高效节能环保钢铁厂，2004年10月建成投产，至2011年形成850万妇铁，860万妇钢生产规模，高炉配置为2650m3+2650m3枷‰3三座高炉，经煤气平衡富裕高炉煤气26万m％，焦炉煤气3万m孙，于2008年开始配套建设一座150 M W纯燃高炉煤气的燃气蒸汽联合循环发电机组，以消耗富余煤气，从而实现迁钢公司高效、绿色环保、可持续发展的经营模式。
能量的利用效率、有效功
in May/2009
City Gas type
LPG type
Capacity:1kWe
Capacity:1kWe
Efficiency:
Efficiency:
e: 37%+(LHV) 33%+(HHV)
e: 35%+(LHV)
h: 52%+(LHV)
h: 50%+(LHV)
47%+(HHV) Price: 3,465,000 JPY
5
燃气轮机热电联产
燃料：天然气等
发电效率较高
没有补燃的燃气轮机联合循环
热电联产的经济指标 总热效率=（供热量+发电量3600kJ/kWh)/(燃料总耗量低位发热量） 热电比=供热量/（发电量3600） 热化系数：供热机组最大供热能力与系统最大热负荷之比 小时热化系数 = QT / Qm 年热化系数= 面积1834561 / 面积1234561 Qm – QT部分：辅助锅炉
利用可再生物质的扣除率 Drm E = E’(1-Drm)
系统可持续性指标： 总体Exergy回收率 = E制品/E原料 回收率 = 再生品质量/原料质量 可再生能源利用率 = E可再生能源/E原料
Exergy环境税
提案：根据exergy的损失征税 （ExTB：Exergy Tax Base）
ExTB (E原料, j ) (E废弃处理辅助原料, j ) (E副产品, j ) E制品
全年热负荷持续曲线
小型热电联产的性能、价格比较
工艺方式
技术状况
容量（kW）
电效率
总效率
设备造价（元 /kW）
工程总包造价 （元/kW）
余热回收加价 （元/kW）
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年2月Feb.,2013
doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2013.01.064
某电厂燃气－蒸汽联合循环热电冷联产系统经济评价李伟，尤海侠，杨强华（东北电力大学经济管理学院，吉林吉林132012）
［摘要］随着我国工业的快速发展，各种能源的需求量也迅速增加，尤其是电力需求的增长已远快于电源点的建设。而由于中国的能源以煤炭为主，目前主力电站是燃煤电厂，燃煤电厂的“三废”排放对环境的破坏很大，特别是经济发达、人口密集、能源需求量大的地区，问题比较突出。为改善环境，调整能源消耗结构，应多开发利用清洁能源，基于此发展方向，广东省引进国外液化天然气资源用来发电和民用。以珠海某电厂的实际情况，提出发电过程中能源梯级利用的热电冷联产节能方案，以提高总能的利用效率，以此推进清洁能源的使用范围，实现低碳环保。［关键词］热电冷联产；能源梯级利用；经济评价
［中图分类号］TK471［文献标识码］A［文章编号］1672-9943(2013)01-0159-04
0引言对于经济发达、人口密集、能源需求大的地区，调整能源消耗结构，并且高效率利用清洁能源，是主要的发展方向。广东省第二个液化天然气接收站即珠海液化天然气接收站(以下简称LNG接收站)，是连接珠海、江门、佛山、肇庆4个地级市的珠江三角洲西岸天然气输送管道、实现珠三角东西两岸天然气管道内环联网，并与省管网一期工程互通，接收站终端计划2013年建成投产。珠海电厂是一座以即将建成的LNG接受站的天然气为燃料的2×400MW燃－蒸联合循环热电冷联产在建电厂。1联产系统应用形式热电联产（CombinedHeatingandPower，CHP）是指同时生产热、电的过程，是一种将供热（供暖和供热水）以及发电过程一体化的总能系统［1］。其最大的特点就是将温度高的高品位热能用来发电，而将温度低的低品位热能用来供冷或供热，以达到对不同品种的能源进行梯级利用的目的。这不仅可提高能源利用效率、降低发电能源消耗，而且可降低CO2和SO2的排放量，具有良好的经济和环保效益［2］。热电冷联产系统（CombinedCoolingHeatingandPower，以下简称CCHP系统）是基于联合循环发电、并配置热交换器和吸收式制冷系统后发展起来的。用余热锅炉回收燃气轮机排出的尾气的余热，所产生的蒸汽一部分注入蒸汽轮机发电，其余部分用于提供采暖或卫生热水［3］。发电后的乏
汽或抽汽用以驱动蒸汽型吸收式制冷机制冷，或以燃气轮机、余热锅炉的排气驱动排气直燃型、排气再燃型制冷机制冷［4］。
燃气轮机发电机组、余热锅炉和汽轮发电机组共同组成了燃气－蒸汽联合循环的热电联产系统的主体。燃气轮机把作功后的废气排入余热锅炉，余热锅炉吸收废气中的热能产生蒸汽，并以此驱动供热型汽轮发电机组供热发电，从而组成燃气-蒸汽联合循环热电装置［5］。
2系统方案选择及设计珠海电厂是广东省第二个LNG接收站即珠海LNG接收站的用户之一（此接收站于2013年建成投产），位于珠海市区西南约30km的平沙工业区内，占地面积约285hm2，发电工程动态总投资309193万元，其中发电工程静态投资293126万元，建设期贷款利息16067万元。该项目规划建设2台400MW(F级）燃气－蒸汽联合循环热电联产机组，接入电压等级为
基金项目：吉林省教育厅“十一五”社科项目（吉教科文字［2009］第195号）；吉林省社科基金（2009B314）；中国电机工程学青年创新基金（青年创新基金三等第4号）；吉林省教育厅“十一五”社科项目（吉教科文字［2008］第146号）
能源经济能源技术与管理EnergyTechnologyandManagement2013年第38卷第1期Vol.38No.11592013年2月
Feb.,2013
220kV，主要送电方向为金湾区、斗门区，初期有部分电力送至香洲区消纳。燃料采用广东省引进的国外天然气（LNG），通过广东省第2个LNG接收站即珠海LNG接收站的主输气干线至专用输气支线输送到电厂调压计量站，供电厂燃机使用。2.1主机设备组成与布置2.1.1电厂机组的选型该工程燃料为天然气，对环境污染小，但价格相对较高。为提高电厂热效率、降低能耗显得十分必要，应尽可能选用高效率的燃气－蒸汽联合循环机组，以充分利用能源，降低供热供电价格。一般而言，联合循环机组中主机配置可有多种组合形式，按轴系分布分为单轴和多轴布置，常见的有“二拖一”多轴方式、“一拖一”多轴方式和单轴方式。若使用二拖一多轴方式，当汽机出故障时，若机组不配置减温减压器，将丧失全部供热能力，而配置减温减压器将增加初投资，增加系统的复杂性，因此现阶段不考虑设置二拖一多轴方式。根据对厂家的了解，供热机组推荐采用双轴机组。因为双轴机组的汽轮机是独立的，可以根据供热要求进行特殊设计，不会影响到燃机的设计；并且采用双轴机组，汽轮机可采用国产机型，运行业绩非常多，设备投资低。而且从技术成熟性等考虑，现阶段也不选用单轴方式。因此，本项目推荐采用一拖一的配置，宜为双轴机组。2.1.2主机设备的选择和组成珠海电厂燃气电厂暂时选择的是哈尔滨动力股份有限公司/GE公司的PG9371FB型的双轴联合循环机组。根据研究，大型联合循环采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率较高，基本投资费用低、结构简单，锅炉和厂房都较小，运行可靠性高，起动快，因此推荐该工程采用无补燃的余热锅炉。按工质在蒸发受热面中的流动特点可以将余热锅炉分为自然循环锅炉和强制循环锅炉两类。强制循环的主要优点是起动更快、燃料适用性更广，但是考虑到联合循环机组一般是热态起动，即使是自然循环，其起动速度也比较快，而燃料用天然气，对燃料适用性的要求也不高，因此自然循环总体而言优于强制循环，而且最新趋势表明：自然循环方式是用于燃气轮机余热锅炉的一种更为可取的技术，因此推荐采用自然循环余热锅炉。自然循环锅炉有立式和卧式两种布置形式，考虑到本期工程余热锅炉的布置不受场地所限，所以本阶段按照卧式锅炉开展设计。对于余热锅炉,由于三压再热循环模式的机组热效率和机组功率比单压、双压的有较大提高，而且该工程燃气轮机排气温度达到600℃左右，推荐采用三压再热循环模式。目前国内9F机组多数采用三压再热循环，技术和配套成熟可靠。综上所述，该工程余热锅炉推荐采用无补燃、自然循环、三压再热锅炉，高压蒸汽进入汽轮机高压缸作功，高压缸排汽和中压蒸汽混合后经再热进入汽轮机中压缸作功，低压蒸汽与中压缸排汽同时进入汽轮机低压缸作功。在余热锅炉排烟段预留脱硝装置位置，若环保需求，可以安装脱硝装置。与一般的火力发电装置用的蒸汽轮机相比，联合循环发电用的蒸汽轮机与其在原理上是相同的，结构上也很类似。但联合循环用蒸汽轮机不同于一般蒸汽轮机，具有以下特点：①为了在余热锅炉中充分利用燃气轮机排气中的余热，联合循环用的蒸汽轮机不设置给水加热器［7］。②必须适应
快速起动的要求,在尽量减少对效率影响的前提下，为了防止在快速起动时由于膨胀不同步而引起部件之间的摩擦，需要设法加大动静部件之间的间隙。根据目前与9F燃机配套的单轴联合循环汽轮机的成熟设计，采用双缸双排汽汽轮机。经咨询燃机供应厂家，为适应机组快速起停及热负荷的变动，燃机发电机和汽轮机发电机都使用空冷发电机。2.1.3主要技术指标根据热平衡计算结果，该机组的全厂经济技术指标如表1所示。
表1机组经济技术指标
工况毛出力/kW联合循环热效率/%高压主蒸汽流量/（t/h）毛发电热耗/（kJ/kW·h）气耗量/（m3/h）供热气耗率/（m3/h）毛发电气耗率/（m3/kW·h）供热量/（GJ/h）热电比/%
100%负荷保证工况
抽气工况37604072.12303.905437.1669602.9528.480.1471501.2737.03
纯凝工况41600458.23311.906182.0669589.80-0.1673--
李伟，等某电厂燃气－蒸汽联合循环热电冷联产系统经济评价160年2月Feb.,2013
2.2系统平面布置该期工程建设两套400MW级燃用LNG的蒸汽－燃气联合循环热电联产机组，留有扩建的余地。本期工程可作为电厂厂区规划的用地由两块场地组成，面积合约28.49hm2：一块呈不规则长方形的地块面积约为26.34hm2，要作为厂区规划用地；另外，在其东面有一块呈长条形的地块面积约为2.15hm2。
电厂的主、次入口从电厂北侧的珠海大道和西侧的规划道路引接。液化天然气(LNG)供气管和电厂淡水管以及供热管道均从电厂北面连接。电厂所处位置距珠海港较近，距现在运行的珠海电厂约15km。电厂总体规划按功能分为如下几个功能区，分别为：①生产行政办公楼、食堂、值班宿舍以及消防车库等组成的厂前区；②主厂房生产区；③电气设施以及升压站区；④化学水处理和循环水以及污水处理区；⑤燃气调压站区；⑥材料库、备品备件库以及检修车间等辅助生产区。
3经济性分析3.1系统能源利用率3.1.1汽量平衡金湾、平沙片区汽量平衡情况如表2所示。表2金湾、平沙片区汽量平衡情况（t/h）
从表2可知，2×400MW级机组在设计水平年内正常运行时能满足热负荷的要求。3.1.2热经济指标年供热量=年平均供热负荷×年平均供热小时数根据本规划供热范围内各类热负荷的分布特性，暂取“2×400MW级燃气热电冷联产机组”的额定抽、排汽量按85%效率下的年平均供热负荷310t/h，年平均供热5500h。按照《热电联产项目可行性研究技术规定》的计算方法，计算出该项目的热经济指标如表3所示。从表3可以看出，该项目装机方案的热电比和全厂热效率都符合《热电联产项目可行性研究技术规定》的要求：热电比大于30%，全厂热效率高于55%。3.1.2.1热效率
该项目年均热效率计算公式如下：全年平均热效率=年供电量×3600+年供热量年耗气量×8700×4.2
×100%
根据预测，规划近期由金湾、平沙片区燃气-蒸汽联合循环热电冷联产电厂实施的集中供热总量为5.66×106GJ/a，发电量为41.69×108，根据热效率计算公式可得，该项目年均热效率为70.5％。3.1.2.2热电比该项目年均热电比计算公式如下：热电比＝年供热量÷（发电量×3600）×100%根据此公式可得，该项目热电比为38.9％。3.2系统运行经济性根据建设项目定额标准和市场价格，对工程建设项目进行了投资评价，工程的动态投资309193万元，其中发电工程静态投资293126万元，建设期贷款利息16067万元。资本金占动态投资的20％，由集团出资，资本金以外的资金由贷款解决，贷款利率7.05％按季结算，年实际利率7.24％。贷款偿还期限取15a，采用本金等额的还款方式。流动资金中30％为自有资金，其余向国外银行贷款。1a期的短期贷款年利率按6.56％计算。达产年发电量3792万GWh，达产年供热量509万GJ，发电的单位生产成本为455元/MWh，供热单位生产成本为78元/GJ，投资各方内部收益率为10％，上网电价（含税）为624.98元/MWh，热价（含税）为79元/GJ。以这些参数为基础，采用现行的建设项目经济评价，对该工程进行了财