学校代码: 10128
学 号:************
本科毕业论文
题 目:某火电厂热电联产的经济性分析 学生姓名:
学 院:能源与动力工程学院 系 别:热能与动力工程系 专 业:热能与动力工程 班 级:热动08-3班 指导教师:
二 〇 一二 年 六 月
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
摘 要
能源的合理利用及提高其利用效率不仅关系到资源节约和经济发展,而且影响到生态破坏和人类前途,因此世界各国均把建立可靠、安全、稳定、高效的能源供应保障系统体系均为国民经济可持续发展的战略。
热电联产是实现能量梯级利用、提高一次能源利用率的重要技术规划和措施之一。近年来,我国供热式机组占装机总量的比重逐年升高,采用大型凝汽式再热机组改造为供热机组的例子越来越多。与小型热电联产机组相比,大型热电联产机组更能发挥节能、环保的作用,因为蒸汽初参数的提高可以提高热化发电率,增加的热化发电量与电网中的凝汽发电量相比避免了冷源损失。同时,因为大型电站的锅炉运行效率高,供热的节能效果更明显,进一步地提高了供热机组的经济效益。
大型亚临界、超临界再热凝汽式机组的供热改造目前尚缺少系统的热经济性分析,此外,供热改造涉及锅炉高温受热面超温和汽轮机轴向推力变化等安全性方面的研究,在公开发表的文献中也少有记载。
本文重点对600MW纯凝汽式汽轮发电机组进行供热改造的可行性和必要性以及改造后对节能减排的影响进行了分析,从改造后的机组热经济性方面出发,分别采用热平衡法、做功能力法和等效焓降法三种方法来对亚临界进行热力计算、分析,并对结果进行比较。计算结果表明热电联产可以使机组经济性得到提高,这是因为联产供热的这部分蒸汽先在汽轮机做了功,然后抽出供热,所以在机组循环中无冷源损失,机组经济性得到改善。
本文的研究可以为大型凝汽式再热机组的供热改造的实践提供热经济性方面的依据或参考。
关键字 热电联产 节能环保 热力计算 经济性分析
2
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
Abstract
Rational use of energy and improve the utilization efficiency of not only related to resource conservation and economic development, and affect the ecological destruction and the future of mankind, countries around the world to establish a reliable, secure, stable, efficient energy supply security system are the national economy sustainable development strategy.
Cogeneration is the energy cascade utilization, and improve the energy efficiency plans and measures. In recent years, of heating type unit accounted for the proportion of the total installed capacity is increased, year by year more and more examples of the heating unit for large condensing steam reheat unit retrofit. Condensing in small cogeneration units, large-scale cogeneration units can give full play to the role of energy-saving, environmental protection, because the parameters improved early steam heating power rate increase thermal generating capacity to the grid generating capacity, to avoid the loss of the cold source. Meanwhile, because of the large power plant boiler operating efficiency, the heating energy saving effect is more pronounced, further increase the economic efficiency of the heating unit.
Large subcritical and supercritical heat and then the heat of condensing unit heating transformation is still lack of systematic economic analysis, In addition, the heating transformation involves the security aspects of the boiler temperature heating surface for moderate turbine axial thrust change rarely documented in the published literature. This article focuses on the feasibility and necessity of heating the transformation and the transformation of energy saving 600MW condensing steam turbine generator, After transformation, the Thermal Economy of Unit, respectively, using the heat balance method work capacity and equivalent enthalpy drop method are three ways to sub-critical thermal calculation, analysis, and results were compared. The results show that the cogeneration unit economy improved, this is because the first-generation heating part of the steam in the turbine power, and then out of the heating, so no loss of cold source in the unit cycle, the unit of economic has been improved.
Of this study provide the hot economy in terms of the basis or reference for large condensing steam heating of the thermal unit transformation practice.
3
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
第一章 绪 论 ................................................................................................................................... 5
1.1中国热电联产的现状 ......................................................................................................... 5 1.2中国热电联产的市场潜力及前景 ..................................................................................... 6 1.3热电联产在中国体现的优越性 ......................................................................................... 8 1.4世界热电联产发展趋势 ..................................................................................................... 9 1.5本文主要工作 ................................................................................................................... 10 第二章 热经济性的基本理论 ....................................................................................................... 11
2.1热电联产的定义 ............................................................................................................... 11 2.2热电联产机组的原理 ....................................................................................................... 12
2.2.1热电联产循环的理论实质 .................................................................................. 12 2.2.2热电联产的生产方式 .......................................................................................... 12 2.3热电联产的经济性分析 ................................................................................................... 13
2.3.1供热机组开始节煤的经济条件 .......................................................................... 14 2.3.2供热机组成本开始降低的经济条件 .................................................................. 15 2.3.3供热机组增加投资在限定年限内得到回收的经济条件 .................................. 17 2.4热电联产对经济效益的影响 ........................................................................................... 18
2.4.1现行核算方法存在的主要问题 .......................................................................... 18 2.4.2核定热电联产对电厂效益影响的新方法 .......................................................... 19 2.5热电联产对电厂经济效益的影响分析 .................................................................. 20 2.6本章总结 ........................................................................................................................... 22 第三章 抽汽供热型机组的热经济性计算 ................................................................................... 22
3.1背景介绍 ........................................................................................................................... 22 3.2设备简介 ........................................................................................................................... 23
3.2.1改造前主要参数 .................................................................................................. 23 3.2.2改造后供热工况汽轮机参数 .............................................................................. 24 3.3关键参数的确定 ............................................................................................................... 24 3.4计算过程 ........................................................................................................................... 25
3.4.1.热电厂总的经济指标 ......................................................................................... 25 3.4.2.发电、供热热经济指标的求解(分别按三种分配方法计算) ..................... 27 3.4.3数据汇总 .............................................................................................................. 31 3.4.5煤耗的计算 .......................................................................................................... 32 3.4.6采暖设计热负荷的计算 ...................................................................................... 34 3.4.7技术经济性的计算 .............................................................................................. 34 3.5本章总结 ........................................................................................................................... 35 第四章 热电联与节能环保 ........................................................................................................... 36
4.1热电联产与环境概述 .................................................................................................... 36 4.2热电联产是节能与环保的捷径 ....................................................................................... 37 4.3节约能源的需要 ............................................................................................................... 38
4.3.1能源形势不容乐观 .............................................................................................. 38 4.3.2国家能源调整为热电联产发展提供了新机遇 .......................................... 39 4.4环境保护的要求 ............................................................................................................... 39
4.4.1我国环境污染现状 .............................................................................................. 39 4.4.2我国环境污染防治 .............................................................................................. 41 4.4.3热电联产集中供热是改善环境的有效措施 ...................................................... 42
4
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
4.5环境效益总结 ................................................................................................................... 43 第五章 总 结 ................................................................................................................................. 44
5.1对我国现阶段热电联产发展的一些认识 ....................................................................... 44
5.1.1影响热电联产近十年发展的相关因素分析 ...................................................... 44 5.1.2措施软化 ...................................................................................................... 44 5.1.3有关建议及拟采取的措施 .................................................................................. 45 5.2热电联产目前存在的问题 ............................................................................................... 46 5.3对促进热电联产发展的建议 ........................................................................................... 47 5.4今后发展方向探讨 ........................................................................................................... 49 结论与展望 ..................................................................................................................................... 51
第一章 绪 论
1.1中国热电联产的现状
1、目前热电联产发展的特点
(1)最近几年热电厂的建设主要是在已有的工业区内搞热电联产,代替目前分散运行的小锅炉。因而热负荷比较落实,资金易于筹集,建成后能较快的形成供热能力,发挥出较好的经济效益。
(2)热电厂的建设强调要服从城市总体规划和城市热力规划,并明确没有城市规划和热力规划不予审批,因而现在很多城市和县镇均编制有热力规划,将热电建设纳入长期发展计 划。
(3)热电建设中以区域热电厂为主,也发展一个企业为主兼供周围企业的联片供热的热电厂 和企业纯自备热电厂,以发挥各自的优越性。
(4)热电厂的建设已由电力部门独家建设,发展为电力部门、地方和各部门各企业共同 建设的兴旺发达局面。
(5)建国初期甚至建国前建设的中低压凝汽电厂,随着城市的发展,这些电厂已处于城市的 中心地带,而机组老旧煤耗高,纷纷改建为热电厂向城市供热,使老电厂恢复了生机。
(6)随着城市供热规模的扩大,开始采用30、60万千瓦抽汽冷凝供热机组。这些高参数大容 量机组,在非采暖期与凝汽机组效率基本相同,在采暖期明显的节能,因而在热电联产集中 供热中发挥巨大作用。 2、现在热电联产已达到的水平
我国历来鼓励发展热电联产。在五十年代就支持建设了第一批大型区域性热电厂。在(大气污染防治法)、(节约能源管理暂行条例)、<节能技术大
5
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
纲)、(节能法)等文件中都明确提出要鼓励发展热电联产。在1998年开始执行的国家重点鼓励发晨的产业、产品和技术目录中也包括热电联产。国家计委、国家经贸委、电力部、建设部于1998年2月颁布了(关于发展热电联产的若干规定)。近来国家计委、国家经贸委、建设部、环保总局又对若干规定进行了修订和补充,于2000年8月22日印发了新的<关于发展热电联产的规定>(计基[2000]1268号),以促进热电联产在新形势下的健康发展。热电联产要比热电分产节能。大型火力发电厂理论热效率是41%.实际运行时只有36.39%左右,而热电联产项目的热效率要求大于45%.实际运行时在60%左右;燃气-汽联合循环发电效率为50-2%,燃气-汽联合循环热电厂的全厂热效率可达70%以上;我国1998年6000千瓦及以上火电厂发电标准煤耗为373克千瓦时,而热电联产的发电标准煤耗为200克千瓦时左右;燃煤小锅炉分散供热的标准煤率为60千克/吉焦左右,而1998年热电联产的平均供热准煤耗率为40.39千克/吉焦。据统计,我国目前新建的热电机组.每l兆瓦每年大约节约2500—4000吨标准煤。因此,热电联产的节能效果是巨大的。
1.2中国热电联产的市场潜力及前景
1、中国发展热电联产的重要性和必然性
中国是燃煤大国,煤炭产量居世界首位,煤炭消费占我国能源消费的75%,其中约有80%的煤用于直接燃烧。许多地区低效燃用原煤以及对其所排放的污染物没有严格处理,造成了严重的能源浪费和环境污染,同时我们也注意到,尽管中国的煤炭储量居世界第三位,但人均储量仅为世界人均储量的70%。因此,热电联产、集中供热作为节约能源、改善环境的一项重要措施,对于中国这样一个人均能源占有量较低、能源利用率不高、环境状况急需进一步改善的发展中国家来说,必然会得到大力的重视与发展。
2、电力市场的改革,将为热电联产的发展带来新的机遇
从国家电力市场总体发展方向来看,将实行电源及电网分管,或同网、同质、同价等改革措施。并通过实行竟价上网等措施,淘汰落后,鼓励先进,促使电力企业走节能降耗的道路。从而为具有显著节能、环保效益的热电联产的发展开辟了空间。
3、城市环境保护的压力,使热电联产成为必然的选择
我国大多数城市的污染主要为燃煤污染型和汽车尾气污染型,在节能环保的压力下,国家制定了有关环保法规,并明确规定,在城市及附近新建电厂只允
6
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
许建热电厂。一些有条件的城市.在日益严峻的环保压力下,也拟将一些过去建设在城市及附近的凝汽式燃煤发电厂、改造为燃煤或燃气的热电厂。 4、热电联产功能多元化,将给热电联产的发展注入新的活力
热电联产功能多元化,指的是热电厂不仅生产热、电产品,同时在热电联产技术基础上,生产其他产品,或发挥其他作用(如焚烧城市垃圾等)。这样的热电厂也称多功能热电厂,目前中国的热电厂在联产煤气、制冷、建材、化肥以及余热综合利用和焚烧城市垃圾技术等方面,已进行了大量的研究与实践,并取得了初步的成绩。热电产联产功能多元化进一步强化了其在节能环保以及城市基础设施方面的作用,从而将使热电联产具有更广阔的适用范围和更强的生命力。 5、燃气型热电联产及改造将日益受到关注
我国部分地区能源消费结构将进行词整,即由以燃烧原煤为主向燃烧煤气或天然气等清洁燃料方向发展。在我国东南沿海经济发达地区,由于经济发展及环境保护的需要,已逐步在进行能源消费结构的调整。一些专家建议,在这些地区适当进i21液化天然气(LNG)是必要和可行的。进121的LⅣG将首先被考虑用于发电、供热及民用。同时,我国从中亚国家进121天然气的项目已在规划之甲。国家级科技攻关项目---合循环发电(IGCC)技术已取得重大进展,目前已推进到工业示范阶段。这些发展变化也必将推动热电联产技术的发展变化。据国外实践经验表明,燃气联合循环热电厂具有更为显著的节能环保效益。一般常规燃煤电站的效率只能达到39—40%,燃气-汽联合循环发电的效率可达到50—52%,而燃气联合循环热电厂的全厂热效率可达70%以上。 6、我国日益注重热电联产技术的发展
根据我国城建主管部门制定的“发展规划”,近几年城市供热普及率将达到25—30%,重点城市达到45—50%,同时,部分城市逐步开始实施供生活热水和热制冷的计划,实现这些目标的主要措施,就是大力发展热电联产、集中供热;目前我国运行中的分散小锅炉有50多万台,年消耗约4亿吨原煤,我国将逐步以热电联产取代这些低效、高污染的分散小锅炉,实行集中供热;根据电力系统的一项计划,将逐步降低我国火电厂的供电标准煤耗,其主要途径之一,便是加速将中低压凝汽机组改造为热电联产,研制和装备大型热电机组,增加热电机组的比重。根据这些需求,据预测.近几年内我国热电机组的总装机容量应达到3000万千瓦,即每年新增热电机组容量应在200—300万千瓦左右,市场潜力非常太。
7
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
1.3热电联产在中国体现的优越性
1、节能
据1982年统计资料、全国热电联产建设与建凝汽式电厂加锅炉房供热比较,约多投资10亿元 ,达到年节约标煤量500万吨,折合节约吨标煤净投资200元左右,节能经济效益是显著的。 1991年底国家计委、原生产办,原能源部联合批准执行的《小型节能热电项目可行性 研究技术规定及附件》中,也规定新建热电厂的年节约吨标煤净投资应在500元/吨以下。 2、改善环境质量
分散供热的小锅炉一般是单台容量小(根据1991年底的统计,全国工业锅炉平均容量仅为2.2 8T/H,采暖锅炉容量更小。根据各地劳动部门的统计,容量4T/H的锅炉约占锅炉总台数的 80~95%),烟囱低(一般在40米以下)热效率低(广州1991年实测313台,平均热效率67.0%, 兰州1991年实测150台,平均热效率68.7%,实际负荷率61%,最低的仅19%。另据一些地方反 映,采暖小锅炉的热效率则在30%以下)。除尘效果差,有的小锅炉房甚至无正式的除尘设备 。而热电厂的锅炉容量大,(最普通的3000千瓦背压机组需装35T/H锅炉,25000千瓦背压机组需装220T/H锅炉),热效率高(一般链条炉在80%左右,煤粉炉则达85~90%)烟囱高(可在80米以上,大型热电厂可超过200米)除尘效率高,一般可在90%以上。最近几年推广使用的循环 流化床电站锅炉还可在炉内脱硫更有利于环境保护。由于热电联产节省大量燃料,锅炉容量 大,热效率高,除尘效果好并能高空排放,故能有效地改善环境质量 3、缓和当地的电力紧张
由于多种原因造成电力工业的发展跟不上国民经济的发展,长时期大范围地形成电力紧张的 局面。热电联产的建设有效地缓和了当地电力紧张的被动情况,有的热电厂已形成当地的重 要电源点。1992年底全国单机6000千瓦及以上供热机组装机已达1340万千瓦,按发电设备利用小时为46 50小时估算,年发电量为623亿度,约为全国供电量的10%。如果考虑单机6000千瓦以下供热 机组的发电量则热化发电量的比重还将提高。 4、提高供热质量,发展生产,改善人民生活
分散小锅炉房由于设备条件和煤质变化,不易保证供热质量,压力与温度的波动会影响 工艺生产。黑龙江纺织印染厂,由于供汽不足,蒸汽参数不稳定,加之限电,停电严重影响 产量与质量。仅1984年印染布降低出厂质量等级
8
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
23万米,纺纱减产406吨,织布减产90万米 以及印染布损失等,共经济损失365万元。后决心建设热电厂。 5、为灰渣综合利用创造了有利条件
分散供热时灰渣好集中利用,热电联产则为灰渣综合利用创造了有利条件。1992年全国6000千瓦及以上燃煤电厂粉煤灰综合利用已达27万吨,利用率达31.9%,有67个电厂的粉煤灰综合利用率达到或超过100%,实现当年排灰当年利用的良性循环。上海市19 92年全市电力排灰利用率达73.8%。大电厂灰渣综合利用能搞好,中小型热电厂同样也搞的 很出色。湖南邵阳市原工业小锅炉的灰渣,无固定存放处,造成环境污染。热电厂建成后, 其灰渣经灰渣泵直接送至热电厂对门的水泥厂进行生产水泥,实现综合利用,既降低成本又 改善了环境。江苏省的各热电厂灰渣则由当地的燃料公司统一管理。上交灰渣才分配燃料, 燃料公司收一吨渣给热电厂0.3~0.8元,运至砖厂则卖10~20元/吨有的还要高。除尘器下 的细灰,热电厂自行出售,因而灰渣的出售已成为热电厂的另一项收入。
6、节约宝贵的城建占地
工业企业中的锅炉房连同煤场灰场要占用比较大的面积。对上海、天津这样的老工业城市, 有的连扩建一台锅炉的地方都很紧张,因而想尽快实现热电联产集中供热,原有的锅炉房和 煤场灰场可移做他用以扩大再生产。黑龙江省黑河市改造两台1500千瓦凝汽机循环水供热, 取消 180多个锅炉房,空闲出锅炉房,煤场灰场2万平米,另做它用。福州市实地调查,91个工厂 的锅炉房平均占地为1平米/蒸吨。其他几个城市的实地调查。锅炉房与煤场占地为100~3 00平米/蒸吨。上海南市热电厂供热后,向240家工厂供热,可腾出工厂占地3.63万平米。另 据上海杨浦区的调查,如扩大供热,在拆去253家用户有379台锅炉后,其中1家可空出场 地5.4万平米,可扩大再生产。
1.4世界热电联产发展趋势
1、推广范围普遍化
在经历了二十世纪70年代的石油危机后,热电联产受到了西方国家的重视。美国热电联产装机容量在1980年后的15年间增加了2倍,2000年已占总装机容量的7%,计划2010年占总装机容量的14%,2020年占总装机容量的29%。欧共体在90年代支持了45项热电联产工程,2000年热电联产发电量已占总发电量的9%,计划2010年达到18%。1992年,丹麦热电联产供热已占区域供热的60%;热电装
9
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
机容量占总装机容量的56%,计划2005年提高到66%以上。此外,热电联产的载体和用途等也趋于多元化发展。在热电联产的载体上,除了火电机组外,在燃气轮机机组、核电机组、风电和太阳能等方面也有较为广泛的应用;在热电联产的用途方面,除了用作生产和生活供热外,在水除盐、棕榈油工业和农产品工业等工业领域应用也越来越普遍。 2、机组容量大型化增长快速化
热电联产机组之所以呈现出大型化趋势,是因为大容量热电联产机组更节省能源,更容易应用先进的环保技术。例如,加拿大一座44万千瓦热电联产机组已经投入运营。某地区的六轻发电厂已有2台60万千瓦供热机组在运行川,供工业生产用汽。1994年-005年期间,欧盟15国的热电联装机总容量从63511MW增加到70660MGW,年平均增长速率为9.6%。同期,德国的装机容量始终保持第一,但却从26183MW减少到20840MW,其占总装机容量的比例也从41.2%降至29.5%;在2000年前,意大利的装机容量位居第二,从6328MW增加到2000年的11994MW,增长速度快,2000年后,装机容量迅速下滑到2005年的50MW;荷兰的装机容量从6148MW增加到7160MGW,并在2000年达到峰值9092MW,排名也上升至第二位;法国的装机容量从2920MW增加到6600MW,排名从第7名跃居第3名。丹麦的装机容量小幅增长,从5214MW提高到5690MW,1997年达到峰值5946MW。至2005年底,随着东欧国家的加入,欧盟27国的热电联产发电装机容量达到101600MW。 此外,世界热电联产的发展还具有洁净煤技术高新化、节能技术系统化、热能消费计量化、使用燃料清洁化、能源系统新型化、投资经营市场化等特点。
1.5本文主要工作
针对课题研究的特点,本次设计围绕中心是电厂热电联产的热经济型分析,其中主要内容是设计计算不同热负荷下的热经济指标。2004年前后,我国煤炭价格涨幅很大,很多热电企业出现亏损。根据我国热电企业的实际情况,为节能降耗,提高热电厂综合经济效益所以发展热电联产已成大势所趋。国家出台的各项使得热电联产机组有了飞速的发展,机组容量和发电量日益增大。本文通过对热电联产机组经济性的不同方法的计算说明热电联产的经济性。 论文框架简介(不要框架,说论文主要研究那几大块内容) 第一章为绪论,重点介绍国内外热电联产的发展概况和火电机组热经济性分析方法的发展,提出发展引出热电联产的优越性和课题研究的任务、内容、方法和意义;
10
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
第二章介绍热电联产的原理和什么是火电机组热经济性分析,重点介绍集体在什么条件下热电联产的经济性出色和热电联产对火电厂经济效益的影响及分析; 第三章以具体事例来介绍大型火电机组供热改造的概况,论证大型亚临界火电机组抽汽供热改造的热经济性方面的可行性,并采用多种方法(热量法、实际焓降法、做工能力法等方法)对机组热经济性影响进行比较分析和讨论;
第四章介绍热电联产与环境保护的关系,我国走可持续发展的道路就应大力发展热电联产。
第五章为结论、问题和展望,重点对大型火电机组抽汽供热方式的结论进行总结,对大型火电机组抽汽供热后续可以开展的工作进行展望;然后提出我国目前发展热电联产的问题和解决方案,其次是提出发展热电联产的建议,最后说明热电联产的新动向。
第二章 热经济性的基本理论
2.1热电联产的定义
热电联产是一种建立在能量梯级利用概念基础上,将制热(包括供暖和供热水)及发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用,温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电。这样做不仅提高了能源的利用效率,而且减少了碳化物和有害气体的排放,具有良好的经济效益和社会效益。热电联产系统在科学用能和能的梯级利用原理指导下,可以实现能源的更高效利用,完全符合建设节约型社会的要求,是解决我国能源与环境问题的重要技术途径,是构建新一代能源系统的关键技术。
锅炉加供热汽轮机由于煤燃烧形成的高温烟气不能直接做功,需要经锅炉将热量传给蒸汽,由高温高压蒸汽带动汽轮发电机组发电,做功后的低品位的汽轮机抽汽或背压排汽用于供热。锅炉加供热机热电联产系统适应于以煤为燃料。这也是我国的热电联产系统普遍采用的形式。这种系统的技术已非常成熟,主要设备也早已国产化。由于这种系统占地大,负荷调节能力差,发电效率低,一般在煤改气的热电联产中得以应用,新建燃气热电联产系统很少采用这种形式。内燃机热电联产系统当规模较小时,它的发电效率明显比燃气轮机高,一般在30%以上,因而在一些小型的燃气热电联产系统中往往采用这种内燃机形式。但是,由于内燃机的润滑油和气缸冷却放出的热量温度较低(一般不超过90℃),而
11
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
且该热量份额很大,几乎与烟气回收的热量相当,因而这种采暖形式在供热温度要求高的情况下受到了。
中国热电联产热水供热系统大部分采用双管热水系统,这种系统的热网由两条管线,即由供水管和回水管组成。热水靠设在热源的热网水泵强制循环,热水沿送水管送到热用户,冷却之后的回水沿着回水管返回热源。其原因是,与多管系统相比,这种系统需要的初投资少,运行费用比较低。
2.2热电联产机组的原理
2.2.1热电联产循环的理论实质
据热力学第二定律,蒸汽动力装置是符合朗肯循环的,为简便起见,这里以卡诺循环来说明。如果在纯凝发电方式下,卡诺热机从温度为T的热源吸热量Q,发电WWnWh,并向温度为Ten的冷源放热量Qc。如果以热电联产循环方式运行,则在工质做功到温度Th时,引出供热,实现热电联产,供热量Qh等于热机少发电量Wh冷源损失Qc。显然,热电联产供热是以Wh为代价的。这里的冷源损失Qc在纯凝方式下是被排掉的,而在热电联产方式下则得到综合利用。这就是热电联产综合热效率高的根本原因。以上分析是基于同一机组而言的,若选用机组运行参数越高,则相对于集中供热锅炉而言,其热效率优势越大。
2.2.2热电联产的生产方式
热电联产的生产方式,分为背压式汽轮机和调节抽气式汽轮机两种方式,如
下图1所示:
12
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
如图1
1、背压式供热
背压式热电厂供热示意图见图2.2.l。由锅炉排出的蒸汽推动背压式汽轮机,使发电机发电,而排汽的热量则供给热用户,这就使燃料的热量得到充分的利用。在理想状况下。可使电厂的热能利用率从30—40%提高到70—80%,因而节约了大量燃料。但是,这种装置的电功率取决于供热负荷的大小,不能同时满足热用户和电用户的需要。因此,只有在热负荷比较稳定的场合下(如工厂用蒸汽)使用背压式汽轮机才是经济、合理的。 2、调节抽汽式供热
安装抽汽式凝汽汽轮机的热电厂供热示意图见图2.2.2。由锅炉排出的蒸汽推动抽汽式汽轮机,使发电机发电,同时抽出一部分汽作为热用户的热源。凝汽器及作为热源供热的回水通过给水加热器由水泵泵送回锅炉。热电厂使用抽汽式凝汽汽轮机后,田于大量的抽汽供热,使冷源损失大为减少,因而提高了燃料的热能利用率。而且,当供热量减少而引起抽汽量和供热基础上的发电量减少时.可调节抽汽口后的阀板,使进人凝汽器的蒸汽量增大,从而使汽轮机的发电量保持不变。这种汽轮机具有发电量不随供热量变化的调节灵活性,可在较大范围内同时满足热用户和电用户的需要,故一般热电厂大都使用这种汽轮机。
2.3热电联产的经济性分析
热电厂的经济效益一般表现在以下两个方面:一个是因为锅炉效率提高而得到的节煤效益,建设集中锅炉房进行供热或用锅炉房减温减压供热,同样可以
13
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
取得这部分节煤效果,所以称之为集中供热节煤效益:另一个是由于供热机组热电联合生产,使发电煤耗大幅度下降而取得的节煤效益,称之为热电联产节煤效益。前者是衡量锅炉设备效率高低和是否进行集中供热的重要指标:后者是衡量热电联产完善程度的重要指标。因此集中供热节煤效益不能作为衡量是否装设供热机组的因素,只有热电联产节煤效益才是衡量是否装设供热机组的条件。
对于抽汽供热机组,其发电出力可以看成是由供热发电和凝汽发电两个部分组成的。其供热发电部分的煤耗,因抽汽量被得到利用而大幅度下降,比电力系统中的大型凝汽机组的发电煤耗还要低,从而形成了节煤的因素,这部分供热发电越大,节煤就越多。而供热机组的凝汽发电部分发电煤耗由于抽汽供热机组通流部分本身的特点所限,无论在供热工况下运行还是在凝汽工况下运行,其值比同参数同容量的纯凝汽机组的发电煤耗还要高,形成了多耗煤的因素,这部分凝汽发电量越大,多消耗的煤也就越多。供热发电部分所节约的煤量减去凝汽发电部分所消耗的煤量即是抽汽供热机组的净节煤量。可以用公式表示如下: BWTbKbTWKbKTbK 式中B---硼热机组年节约的标准煤量;
WT---供热机组全年的供热发电量; WK---供热机组全年的凝汽发电量; bK---替代凝汽机组的发电标准煤耗; bKT---供热机组供热发电标准煤耗。
若供热机组全年的总发电量为形,则
WKWWT
供热机组的全年节煤量可用下式表示:
BWT(bKT一bT)W(bKT一bK)
对于背压机组,因为它没有凝汽部分发电,WT=W,所以其节煤公式为:
BWTbKbT
考虑使用上的方便,根据节煤、降低成本和增加的投资在限定的年限内得到回收的要求,分别按以下3种情况来研究其经济条件。
2.3.1供热机组开始节煤的经济条件
装设供热机组最基本的经济条件是:热电联产应比采用效率更高的锅炉供热及大型凝汽机组发电的分产方式节约燃料,即热电联产的
14
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
全年节煤量B>O。进~步推导可得:
WT/W(bT一bK)/(bKT一bT) /(bKT一bT) 设,xc1(bT一bK)则 WT/Wxc1。 (1) 式中WT/W——供热机组的供热发电率。
从式 (1)可以看到,对任何类型的供热机组,为实现节煤目的,最基本的经济条件是该机组的供热发电率WT/Wxc1。当供热发电率大于xc1时,供热机组就节煤;当供热发电率小于xc1时,供热机组不但不节煤,反而要多耗煤。将xc1称为第1临界供热发电率,可用它作为衡量供热机组是否节煤的一个重要指标。当替代凝汽机组分别采用200 MW和100MW时,不同类型的供热机组的第l临界供热发电率xc1见表2.3.1.1。
表 2.3.1.1 供热机组第1临界供热发电率xc1 供热机组形式 C12-35/10 CC12-35/10/1.2 CC25-90/10/1.2 CC50-90/13/1.2 CC50-90/13 CC50-90/1.2 背压式机组 替代凝汽机组为200MV时 替代凝汽机组为100MV时 0.5067 0.32 0.3846 0.32 0.2941 0.2941 0 0.4533 0.4938 0.3205 0.298 0.2206 0.2206 0 对于背压式机组,由于它没有凝汽发电部分多耗煤的因素,所以总是节煤的。
2.3.2供热机组成本开始降低的经济条件
建设热电厂,节煤仅仅是最基本的条件。由于建热电厂实现热电联产,比热电分产方式总是要增加投资的;投资的增加,也导致运行
费用的提高,其中主要是折旧(基本折旧和大修折旧)费用的增加。因为除燃料费用和折旧费用以外的其它运行费用仅占总运行费用的5%~8%左右,两种运行方式的其它运行费用的差值对成本的影响就更小,所以可以忽略不计。因此,从运行经济性出发,要使热电联产
的费用不高于热电分产的运行费用,必须满足因节煤而降低的运行费用应大于投
15
内蒙古工业大学本科毕业论文说明书
资增加而引起折旧费用的提高,即
ScBpK
式中Sc---折合成标准没的价格,元/t
B--供热机组准全年所能节约的标准煤量,万/t,年; K---热电联产比热电分产所要增加的投资,万元; P---综合折旧率(即基本折旧和大修折旧)。
经过进一步推导,经济条件方程式可以写成如下形式:
WT/Wxc2 (2)
式中工。:xc2---供热机组第2临界供热发电率。
Xc2xc1x1;
x11000pK/[SC(bKT一bT)W]。 x1---成本附加供热发电率。
当供热机组的供热发电率WT/Wxc2时,热电联产的生产成本将低于热电分产的成本;当WT/W 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 2.3.3供热机组增加投资在限定年限内得到回收的经济条件 以上两个经济条件方程式都没有考虑投资增加部分需要在限定的年限内得到回收的问题。同理,在考虑增加投资的回收因素后,供 热机组的经济条件方程式将变成如下形式: WT/Wxc3 (3) 式中xc3----供热机组第3临界供热发电率。 xc3xc1xx2xc2x2; x21000pK/TScbKTbTW。 x2---投资回收附加供热发电率; T---增加投资限定回收年限。 经济方程式(3)综合考虑了节煤、成本降低和增加投资回收3个因素,所以体现了装设供热机组的综合经济效益。当供热机组的供热发电率大于第3临界供热发电率xc3以时,热电联产不但能够节约大量燃料和降低生产成本,同时增加的投资将能在要求的年限内得到回收。当供热发电率低于xc3时,尽管热电联产能够节煤和降低生产成本,但是所增加的投资将无法在要求的生产年限内得到回收,其综合经济效益就难以得到保证。因此供热机组的第3临界供热发电率xc3,可以用来作为衡量供热机组综合经济效益的一个重要指标。 对于不同类型供热机组的第3临界供热发电率xc3的数值列于表2.3.1.3。 表 2.3.1.3 供热机组第3临界供热发电率xc3 序号 供热机组形式 替代凝汽机组为200MV时 替代凝汽机组为100MV时 T=5年 T=8年 T=10年 T=5年 T=8年 T=10年 1 2 3 4 5 6 C12-35/10 1.07 0.90 0.97 0.84 0.66 0.56 0.42 0.85 0.91 0.78 0.62 0.52 0.40 0.90 1.00 0.84 0.58 0.44 0.25 0.77 0.85 0.68 0.49 0.37 0.24 0.73 0.80 0.63 0.47 0.35 0.23 CC12-35/10/1.2 1.15 CC25-90/10/1.2 1.04 CC50-90/13 C50-90/13 C50-90/1.2 0.78 0.67 0.48 根据以上求得的各种类型供热机组的第1、第2、第3临界供热发电率xc1、xc2、 xc3的数值,可以对新建热电厂的装机方案是否合理以及已建热电厂中的供热机 组是否应该进行改造等问题做出比较正确的判断。具体如下: 17 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 (1)对于新建热电厂,因为需要考虑节煤、降低成本和增加的投资应在限定的年限内得到回收等综合经济效益,所以在对新建热电厂装机方案进行判断时,可以利用第3临界供热发电率xc3,作为衡量的标志。如果所选供热机组的供热发电率WT/W值小于该型供热机组的第3临界供热发电率xc3时,综合经济效益将无法达到,所选供热机组是不经济的。若所选供热机组的年供发电率WT/W大于该型机组的第3临界供热发电率xc3,则所选供热机组将是可行的。 (2)对于已建成的供热电厂,增加投资的回收问题可以不考虑,只要供热机组的年供热发电率WT/W值大于该型机组的第2临界供热发电率xc2,则供热机组仍处在经济范围内,可以不必改造。当供热机组的年供热发电率值在采用了尽可能增加供热负荷、尽可能减少其凝汽发电量等措施后,仍然小于该型机组的第2临界发电率xc2,则该机组的生产成本太高,必须予以改造才能扭转不经济的局面。 2.4热电联产对经济效益的影响 城市实现了由热电厂集中供热后,减少了污染净化了环境,合理、有效、充分地利用了能源。但在市场经济条件下,因供热给电厂带来的经济效益的影响,决定着企业的生存,也严重影响着热化事业的发展。因此,热电厂供热盈亏的核定就成为热电管理及决策的关键,也成为热化事业发展的关键。 2.4.1现行核算方法存在的主要问题 现行的热电成本计算是根据国家颁布的方法进行的,它是建立在热量法的基础上的。热量法又称“好处归电法”,顾名思义,它是将热电联产所带来的效益统归结于发电的一种方法。这种将电能和热能同等对待,不顾及产品质量方面差别,仅按量的比例来分配耗煤量及各项成本项目的方法显然是不合理的,有这种方法计算供热利润势必导致供热亏损的结论。显然,要解决热电联产对电厂的效益究竟有怎样的影响,就必须找到一种非常科学的方法,切合实际地进行分析、比较和评价。以往的几种评价方法问题在于它们都基于同一热电联产过程,来讨论热电分担问题,而实际上是:如果不供热,就不需要建热电厂,投资就变小、财务费用就变少,同时,也就由简单的凝汽式发电代替了复杂的热电联产过程,成本、收入、利润等都要发生相应的变化。因此,热电联产对电厂效益的影响是两种工况下产生的经济效益结果的比较。 18 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 2.4.2核定热电联产对电厂效益影响的新方法 热电厂的实际效益在年终决算时已经得出,这是实际生产过程的综合经济反映。现在的问题是热电联产对这一结果究竟有怎样的影响,也就是说假如只发电不供热会对经济效益有多大的影响呢?这样就只建设装有和供热电厂相同类型的凝汽电厂即可。我们称这个假设的凝汽电厂为折凝汽电厂;将凝汽机组与热机组所对应的工况称谓折凝汽工况。在现行电热价条件下,实际热电厂效益带来的影响。因此,解决这一问题的关键便是折凝汽电厂经济效益的计算。热电联产对电厂经济效益的影响的新核定方法分为三个阶段。 经济指标的核定是效益核定的前提和基础,也是实现供热机组与同类凝汽式机组间煤耗、发电量、厂用电率等各项大指标进行比较的唯~途径。它打破了供热机组与同类型供热机组之间,供热机组与同类型凝汽式机组之间指标无法进行比较的界限,使热电厂找到了指标管理上与先进水平的差距,看到了由于热电分匹方式的不同给指标管理上带来的视觉上的偏差。 首先,将供热机组全年分为三个阶段:采暖供热期、非采暖供热期及凝汽运行期。在采暖供热期里,要注意不仅有采暖抽汽存在,也可能还有工业抽汽存在;非采暖供热期凝汽运行是指没有采暖抽汽,只有工业抽汽存在,凝汽运行是指没有供热抽汽,机组处于纯凝汽工况下运行。然后,根据各阶段的汽轮机耗量及运行小时数分别求出各供热阶段的机组平均工况。与其相对应的折凝汽工况选取的原则即是汽轮机进汽量、主蒸汽压力、主蒸汽温度均相同,即汽耗量及初参数相同的工况。但是,由于供热工况抽汽存在势必导致热力过程线的偏移,至使抽汽量、再热汽流量、给水温度、二次参数等均发生变化。因此,两种工况的汽轮机耗热量是不一样的。但由于高压缸部分热力过程线偏移的较小,事实上,假如供热机组供热期间不供热,那么机组就是处在这种折凝汽状态。值得注意的是,这种状态不是设计工况而是一种实际工况。由于这种“实际工况”在实际生产过程中并没有发生,因此,其热力计算数据缺少很多,很难实现。但事实上,根据其与供热平均工况的比较,已经计算出该工况的机组小时耗热量;该工况的小时发电量即为供热机组实际的小时发电量再加上小时供热折算成的电量。至此,一个复杂的工况可通过选定与该工况机组耗汽量相接近的凝汽设计工况,采用等效焓降的计算公式来完成。每种抽汽均可按蒸汽带出系统热量计算,如果有回水再按热水带进系统热量进行扣减。首先,用机组小时外供热量及在选定工况下供热 19 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 所降的焓差量计算小时抽汽量,然后算出单位抽汽量影响等效焓降多少以及相应影响多少电量,最后用小时抽汽量和单位抽汽量影响的电量相乘便算得小时供热量共影响多少发电量了。另外,如果机组在该设计工况下的试验真空值与设计偏离较大,用等效焓降法计算后,需再进行背压修正。折算工况下的小时厂用电量的计算,要在原供热工况的小时全部厂用电量的基础上,减去小时纯供热厂用电量,再加上由于凝汽运行循环水泵等设备小时增加的电量。 根据上述求得的折算工况下的小时发电量、小时厂用电量,再根据机组小时热耗量、锅炉、管道效率及该阶段机组的运行小时数,便可算出该阶段折算工况下的标煤耗量、供电量、发电标准煤耗、发电厂用电率及供电标准煤耗。将上述三个阶段算得的发电量、标煤耗量、厂用电量进行叠加,便得到机组全年的折算发电量、厂用电量、供电量、发电厂用电率、发电标准煤耗及供销电标准煤耗等各项指标。 2.5热电联产对电厂经济效益的影响分析 运用上述方法可以算出折凝汽的年度各项技术经济指标,然后将其与年实际情况进行比较,便会得出电厂所达到的指标水平及热电联产给电厂效益影响的结果。但是,究竟在什么情况下,热电联产才会给电厂带来经济效益呢?热价定在多高才不会使电厂因热电联产而产生亏损,并有利于热化事业的发展呢?这些都是热电厂建设及经营管理最为关心的关键性问题。因此,有必要对热电联产给电厂经济效益带来的影响作进一步分析。 从上述分析知道:年利润总额(L)=年产品销售总收入(S)一年产品销售成本(B)一年产品销售税金(F)一年财务费用(W)一年营业外收支(Y)。 可用Z作折算情况下的下小标,那么,热电联产给电厂带来的利润增加值为: LSBFW 其中: SQJrEzJdQJrKJd KEr/Q F[Q(Jr13%KJd17%)Fj]•(7%3%) 其中:Q——年供热量,GJ; K---热电折算系数,10MW·h/GJ; Fj----进项税增加值,元; 20 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 Jr---供热单价,元/GJ; Jd----供热单价,元/(10MW·h); 17%、13%------电、热税率; 7%、3%---城乡建设税、教育附加费税率。 从利润增加值的公式可以看出,当电、热价格发生变化时,热价越高电价越低利润增加值越大,这是不难理解的。另外,销售税金也要相应变化,改变值为: d(F)Q•(Jr13%一kJd•17%)•10%;但是财务费用及成本(W、B) 却不随电、热价格变化而变化,可由上述算出。当△L=0时意味着热电厂没有因为供热而多创利润,即供热没有效益。 这时:QJrKJdQJrl3%KJd17%)10%(BW10%F)0 整理后得: 0.987Jr1.017KJd(BW一01.Fj)/Q 画出作标图后可以清楚看到是一条射线,可以称之为热电联产利润平衡线(见图2)。供热单价/吉焦 图 热电联产利润平衡线 当L>O时意味着热电厂因为热多创造了利润,即供热有效益。此时在坐标图中是指利润平衡线以上部分。当L<0时意味着热电电厂因为供热减少了利润,即供热给电厂带来的是亏损。此时在坐标图中是指利润平衡线以下部分。 从以上分析可以看出热电联产给电厂带来效益是有条件的,只有热电价格比大到一定程度才可以实现。从热电厂效益角度来看,应该是热电价格比越大也即热价定得越高,热电联产给电厂带来的效益就越大。但是现实中应该是实现热电联产的热价应低于地方集中锅炉供热的热价;否则,因热电联产带来的效益热 21 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 用户一点都没有得到,会影响热用户的积极性,导致电厂供热量减少,经济效益下降。 2.6本章总结 本章重点阐述热电联产的原理和热电联产的热经济性分析的条件,并对热电联产影响电厂经济效益进行分析,总结如下: 热电联产是一种建立在能量梯级利用概念基础上,将制热(包括供暖和供热水)及发电过程一体化的总能系统。它包括抽汽或背压式供热机组,对热电联产机组的经济性分析包括供热机组开始节煤的经济条件、供热机组成本开始降低的条件和供热机组增加投资在限定年限内得到回收的经济条件。我国对热电联产机组对电厂经济效益的核算方式存在巨大问题,所以我们要适合本国国情的新的核算办法。 热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等社会综合效益。为充分利用热电联产在节约能源及改善环境质量上的优越性,凝汽火电厂改供热或加装供热机组的例子逐年增多,而且已有一些火电厂改造为热电厂,并有更多的火电厂内加装了供热机组。 火电厂热力系统经济性诊断是进行火电厂节能改造的前提,是提高火电机组运行经济性的重要工作。热平衡法和等效焓降法是目前国内火电厂广泛运用的火电机组热经济性分析方法。本文的研究中分别采用了热平衡法和等效焓降法对供热机组的热经济性评价方法进行计算,分析比较两者在机组热经济性分析计算中的异同。 第三章 抽汽供热型机组的热经济性计算 3.1背景介绍 通辽发电总厂三期工程5 号600MW 直接空冷火电机组为空冷技术国产化示范工程,隶属于中国电力投资集团公司,由中电投蒙东能源集团公司直接管理。通辽总厂三期5 号机组工程自2005 年4 月10 日正式开工建设,2008年7 月12 日通过168 小时满负荷试运,正式投入生产。 通辽发电总厂三期工程5 号机组汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司(简称“哈汽公司”)生产的亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式600MW汽轮机组,型号:NZK600-16.7/538/538-2。汽轮机排汽装置由哈尔滨 22 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 汽轮机厂辅机工程有限公司生产,排汽装置兼有凝结水箱的功能,机组补水进入排汽装置,排汽装置利用低压缸排汽对空冷系统凝结水和补水进行加热除氧。现根据地区发展形势将把凝汽式机组改造为效率更高经济性更好的热电联产式机组。由于论证阶段已结束现正式进入改造阶段。哈尔滨第三电厂是我国较早由600MV纯凝机组改造成为热电联产机组的成功范例之一,以下通过对哈三电厂的介绍来为通辽发电总厂总结成功经验。 哈三电厂二期工程为两台N600—16.7/537/537-I型亚临界、中间再热、单轴、四缸、四排汽冷凝式机组,配套锅炉为亚临界压力、一次中间再热、强制循环汽包炉,型HG--2008/18.2-YM2型。两台机组分别于1996年末和1998年末投产发电,该型汽轮机组是哈尔滨汽轮机厂首批引进型美国西屋公司第一代产品,并且完全国产化设计制造。由于受到当时设计及制造工艺水平,存在不完善之处,与进口机组及现阶段同类国产机组比较有较大差距,为此对二期600MW汽轮机通流部分改造。 哈三电厂600MV汽轮机额定进汽量为1828t/h,最大进汽量为2008t/h,中低压联通管分缸压力为0.8MPa左右。在连通管上进行打孔抽汽,通过调节蝶阀将抽汽压力调整在0.8MPa左右、温度345℃,抽汽压力可调整在0.8—1.OMPa。由于供热距离远,热网热水要求大于130℃,抽汽压力可节流到热网加热器所要求的压力0.35 MPa左右。 3.2设备简介 3.2.1改造前主要参数 汽轮机型号 制造厂家 汽轮机型式 额定功率 主汽压力 主汽温度 N600-16.7/537/537 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、凝汽式 600MV 16.7MV 537℃ 23 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 再热蒸汽温度 工作转速 额定冷却水温 额定工况给水温度 额定工况主气流量 额定工况下汽耗率 额定背压 537℃ 3000r/min 20℃ 275℃ 1828t/h 3.008kg/(kW.h) 4.9kPa 3.2.2改造后供热工况汽轮机参数 额定抽汽工况功率 新汽压力 新汽温度 新汽流量 再热蒸汽压力 再热蒸汽温度 供热抽汽压力 供热抽汽温度 抽气量 冷却水设计温度 401.0MW 16.67MPa 537℃ 1 783t/h 3.19MPa 537℃ 0.7845MPa 340℃ 600 t/h 20 3.3关键参数的确定 通过设备的介绍可知:P0=16.67MPa,t0=537℃,h0=3393.91kJ/kg, 24 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 S0=6.41kJ/(kg*K),D0=1783t/h;供热抽汽:Ph=0.7845MPa,th=340℃,hh=3140.2 kJ/kg,hh'=738.6 kJ/kg,sh=7.41 kJ/(kg*K),Dh600t/h;供热回水率均为1;再热蒸汽量Drh=1500 t/h;高压缸排汽t=320℃。P=3.76MPa,h=3021.02,1kg,锅炉给水比焓hfw=12 kJ/kg;蒸汽的再热吸热量qrh=372. kJ/kg,hc=2560.55 kJ/kg;锅炉管道效率bp=0.92,汽轮机发电机组机电效率mg=0.98;热网效率bs=0.97;Ten=273.15K;此工况下额定抽汽工况功率Pe=401.0MW。 P0:主汽压力 Ph:抽汽压力 t0:主汽温度 th:抽汽温度 h0:主蒸汽比焓 hh:抽汽比焓 S0:主蒸汽熵值 h'h:供热返回水比焓 D0:额定蒸汽流量 sh:抽汽熵值 3.4计算过程 3.4.1.热电厂总的经济指标 热电厂的总热耗量Qtp QD0h0hfwDrhqrhtpp b = 17831033393.91121500103372.0.92106 =4755.2(GJ/h) 热电厂对外供热量Qh Q'hDhhhhh =6001033140.2738.6106 =1440.96(GJ/h) 供给热用户的热量Q QQhhs1440.960.971397.73(GJ/h) 热电厂的燃料利用系数tp 3600peQhtpQ tp 25 Dh:抽汽蒸汽流量 hc:排汽比焓 hfw:锅炉给水比焓 qrh:蒸汽的再热吸热量 Pe:额定抽汽工况功率 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 360040101061440.96 = 4755.2 =0.607 热化发电量Wh0 Wh0Dhh0qrhhhmg 36006003393.91372.3140.21030.98 3600 =102344.67kW•h 内部热化发电量Whi WDjh0hjmg/3600Djh0qrhhjmg/360021577.kW•hih7186凝气发电量Wc WcDch0qrhhcmg 360011831033393.91372.2560.550.98 3600 =396387.15kW•h 供热抽汽发电量Wh WhWh0Whi102344.6721577.123922.56kW•h 热电厂的热电比Rtp RtpQh 3600WhWc1440.96 3600396387.15102344.67106 =0.76 热化发电率 26 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 Wh0Whi Qh102344.6721577. 1440.96 =86 3.4.2.发电、供热热经济指标的求解(分别按三种分配方法计算) 目前国内外对热电联产总热耗量分配方法有热量法、实际焓降法、做功能力法及热经济学法等多种。各种方法都有一定的合理性和局限性,本文主要介绍前三种计算方法。 1、热量法 热量法的核心是只考虑能量的数量,不考虑能量的质量差别。将热电厂的总热耗量按生产两种产品的数量比例进行分配。 煤耗的分配比例系数K KD0h0hfw'Dhhhhh 6001033140.2738.6106 361783103393.911210 =0.3777 分配给供热方面的热耗量Qtp,h Qtp,hQh1440.961566.26GJ/h 0.92bp分配给发电方面的热耗量Qtp,e Qtp,eQtpQtp,h4755.21440.963314.24(GJ/h) 1)发电方面的热经济指标 发电热效率tp,e tp,e发电热耗率qtp,e 360040100.434 63314.3410 27 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 qtp,es发电标准煤耗率btp,e 3600tp,e36008294.93kJ/kW•h 0.434s btp,e0.123tp,e0.1230.2834kg标准煤/kW•h 0.4342)供热方面的热经济指标 供热热效率tp,h tp,hs供热标准煤耗率btp,h Q1397.730.24 Qtp,h1566.26s btp,h34.1tp,h34.138.215kg标准煤/GJ 0.233)热点分摊比 2、实际焓降法 实际焓降法是按联产供热抽汽气流在汽轮机少做的功占新蒸汽实际做功比例来分配供热量的总热耗率 煤耗的分配比例系数K Qtp,hQtp1566.260.3293 4755.2KDhhhhcD0h0qrhhc 6001033140.22560.551061783103393.91372.2560.551036 =0.1617 分配给供热方面的热耗量Qtp,h Qtp,hDhhhhcQtp D0h0qrhhc6001033140.22560.554755.2 31783103393.91372.2560.55 28 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 =768.948(GJ/h) 分配给发电方面的热耗量Qtp,e Qtp,eQtpQtp,h4755.2768.9483986.252GJ/h 1)发电方面的热经济指标 发电热效率tp,e tp,e发电热耗率qtp,e qtp,e360036009936.22kJ/kw•h 0.36223600Pe360040100.3622 Qtp,e3986.252106tp,es发电标准煤耗率btp,e bstp,e0.123tp,e0.1230.3396kg标准煤、 kW•h0.36222)供热方面的热经济指标 供热热效率tp,h tp,hQ1397.731.818 Qtp,h768.948s供热标准煤耗率btp,h s btp,h34.1tp,h34.118.76kg标准煤/GJ 1.8183)热点分摊比 3、做功能力法 做功能力法是把联产汽流的热耗量按蒸汽的最大做功能力在电、热两种产品间的分配。 抽汽比用eh Qtp,hQtp768.9480.1617 4755.2 29 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 ehhhTenSh3140.2273.157.411116.16kJ/kg 新汽比用e0 e0h0TenS03393.91273.156.4113.02kJ/kg 煤耗的分配比例系数K KDhee D0e0 = 6003140.2273.157.4110317833393.91273.156.41103 =0.2287 分配给供热方面的热耗量Qtp,h Qtp,hDhehQtp D0e0 = DhhhTenShD0h0TenS0Qtp 6003140.2273.157.41103 =4755.2 317833393.91273.156.4110 =1086.86GJ/h 分配给供电方面的热量Qtp,e Qtp,eQtpQtp,h4755.21086.863668.34GJ/h 1) 发电方面的热经济指标 发电热效率tp,e tp,e发电煤耗率qtp,e qtp,es发电标准煤耗btp,e 3600Pe360040100.3936 Qtp,e3668.341063600tp,e36009146.34kJ/kw•h 0.3936 30 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 s btp,e0.123tp,e0.1230.3125kg标准煤/GJ 0.39362)供热方面的热经济指标 供热热效率tp,h tp,hQ1397.731.286 Qtp,h1086.86s供热标准煤耗率btp,h s btp,h34.1tp,h34.126.516kg标准煤/GJ 1.2863)热点分摊比 Qtp,hQtp1086.860.23 4755.23.4.3数据汇总 表 热量法 实际焓降法 做功能力法 tp,e tp,h 0.434 0.3622 0.3936 0.23 1.818 1.286 0.3293 0.1617 0.23 从以上计算结果可见,按照热量法分配的tp,e值是三种分配方法中最高的,即热电联产的好处全归发电方面。实际焓降法分配的tp,e是三种分配方法中最小的,即用该种方法分配,好处归供热方所得。而按做工能力分配时,各项热经济指标值居中,即热电联产的收益发电和供热各得一部分。 各种分配方法均有认为的因素,在电功率Pe 一定,热负荷Qh一定,机组 31 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 参数一定的条件下,其煤耗Btp是一定的,各种分配方法只是将Btp分配为两项而已,因此分配方法不同,各分项热经济指标也不同。 3.4.5煤耗的计算 热电联产方案仍以例题的机组原始数据为基础,与分产相比,计算全年的节省标准煤量。设代替凝汽式机组的循环绝对内效率i=0.4769,分产时供热锅炉、管道效率b,dp,d0.80.980.784,机组全年运行小时数us6000h,工业热负荷年利用小时数uh4000h,ie0.46,机组纯凝结运行时电功率 Per600000kW。 1.判断热电联产发电能否节煤 K1iei11112.1442.0970.047 0.460.4769 Mie1112.14411.144 0.46 XcK0.0470.041 M1.144WhaQhuh Xa hrhWPeuPeuu = 861440.964000 40104000600060004000 =0.173 XXc,说明热电联产发电可以节煤。2.求热电厂全年节约的标准煤耗量 s(1)联产供热全年节约的标准煤耗量Bh,a Bsh,ahs134.1Qb,dp,dbphhu103 10.97310 =34.11440.964000 0.7840.92 =29482.04(t标准煤/a) (2)联产发电全年节约的标准煤耗量Bes,a 32 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 Bse,ah0.123QhuK3M10 bpmgX0.123861440.9640000.1730.041103 0.920.98 =26.38 (t标准煤/a) = (3)非供热期间,供热机组纯凝汽运行方式比分产发电全年多耗标准煤量Bec,,as Bec,,as0.123Peruuh11310 bpmgiei0.123600000600040000.047103 0.920.98 = =7694.32(t标准煤/a) (4)全年实际节约标准煤耗量Bas sssc,sBaBh,aBe,aBe,a =29482.04+26.38-7494.32 =30914(t标准煤/a) 热电厂的经济效益直接体现在对外供热量上,由子对外供热使得中小供热机组对燃料的利用率可以达到或超过高参数甚至超高参数凝汽机组的水平,而且这一效率还将随着供热量的增加丽提高。燃料费是成本费用中的重要组成部分,从发电煤耗的计算公式可以看出,增加供热量可以大大降低煤耗值。节约成本,因此热负荷是热电厂生存和取得经济效益的基础。 热电联产与热电分产相比具有显著的节能及环保效益。电站锅炉效率和除尘器效率均大大高于供热小锅炉。区域性热电厂的建立可以取消或减少分敢小锅炉的使用,去除低矮的小烟囱。这不但节约了燃料而且也大大降低了污染物的排放,在环保标准不断提高的今天,热电联产对有害气体在总量控制和浓度控制两方面都将做出有益的贡献。随着供热量的提高,热电厂的环保效益也更加明显。 热电联产的环保效益还体现在灰渣的综合治理上,电站的粉煤灰是水泥工业的优质原料,渣可用于制砖工业,在国家加大基础设施建设的今天,灰渣的综合利用尤其显示了环保效益,并且对节约土地和资源均非常有利。热电联产还统一考虑了废水排救治理和噪声治理问题,由于热电厂较供热锅炉房的人员和设备的高技术水平,使得其对降低地区水污染和噪声污染在技术上成为可能,并起到了统一规划和严格控制的作用。热电厂的建立、分散小锅炉的取消、灰渣、废水、 33 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 噪声污染的综合治理从根本上改善了地区的环境,因此各热电厂都应把发展热用户、增加热负荷放在首位。 3.4.6采暖设计热负荷的计算 根据《采暖通风及空气调节设计规范》,哈尔滨市供暖期天数179天,计4000小时,供暖室外计算温度-26℃,供暖期平均温度-9.5℃,供暖室内计算温度18℃。供暖综合热指标为58.8w/m2时。采用下列公式计算小时采暖期最大、最小、平均热负荷数值。 设计热负荷计算公式: QnqnF qn-采暖综合热指标,本工程为58.8w/m2, F-采暖建筑物建筑面积,1000万m2 Qn58.81000588.00MV 哈三电厂2011年实现集中供热面积1000万m2,采暖综合热指标为58.8W/m2,经计算采暖设计热负荷为588.00MV。 3.4.7技术经济性的计算 以亚临界16.67MPa,537℃/537℃纯凝机组为基准,则对于亚临界16.67MPa,537℃/537℃热电联产机组来说,应用投资回收年限公式为: m1000QdU KqNHCq:表示机组热耗差值(kJ/kW.h),取1356kJ/kW.h, U:表示为提高机组参数而增加的工程造价,为7500万元, N:表示机组的额定功率(kW),取600MW, Qd:表示燃料低位发热量(kJ/kg),取18260kJ/kg, H:表示机组年运行小时数(h/y),本工程取6000小时, C:表示燃料价格(元/吨),取488(换算成标准煤650元/吨), K:表示管道效率,以及锅炉、汽机、辅机功耗的影响系数,取1.2, 则静态投资回收年限为: 34 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 m = 1000QdU KqNHC10001826075000 1.260013566000488 =0.48 取银行年利率i=7.83%,则按公式,可得动态投资回收年限 KqNHCMInQdKqNHC/Ui/In1i Qd 1.2600000135660001.260000013566000In/750000007.83%/In17.83%1826018260=0.26 我们知道,一般火电机组的运行周期可以达到三十年左右,而上述计算中的投资回收年限远小于这个值,说明热电联产机组相比纯凝机组而言有较大的优越性。因此,对于新建电厂推荐建造成热电联产机组。从公式可以看出,影响投资回收年限的主要因素有:投资增加额、汽机热耗率、煤价、电价和银行同期贷款利率等。因此,在煤价高居不下的今天,更也该大力提倡优先发展热电联产机组。 3.5本章总结 本章重点阐述热平衡法、做功能力法和等效焓降法三种基本的热经济性分析方法,并对这三种方法的异同进行讨论。得出:定量分析抽汽供热改造对凝汽式机组热经济性的影响,验证三者均可应用于热力系统的整体计算和局部定量分析计算,均可作为系统的机组热经济性评价方法。但都有一定的局限性,所以从理论上探讨热电厂总热耗率的合理分配,仍是发展热化事业中迫切需要解决的问题。 本章还可以得出评价热电联产的指标有: 1、全厂总热效率(燃料利用系数)tp是热电厂的量的指标,它表示能置输入的比倒关系,分子是不同品位能量,因此,不能做热电厂的质的指标。它只能用来与热电分产比较时是有意义的。 2、热化发电率,是热电厂的质的指标,它与蒸汽参数,回热情况。机组内效率等有关。两热电厂热电机组型式相同,(相同)蒸汽初参数和抽汽参数或背压)时可作为热经济性的比较指标,不能用来对不同初参数、抽汽压力等热电机组作热经济性的比较,有它的一定局限性。 35 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 3、热电比,是热电厂供出的热能与电能的比值,它的大小,不同条件时,有不同的结论,当总热效率一定时。小表明发电量多,高品位能量多是好事;但当机组运行时,大,可使供热量增加,热化发电量增加,可以提高总热率(燃料利用系数)和综合发电效率,不同型式热电机组,比较条件不同时,p的大小的评价是好是坏也不相同,所以也不能单一作为热经济指标。 第四章 热电联与节能环保 4.1热电联产与环境概述 随着我国经济快速发展,各项建设取得巨大成就,能源消耗与经济建设之间的矛盾日益加大,如何降低能源消耗,在有限资源的基础上如何增加能源的使用效率,如何节能减排保护环境,已成为全社会关心的问题。我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%,这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必然选择。是维护中华民族长远发展的必然要求。 在能源转换过程中,影响环境的因素很多,但有两点是最根本的,一是效率问题,二是能源的清洁问题。效率越高,能源越清洁,其有害元素的产生和C02的排放则越低。热电联产对环境的保护,就是源于其对能源的节约。热效率的提高就意味着耗用燃料的减少。 热电厂的生产是在热电联产基础上的集中供热, 除了可以综合利用能源, 有效地提高火力发电厂的热效率, 节约燃料外, 还可能改善城市的环境污染情况, 既有利于生产又方便人民生活, 是一项重大的节能措施。 热电联产的形式很多,有以燃气轮机为核心的热电联产机组、以往复式发动机为核心的热电联产机组、以微型燃气轮机为核心的热电联产机组、以燃料电池为核心的热电联产机组等,都可以使用清洁能源,例如天然气、燃油、各种工业废气、沼气灯。这些清洁能源燃烧时的污染物排放比燃用煤要小得多,而且在燃烧过程中也相对比较容易增设一些辅助设备用以清洁烟气,但是清洁能源的利用目前在我国的比例还不是很高。 1977 年在土耳其伊斯坦布尔召开的第十届世界动力会议认为, 热电联合生产是目前唯一经实践证明可以大量节约能源的办法, 与凝汽式电厂比, 热效率 36 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 有可能成倍提高。 热电联产在目前各种商业化的实用能源转换装置中,能源利用效率是最高的,可达60--90%以上。。热电联产与电、热电分产相比,可节能10-40%,并减少对环境的污染。热电联产对提高经济效益,促进城市现代化建设,提高人民的生活水平和质量具有重要作用。 4.2热电联产是节能与环保的捷径 节能就是在一定的经济发展水平上,使用先进技术和工艺更有效、合理地利用能源。促使燃料以极大限度的量和最大程度的台理性.通过热能的转换,极大地释放给终端用能设备做功,使其产生最佳经济效益。热电联产其独有的特性,就是达到这一目的技术结晶。 热电厂发电供热,首先是有效地利用燃料能,选用技术先进的燃烧锅炉,如循环流化床锅炉。这种锅炉不仅能烧矸石等劣质煤,而且能使燃料充分燃烧,吸取最大的燃料能。大大减少了热损失,而且还可副产其他产品,如增钙渣,并用此渣生产矿渣水泥等建筑材料。 凝汽式发电机组,在热力循环中不可避免地要将热量传给冷源;这部分损失在整个电厂的损失中占绝大部分,再加上机械磨损和其他方面的损失,凝汽式发电厂的热效率仅为25—40%。据有关资料介绍,我国6IvlW以上的发电厂效率为32%,而热电厂的热效率较凝汽式机组高1.5~2倍,就是说做过功的蒸汽不再进入冷凝器,而供给了热用户使用,因此形不成冷源损失;或者是一部分做过功的蒸汽从汽机中抽出供了热用户,部分进入冷凝器,使冷源损失减少,提高了燃料的有效利用程度,因而热电联产具有明显的节能效果。利用热电厂的排汽或抽汽供应热用户比分敞的小锅炉节能效果也是显著的。一般小型工业锅炉热效率为60%,热电厂的锅炉热效率均在80%以上。分散锅炉每百万大卡热能煤耗大约为250公斤标煤。热电厂的供热煤耗仅160公斤,每供一百万大卡热能将节约90公斤标煤。 由以上看出,热电厂不论是发电还是供热,都比凝气式电厂和分散小锅炉供热的煤耗率低得多,显示出它节约能源的直接效果。环境保护与人类生活质量密切相联,在物质生活越来越丰富,物质欲望越来越高的今天,不能忘了对生命至关重要的东西,那就是:干净的空气、清洁的水源和肥沃而未受污染的土地。这是生命生存必须依赖的三要素。一旦空气、水和土壤被污染,人的生命也就受 到严重威胁。因此,加强环境保护是人类生死攸关的大事。 37 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 4.3节约能源的需要 热电联产能够有效的节约能源,从国内外工程实践来看,已是不争事实。据《2000年电力工业统计资料汇编》数据:2000年我国单机6000千瓦及以上电厂热效率仅为33.84%,电厂供热效率85.96%,能源转换总效率39.43%,我国的热电厂热效率均能超过常规火电厂的热效率一倍以上。实现热电联产的小型供热机组,其热效率超过大型高参数常规火电机组。 4.3.1能源形势不容乐观 我国自然资源总量排名世界第7位,能源资源总量居世界第3位。我国是产煤大国,煤炭储量达1万亿吨,但精查保有剩余全量只有900亿吨,储采比不足百年。我国又是人口大国,我国人口占世界总人口20%。煤炭储量占世界储量的11%,人均煤炭仅为世界平均值42.5%原油储量占世界储量2.4%,人均石油仅为世界平均值17.1%天然气储量占世界储量1.2%,人均天然气为世界平均值13.2%1998年我国人均能源消费量1.165吨标煤,居世界第位。仅是世界人均能源消费水平2.4吨标煤的一半,是发达国家的1/5—1/10。 我国石油储量不多,从1993年开始又成为能源净进口国,据预测未来缺口将越来越大。2000年我国己进口石油7000多万吨,花掉200亿美元。预计我国石油进口依存度(净进口量与消费量之比) 天然气进口依存度2000年6%2010年20% 我国将成为仅次于美国和日本的石油进口大国。由于石油需大量进1:2,因而能源安全性的问题,提到重要的议事日程。目前国家将建立战略储油,希望在2010年前存储1500万吨石油。因而事实告诉我们,我国能源形势不容乐观,缺口越来越大。 在过去的20年里,我国经济保持快速增长,年增长9.7%,而能源消费增长速度仅为4.6%,得益于国家制订的“能源开发与节约并重,近期把节能工作放在优先地位’’的总方针发挥作用。据专家测算,我国在过去的20年中,国民经济发展所需的新增能源,一半靠开发,一半靠节约,而今后则要3/4左右要靠提高能效了,到2040年之后,新增能源就全部要靠提高能效来解决了。 因而我们可以说,积极发展热电联产是节约能源的需要。 38 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 4.3.2国家能源调整为热电联产发展提供了新机遇 展战略,优化能源结构,提高能源利用效率,进一步明确和贯彻节能优先的长期能源战略,系统更新落后的高耗能的产业装备,打破局限于国内资源考虑能源供应战略的思想束缚,把建立国际多元化能源供应体系作为长期能源供应的战略目标,把能源优质化作为主攻方向:把天然气开发作为下世纪能源开发的重点,加强天然气管网系统等能源基础设施建设,注重核电、水电、风电等优质一次电力的开发,加快洁净煤技术的开发利用。 《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》中确定国家大力开发天然气并实施“西气表输”工程,因而沿线各省将改变燃产结构,为发展燃气-蒸气联合循环热电厂和小型全能量系统(小型燃气轮机、余热锅炉和溴化锂制冷机组成的动力系统,实现热、电、冷、功联产)开创了新机遇。 常规燃煤火电厂,机组越大参数越高,效率就高,经济性强,越小越不经济。然而燃气轮机则是机组效率与容量关系不大,因而工业发达国家目前仍大力生产1000千瓦以下的小型燃气轮机n美国和日本甚至开发100千瓦以下的微型燃气轮机和家庭用小型热电联产微型机:燃料结构改变,将改变人们头脑中“小就不经济\"的传统观念。小型全能量系统,是分散电源的新型式,也是目前世界上工业发达国家发展的新趋势。《关于发展热电联产的规定》文件中已明确提出有条件的地区应积极推广。故今后人们头脑的“小就不经济\"的传统观念要改变,热电联产的形式也将多样化 4.4环境保护的要求 我国是能源生产大国也是能源消费大国。我国又是以燃煤为主的煤炭消费大国。我国1999年装机容量中74.8%为,而发电量中,火电占84.4%,而火电燃料中又以煤为主,发电燃料中按热值计算,煤炭占94.2%,以全部发电量计算,全国76.8%的电来自煤炭。由于大量燃煤,造成环境污染严重。 4.4.1我国环境污染现状 当前我国污染防治现状总体上看,环境污染加剧的趋势开始得到基本控制,部分城市和地区的环境质量所有改善,全民环保意识J下在加强。但当前环境污染的结构正在发生变化:即工业污染所占比重趋于稳定并降低,而生活和农业污染比重正在上升:我国主要污染物排放总量仍处在相当高的水平,环境污染、生态破 39 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 坏加剧的趋势在一些地区尚未得到有效遏制,生态破坏的范围在扩大,一些地区的环境质量仍在恶化。 1、水环境 我国水资源总量为2.8万亿立方米,居世界第六位,但人均占有量只有2300立方米,约为世界人均水平的1/4,排在世界第121位,是世界上13个贫水国家之一,水污染更使我国的缺水状况“雪上加霜”。 目前我国有3个城市缺水。有10个省、市、自治区在起码的要求线以下,占地500万平方公里,占我国陆地面积的52%。缺水给城市工业带来损失在1200亿元以上,呈增涨之势。预计3—5年沿海城市水资源矛盾达到临界状态。2010年将可能面临水荒的局面。2001年7月4日《参考消息》干|J出马来西亚(新海峡时报)一篇“为水而战\"文章,列举世界各地在历史上和目前为水而引发战争的情况。因此事实告诉我们水是宝贵的资源。文章还告诫我:淡水资源,包括极地的冰盖,只占地球总水量的1%,在这1%中,75%用于农业,24%用于工业,用于人类日常所需的只占这1%中的1%。发展热电联产集中供热节约用水有深远的意义。 2、大气环境 目前,我国的大气环境污染仍以煤烟型为主,主要污染物是总悬浮颗粒物和二氧化硫。少数特大城市属煤烟与汽车尾气污染并重类型。酸雨污染范围大体未变,污染程序居高不下。 1999年,全国烟尘排放量1 159万吨,二氧化硫排放量1857万吨,与上年相比,虽然1999年全国烟尘排放量和二氧化硫排放量,分别下降了20.3%和11.2%,但是,以煤烟型为主的空气污染仍十分严重。 1995年我国排放二氧化硫2370万吨,超过欧洲和美国,居世界首位。但我国人均排放量确不多。1998年我国排放二氧化碳6--7亿吨,其中85%是由燃煤排放的;排放二氧化硫1593万吨,其中90%是由燃煤排放的:排放工业烟尘1175万吨,其中73%是由能源开发利用排放的。环境污染问题已成为中国可持续发展的重要制约因素。根据国家环保总局计算,我同环境问题所造成的总损失占国民生产总值的10%左右,这是多么大的损失。 3、城市环境 我国城市空气污染仍以煤烟型为主,部分大中城市出现煤烟型与机动车尾气混合型污染。根据《环境空气质量标准》规定,除特殊保护区和特定工业区以外, 40 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 我国城市大气环境质量应达N-级标准。统计的338个城市中33.1%的城市达到二级标准,其中超过三级标准的有137个城市,占统计城市的40.5%。城市空气环境质量总体上较1998年度略有好转。据世界资源研究所测算,全球十大污染最严重的城市中,我国就占了8个(十大污染城市依次为:兰州、太原、北京、重庆、贵阳、印度的HOWRAH、墨西哥城、鞍山、成都、广州)。流经城市的河段普遍受到污染。141个国家控城市河段中,63.8%的城市河段为IV至劣V类水质,污染导致的“缺水城市\"增多. 多数城市处于噪声中等污染水平,生活噪声影响范围大并呈扩大之势,交通噪声对生活环境干扰最大,施工噪声扰民现象严重。在影响城市环境的各种噪声源中,工业噪声占8—10%,建筑施工噪声约占5%,交通噪声约占30%,社会生活噪声约占47%。分散供热的小锅炉房是噪声源是居民投诉的对象。 逐年增多的城市垃圾至今未得到有效控制和处理,1999年工业固体废物的产生量为7.8亿吨。城市垃圾人均年产量已达440公斤。年产垃圾1亿吨,且以每年8—10%的速度增涨。垃圾历年的堆存量达60亿吨,侵占土地5亿多平米,全国有200个城市处于垃圾包围之中,垃圾处理已刻不容缓。仅北京市一年生产的生活垃圾就多达480多万吨,每吨垃圾从中转站到堆放场至少运费要100元,每年费用达5川亿元。正因如此垃圾处理和垃圾热电站则提到重要议事日程。 4.4.2我国环境污染防治 国家环保总局解振华曾直言不讳坦称:我国环境形势仍然相当严峻,今后5-10年是中国进行经济结构战略性调整调整和改革开放的重要时期,也是控制环境污染和扭转生态破坏发展趋势的关键时期。 我国除制订规划采取_系列措施外,还正在制定“清洁生产法\"今年可望通过。“十五--期间我国环保投资总需求约为7000多亿元,占同期GDP的1 3%左右。国家将下决心治理环境。正因为环保的重要性,“北京2008年奥运会申办报告\"中特提出:奥申委与北京市环境保护局、20个民间环保组织共同制订了《绿色奥运行动计划》包括1998--2002年投资56亿元美元,2003—2007年投资66亿元美元的环境保护计划。到2008年北京城市垃圾将全部进行安全处理,垃圾资源化率将达到30%,分类收集率将达50%。2007年北京市天然气用量将增加5倍,市区生活全部采用清洁能源。在奥运村和比赛场地最大限度使用风力,利用地热、太阳能提供热水。充分利用自然采光,以减少能源消耗。 41 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 由于我国电力发展主要依赖煤炭,因此对环保工程必须重视,以满足国家与地方的环保要求。为此应该考虑在两控区内做到达标排放,两控区内含硫大于1%的电厂要安排减排,2010年前都要安装脱硫装置。两控区新建电厂的煤炭含硫大于1%的电厂基本上要配备脱硫装置。大中城市及近郊区不准再建新的燃煤电厂,所有发电企业都必须达标排放,而且各地区还将对二氧化硫的排放进行总量控制。 面对环境压力,电力工业今后发展必需考虑优先发展水电:调整和优化火电结构(如适当发展燃气电站和扩大洁净煤燃烧技术的应用、关停小火电)适当发展核电和新能源发电,(如风力发电、地热与潮汐电站),鼓励热电联产。 4.4.3热电联产集中供热是改善环境的有效措施 分散供热的小锅炉单台容量小(据1995年统计,全国工业锅炉平均容量仅2.4吨/时)、烟囱低(一般在40米以下),热效率低(一般为50到70%,采暖小锅炉则在30%以下),除尘效果差(有的小锅炉尚无正式的除尘设备)而热电厂的锅炉容量大、热效率高、烟囱高、除尘效率高,如选用循环流化床锅炉还可炉内脱硫,由于集中实现热电联产还更有利于灰渣综合利用和节省宝贵的城市建设占地。由于环保部门认识到了热电联产集中供热的优越性,所以有的城市是由市环保局来筹建热电厂。原国家环境保护局污染管理司大气处为提高治理污染的效益,支持发展城市集中供热,总结我国“六五”、“七五\"时期中,集中供热事业的发展,曾组织一批环保专家进行《城市集中供热基本情况调查与分析》,该科研课题的结论之一是:“热电联产是一种供热量大、供热参数高、供热范围广、节能量多,既能满足工业用汽,又能满足民用采暖、热水供应,供热价格便宜的供热方式。该课题的建议之一是:“认真执行环境管理三同时制度,制定排烟收费办法,征收城市内分散、低效、浪费燃料、污染严重的小锅炉、小火炉排烟费,收取的排烟费集中起来作为发展城市集中供热专项建设基金,专户存储,专款专用。”这些环保专家对热电联产集中供热与环保的关系分析的多么清楚,建议如何具体。 正是由于热电联产集中供热能够有效的改善环境质量,所以原电力部规划计划司1994年编制<<的2000年电力工业环境保护规划>>火电部分曾提出:“。中期规范(2000)在城市规划区大力发展热电厂。长期规范(2010)在城镇规划区大力发展热电厂。首先发展200MW、300MW抽凝供热机组,并研制高性能的25MW、50MW、 42 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 IOOMW的多功能供热机组,以满足不同工业热负荷和民用热负荷的要求。\"所以积极发展热电联产是节约能源、改善环境质量的有效措施,完全符合国家的产业。’ 据统计我国为2000年底共有单机6000千瓦及以上供热机组2986万千瓦。由于供热机能有效节约能源,每年将为国家节约标准煤8295万吨,因而可减少燃煤而排放的二氧化碳21733万吨,二氧化硫166万吨,烟尘191万吨。 所以我们可以说热电联产对改善环境质量贡献巨大。从已投产运行的热电厂实际情况,也可以明显的看出,热电联产对环境的改善。 4.5环境效益总结 环境保护是我国基本国策的重要组成部分,为了保护环境和自然资源,提高能源利用效率和经济效率,国家颁布了节约能源法和环境保,并制定了一系列的法规和标准,城市供热和建筑采暖对环境的影响不可低估,在工矿企业和城市生活中,有关设备、系统的运行,形成废气、废水、废渣、粉尘等有害物质和噪声、振动、恶臭,污染和危害着环境;对于我过北方地区,采暖供热系统所产生的各种污染,是污染物排放中相当大的一部分,如何降低采暖供热污染物的排放,是建设环境友好型社会的重中之重。 通过上述分析计算可以得知,通过联合供热,集中供热锅炉房与哈尔滨热电有限责任公司所排放的污染物量都有较大降低。从中可以看出,热电厂与调峰锅炉房联合供热,不仅是一种有效的能源利用形式,也是一种对于保护环境来说有效的供热方式。本文仅对锅炉的几个主要污染物进行了计算,但是实际生活中,锅炉的污染物指标很多,比如,锅炉软化水处理剂、噪声、振动、废热、渣场等等。通过上述分析计算,我们可以大致得出,由于燃料的消耗量降低,燃料的综合利用率提高,废热污染相比要下降很多,渣场的面积也要相应的减少。同时,噪声、振动等污染也会有所下降。 43 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 第五章 总 结 5.1对我国现阶段热电联产发展的一些认识 5.1.1影响热电联产近十年发展的相关因素分析 从八十年代末到九十年代中期,中国热电联产事业的发展有过一段繁荣兴旺的时期,我个人认为这主要得益于如下两点: 第一、这期间我国经济快速增长,电力市场出现了严重的供不应求现象。电力的紧缺导致电力行业主管部门在市场准人方面没有设置任何障碍,相反为了缓解电力供应的紧张局面,鼓励社会各方以各种形式参与办电。困此,这并不完全是国家宏观导向的直接结果。这不难从1996年以后发生的现象中得出答案。即由于电力市场的疲软,导致行业与地方利益的冲突,使热电联产的建设出现了大幅度的滑坡。 第二、这期间热电联产的迅速发展还得益于有一个稳定的资金渠道保障。我国热电联产建设的主要资金来源是由中国节能投资公司负责管理的国家节能专项资金。在这一时期,节能专项资金由于实行优惠的差别利率以及具有刚性的贷款规模,其“含金量”较高,因而有效地引导了地方及企业的资金投向,保证了热电建设所需要的资金。但自1996年以后,国家逐步加大了投融资改革的力度,基本上取消了对商业银行贷款规模的控制,尽管国家节能专项得以保留.但“含金量”大为降低,难以有效地引导社会资金的投向,这也是近年热电建设不振的主要原因之一。 5.1.2措施软化 近年来,尽管我国在宏观、导向上始终对发展热电联产给予了充分的重视与肯定,但在现实中往往得不到具体的落实与体现,缺乏强有力的、可操作的实际运作手段,表现为措旋软化。具体体现在: 1、在金融方面目前没有较硬的支持措施。投资渠道方面:针对热电联产这类具有~定公益性的设施,目前在新的市场经济条件下尚未形成一套有效的投融资机制,去引导社会资金的投向。正处在一种旧体系已基本打破.但新的体系又尚未建立的一种真空状态。税收方面:其一、由于投资方向调节税未能 44 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 得到很好的执行,其对社会在投资方向上的调节作用也就无从谈起;其二、目前国家对热电联产的电力产品在方面没有任何优惠,热力产品的享受6%的优惠税率,但优惠的程度也不明显(煤气、自来水产品的为6%,而灰渣综合利用产品的率为零)。 2、热电联产在市场准入方面面临巨大的阻力。对热电联产的发展来说,市场准人方面存在两个主要问题:其一是符合条件的热电联产项目在实际上网问题上困难重重;其二{!投运的热电厂在上网电量方面受到不同程度的歧视。比如,在华东菜省,电力主管部门对该省的热电厂普遍安装了负荷器,对热电企业采取强制性的限负荷措施,与国家有关背道而驰。 5.1.3有关建议及拟采取的措施 1、进~步呼吁改善和强化发展热电联产的环境。 2、建议国家有关主管部门建立对热电企业的核查与认证制度,对真正符合热电标准的企业,应切实将国家已经制定的有关落实到位。 3、建立适应市场经济条件的有效的投融资机制国家对热电联产这类重大节能环保措施(在经济学上属于准公品范畴),应建立起适合新的市场经济条件的投融资机制。比如,或地方可以直接从财政渠道采取贴息或减(免)征产品等措施、或通过设立特殊的税种,以募集资金进行直接投入或为这类项日的融资提供特殊的担保,形成对这类项目的“引导投资”,引导社会资金投向这些领域。 4、修订出适应形势发展的热电联产项目的新的“技术规定”国内经济的持续发展以及进~步对外开放的形势,对热电联产的规划建设、经营管理及相应的规范提出了新的要求。中国节能投资公司与中国电机工程学会热电专业委员会在国家发展计划委员会等国家有关主管部门的指导下,正着手组织对由原国家计委、生产办、能源部颁发的《小型节能热电项目可行性研究技术规定及附件》(以下简称“技术规定”)进行修订。 5、积极创新,建设多功能热电厂,培育新的增长点。热电并举:一度热电厂的经济目标是“以电养热”,目前电力市场的疲软,使部分热电厂在经营上陷入了困境。为摆脱这种困境,必须实行“热电并举”的策略,积极开发更多的热用户,增加热负荷,并争取合理的热价,提高热电厂运行的经济效益。沿海经济发达地区及内地中心城市的热电厂,可以充分利用自身靠近城区、拥有燃烧设备 45 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 的优势,开发焚烧城市垃圾的业务,从对环境保护的贡献中,寻求对热电厂作用的新的定位。对广大中小城市的热电厂,有条件的可探讨实现“热、电、煤气”三联产,进一步强化热电厂作为城市基础设施的重要功能。 6、强化管理、狠练内功、增强竞争力。由于电力市场的疲软在近一两年内还不会有太大的改观.电力市场的竞争依然激烈。前面已提到,近年来,电力行业主管部门出台了一系列对电力市场进行改革的措施。这些措施的实施,无疑将为广大电力生产企业提供一个更为公平、合理的竞争环境。这对广大的热电企业而言,应该说是即有压力。也存在着机遇。必须强化管理、狠练内功,去接受这一挑战。 5.2热电联产目前存在的问题 1、热电建设资金不足 目前,热电建设的资金来源有三个方面:一是国家投资——节能基建贷款或节能技术改造贷款;二是靠各地方财政,包括:能源交通基金、城市基础设施投资、更新改造资金、开发区的开办费和环境保护补助等;三是用热受益单位集资。近些年国家分给节能基建投资,不足全国基建总投资的1%,节能技改投资,也在逐年减少。据估算.中国每年需要形成直接节能能力800万吨标准煤,应投资40亿元人民币,而目前每年节能基建和节能技改资金仅有20亿元人民币,缺口很大。最近几年由于坚持对外开放的。引进外资也建了一些热电厂,但尚为数不多,个别热电工程也开始实行股份制,增加了资金渠道,但总的来讲,大量的工程普遍感到资金来源困难,有些很好的热电项目无法建设。 2、法制不健全 目前一些工业发达国家为发展热电联产集中供热.制订了法律、法规。中国尚未健全。今年为贯彻《中华人民共和国节约能源法》国家计委、国家经贸委、电力部、建设部制定了《关于发展热电联产的若干规定》。 3、行业管理工作急待加强 到1997年底全国单机6000千瓦以上供热机组1229台,共2197万千瓦。其中单机50000千瓦以下的机组共1105台,1259.6万千瓦,平均单台容量仅为11400千瓦,基本为地方热电厂,行业管理工作很差,各工业部所属热电厂,技术力量较强,但其领导机关也无专职机构,一般只设l一2人代管,也有的无人管.只有原电力部所属热电厂才有健全的管理,各地电力局是行业主管部门,但同时又是省电力公司。 46 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 4、发展热电联产的产业不够落实 国家计委和原能源部发布了一些鼓励支持发展热电联产的文件,但实践中尚存在不少问题,很多方针不能落实,例如:(1)不配套(2)热电厂不参加调峰问题(3)上网电价与联网(4)热价问题(5)环保效益问题(6)同一城市的电、热价格确走回题 5、科研设计力量弱 科研力量严重不足,至今尚无全国性的热电联产集中供热研究机构,远不能适应形势发展的需要,设计力量目前总的来讲是供大于求、个别地区甚至有过剩现象。 6、自动化水平较低 在热电联产集中供热建设中,前几年强调降低工程造价多,强调提高自动化水平少,一般新工程中。自动化水平都偏低。上微机自动控制的不多。而是投产后,运行单位自己再改造,现在用微机的热电厂已很普遍。 7、国家尚无考核热电的指标 国家要求电力工业每年新增发电机组多少万千瓦。但未要求装热电机组多少?由于热电机组比凝汽机组造价高、单机容量小,在计划经济下用同样基建投资的情况,为多装机,只有多装大型凝汽机组。热电联产由于具有许多优点,所以世界各国都在大力发展。我们一定要努力克服目前存在的问题,促进热电联产健康持续发展,改善人们的生活质量。 5.3对促进热电联产发展的建议 1、取消对总热效率和热电比的,改为对热电联产机组火用效率的。通过取消对总热效率和热电比的,可促进更多的高参数、大容量机组实行热电联产,这样,热就由热电联产机组的主产品变为了副产品,与其能级和经济价值相符,从而促使一次能源更多的转化为高能级、高经济价值的电能,实现能量的梯阶利用。技术上从热力学第二定律的角度提高能量的利用率,经济上可降低单位GDP的能耗水平。 2、检讨电源、热源布局,在电源布局上要考虑资源综合利用率。从环保和运输等角度考虑,近几年大型火电厂主要分布在坑口和电负荷中心城市周边、离城市较远的郊区。而由于供热受其可输送半径的,只能在距热用户较近的地区建小型热电厂供热。综合考虑,现在大型发电机组的环保指标都已达到了很高的水平,尤其是电除尘器的大量使用、脱硫技术的进步,对电厂周围污染 47 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 较大的粉尘和硫的排放完成可以满足城市环保的要求,而二氧化碳的排放是个全球性问题,不必在小区域内考虑,因此,从提高资源综合利用率和环保角度综合考虑,在电负荷和热负荷集中的城区建设大型热电联产机组是合适的,可提高能源、土地、人力等资源的综合利用率。并减少污染物排放,改善环境。 3、大力发展抽汽、冷凝两用热电联产机组,对其在不供热时机组的煤耗指标做出规定。从而提高资源的综合利用率。目前,高参数大容量抽汽冷凝两用机组已得到了较快的发展,其非供热状态下的机组效率与同容量的纯凝机组相差不大,而供热状态下,机组的热效率、火用效率都得到较大提高。由于机组发电容量较大,在热负荷较小的地区其热电比较小,但它能用较低的抽汽参数实现供热,能使能量更多的转换成高品质的电能。抽汽冷凝两用机组可全年运行,使设备、土地、人力等各种资源得到了充分的利用。从而提高各种资源的综合利用率。在环保方面可投人相对较少的资金来提高除尘效率、脱硫效率。同时由于锅炉效率高于小型热电联产机组,供热用蒸汽的能量已较多的转换成电能,其火用效率也高于小型热电联产机组,相对于分散式小锅炉供热其二氧化碳的减排量也高于小型热电机组,对全球的环保贡献更大。 4、探讨开发高参数、小容量热电联产机组的可行性。在所有需要有热负荷的地区都建高参数、大容量的热电联产机组显然是不现实的,而低参数、高热电比的热电联产机组又存在着火用效率低、以热定电造成资源综合利用率低等问题。因此,应探讨提高小容量机组初参数提高热电联产机组火用效率的可行性。建设一个热电联产机组投资较大,但初参数的提高只涉及到锅炉受热面、主蒸汽和主给水管道以及汽机的高压缸,总投资的增加不会很大,但机组效率会有较大的提高,这个问题还需要有关方面进行较全面的技术经济分析进行论证。 5、使热电联产企业在环保收益中获益。热电联产对减少污染物排放,保护环境具有很大的作用,但环保的受益不仅是区域性的,更是全球性的,而热电联产企业并没有从改善环境中获得直接的经济效益。那么如何使热电联产企业在环保中获益?《京都议定书》的签定为这一点提供了可能。《京都议定书》规定了各国的二氧化碳减排指标,并允许各国之间进行排放权的交易,制定了相应的交易办法。国家应根据这一条约,成立专门的机构进行热热电联产项目减排的核定和申报,将减排量统一与发达国家进行排污权交易,将交易所得按每台机组的减排量分配到具体的热电联产企业,作为企业收入的一部分,从而使热电联产企业在改善环境中直接获得经济收益。 48 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 5.4今后发展方向探讨 热电行业今后如何生存发展,笔者认为抛开管理因素外,今后发展方向:一是立足以热定电,争取支持。获得合理生存空间。=是发展高科技高效环保型供热机组。 l、立足以热定电这是国家规定的方针 无热就无热电厂的立足之地,原则要保证全年达到5万机组以下的100盼热电比,5万机组以上50%的热电比,作为热电企业应大力开发用热市场,工业与民用采暖开发并举,同时还要开发制冷市场也是对夏季负荷不足的补充。作为经济综合管理部门对热电企业的支持并核定一个合理的热电比.这个热电比不是无原则的200%、500%的盲目提商.把热电企业的发电量压缩的越低越好,而是在保证不低于100%(50%)国家规定下核定一个合理热电比的发电指标,使热电企业有一个较好的收益,以利其还本付息,维持生产和发展。要充分考虑到热电行业的缺陷,即热负荷的冬、夏、一日之内的不平衡性。要全年平衡热电比指标,切不可不顾一切压缚指标,不仅使企业无效益。还带来设备的安全问题。争取支持还体现在给热电厂核定一个合理的汽电价格,这个价格要使企业能具有合理利润及还本付息的能力。 2、发展高科技高效率的环保型供热机组 热电厂发电之所以有的错误认为要,多数人借口是抽凝机投人提高了发电量.使机组供电煤耗上升,由于热电机组多在5万KW以下,这种机组若纯发电.供电煤耗大于大火电机组,但由于供热.其热效率又远大于大火电机组,节能显著。我国供热机组多为小容量中参数机组,虽然热电机组不能全部是大容量高参数.但不一定不能高参数设计,俄罗斯的许多热电厂容量不大,但都是高参数。所以机组效率比我们的高。 热电厂存在的价值是还具有环保性,它取代了众多分散的小炉子,小烟囱。但热电厂自身也必须是环保机组,否则即失去了环保存在的意义。所以旧机组改造要具有环保性,新上机组更要考虑高效率和环保先进性。具体今后新上机组应从下列几类机组中优先选挥。 1)循环流化床锅炉、(CFBB)此类锅炉国产化制造能力已达220T/h,脱硫好,炉渣易处理,炉型适合中小热电企业,应是今后首选的环保型炉型: 2)增压碱化床联合循环机组(PFBC—CC),目前国家正在中试,同时正在洽谈引进P200机型业务。预期几年后可国产化。此类机组也是今后首选的机型,它不 49 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 仅具有脱碱的环保性,还具有高效率,比同吨位的其它炉型热效率提高了3—5个百分点,即使总容量为5万左右的机组其热效率也超过其它型10万KW以上机组热效率。供电较其它同吨位机组多15—20%左右,可见极具上网竞争力。 3)有条件地区可建设天然气联台循环机组。近期国家正在论证洽嵌从俄罗斯西伯利亚引进天然气,供应北京并向上海输送,沿途的大中城市也列入用户中.同时,陕西天然气已引向北京。各个油田及沿海丈陆架也都会有油气产生,所以建设天然气热电厂显得现实起来,油田天然气远程输送.讲究一个连续安全性,否则不仅安全无保障.成本也上升,而天然气的用户,居民用户负荷仅为总输送量的20%左右,负荷带时间性,而大量的稳定负荷必须是工业用户,在工业用户中.以化工产业和发电为最大。城市天然气热电厂无脱硫的环节,无粉煤灰处理之忧,环保性能好,建设联合循环机组热效率可达50%以上,所以各国尤其前苏联,城市热电厂大部分以烧天然气为主。所以天然气管道贯通的城市,将来有建设此类机组的机遇。 4)垃圾发电供热机组。垃圾发电是一项环保项目,解决城市一大公害问题,受支持,利国利民,过去我国起步晚主要受城市居民使用能源种类有关,在城市居民燃料没有使用石油产品以前垃圾多为煤渣类,随着石油燃料的普及,垃圾则多为菜叶纸张及塑料包装制品,如果将可燃垃圾与不可燃的硬包装物分离,则垃圾即可用于燃烧并发电,垃圾发电厂是当前各国正在推广的城市环保项目,目前我国垃圾发电有人焚烧炉燃烧而发电,有用垃圾产生沼气点燃发电。随着城市的现代化进程推进,选择合适时期.合适炉型,建垃圾发电供热的项目是可行的,这方面国内外皆有先例,美国有的硫化床炉还烧废轮胎,木屑等垃圾,可见我们应认真研究对待这一课题。是大有文章可作的。 3、城市发展煤气、热力、电力三联产 在原国家计委等部门积极支持下,以燃煤为原料的,同时生产煤气、热力、电力三联产工艺科研试验,已取得成功,并通过国家小型试验鉴定,将在工程上开展工业试验,试点工程已通过初步设计,在施工中由于城市和乡村对煤气化、热化和电气化都非常迫切,故该科研课题受到广泛的关注,现已有专门的公司在积极推广此工作,各地都在盼望早日成功推广。 总之热电行业的发展离不开内外二个环境因素。外部环境国家要制定相应的法规支持。研究发展方向,制定相应引导.使热电行业走上健康有序发展之路,内部因素企业要加大改革力度.开拓市场,不断用新技术新设备改造武 50 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 装企业,使企业壮筋强骨,同时加强管理,不断提高企业效益,才能在市场大潮中立于不败之地。 结论与展望 本文针对600Mw亚临界凝汽式机组改造成为抽汽供热机组的案例,从改造后的机组热经济性角度出发,分别对汽轮机主汽阀门全开工况(VWO工况)下的机组回热系统下的锅炉进行热力计算,分别采用热量法、做功能力法和实际焓降法三种计算方法进行比较,得到如下结论,拟为大型凝汽式机组改供热机组的实践提供热经济性方面的依据或参考。 1、由于我国历来重视发展热电联产,国家在有关法律和文件中明确提出鼓励、支持、发展热电联产并颁发了具体的文件,从而开创了热电联产的新局面.同时由于人民生活水平的提高,城市人民居住条件的改善,老百姓从平房迁入新楼房,由分散供热,步入现代化的集中供热。我国热电联产集中供热产业将和国民经济发展的巨轮一道乘风破浪,走向新的胜利. 2、通过对亚临界机组造价方面的分析研究,运用动态投资回收年限法进行对比分析,得出热电联产机组的热经济性方面的优势。按银行年利率i=7.83%计算,按动态投资回收年限计算,机组采用16.7/537/537的热电联产机组由于效益的提高,比采用N600-16.7/537/537多消耗的初投资费用可以用四到五个月收回,而一般火电机组的运行周期可以达到三十年左右,这就说明了热电联产机组的优越性。 3、对600MW亚临界热电联产机组统进行了分析研究,计算结果表明按照热量法分配,供热方面所分得的的煤耗最大,发电方面所分得热量最小,又称为“好处归电”法。按照实际焓降法分配,供热方面所得的煤耗量最小,发电方面所分得的煤耗量最大,又称“好处归热法”这是两种极端的分配方法,其不同的分配结果的实质是冷源热损失的处理不同,热量法是将热电联产中冷源热损失全部划归供热方面,而实际焓降法是将冷源热损失全部规划了发电方面。做功能力法是一种折中的分配方法,将热电联产效益折中分配到供热和发电两方面。 热量法简单、直观,便于推行,是现行使用方法。它的缺点是以热力学第一定律为依据,不能反映供热参数高低的影响(因为QhQ/hs,是以热用户处的热负荷为依据的),不能调动热用户使用低参数供热的积极性,也不能促进热电 51 内蒙古工业大学本科毕业论文说明书 厂改进热功转换过程的积极性。因而对发展热电联产事业不利,也会导致国家能源的浪费,目前国内外学者在热耗量的分配方法上进行了许多研究,也提出了各种方法,但都有其合理性和局限性。 4、热电联产能够有效的节约能源,从国内外工程实践来看,已是不争事实。从世界经济发达国家节约能源,治理环境的经验看,最直接的措施就是清除能耗高、效率低、污染严重的小锅炉,重点抓好热电联产、集中供热项目。这项工作既提高能源的综合利用率,又大大改善了人们赖以生存的自然环境。因此热电联产是促进能源节约和环境改善的主要环节之一。 展望 本文的研究主要针对大型亚临界再热凝汽式机组的抽汽的供热改造实践。由于……….: 1、 计算过程中未考虑抽汽供热对锅炉烟气侧的热负荷偏差等安全性影响,热经济性分析计算存在一定的偏差。后续工作可以结合供热改造的实际情况,加入供热改造的各项成本等多方面因素的考虑,对此类供热改造的可行性建立完整的评价模型,以期更好地服务生产实践。 2、随着计算数学特别是计算机技术的飞速发展,机组热力系统分析计算方法中计算工作量的大小已不能再作为衡量某一种方法优劣的尺度。相反,在计算机计算时,我们使热力系统尽量的复杂,以保证计算的精确性。因此通用性、智能化、精确度高,适于计算机编程计算成为热力系统分析计算方法发展的新趋势,纯手工计算已经跟不上时代的流。因此本文后续工作就是运用计算机研究电厂的热力系统,并编写相应计算程序,将其运用到机组加热器端差、高压切除和回热焓升的分配等方面 52 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- igat.cn 版权所有 赣ICP备2024042791号-1
违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务