熱電聯產范文

時間:2023-03-18 14:55:28

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熱電聯產

篇1

17日晚上10點多,中北路東沙大廈6層的一間辦公室里電話鈴聲響起。電話那頭告訴德威公司董事長徐斌,中海油在廣州的一家熱電廠的招標項目開標了,德威的報價處于中間位置,中標的希望很大。就在幾天前,華能集團位于江蘇省的一家熱電廠的招標負責人也找到了徐斌,希望德威能夠參加他們一家在建熱電廠的蒸汽管網項目的招標。

熱電聯產似乎一下子變得炙手可熱。

“接下來的日子,我們基本上每天都會有投標、開標的項目。”徐斌告訴《能源》記者, “隨著國家對熱電聯產的重視和熱網建設的蓬勃發展,中國的‘熱’時代正在到來。”

“給力”熱時代

熱電聯產作為節能工程的核心領域之一,正在迎來一個關鍵時期。

根據工信部的《工業節能“十二五”規劃》,“十二五”期間,熱電聯產工程預計投資需求700億元,實現節能3500萬噸標準煤。

在此規劃下,2012年全國能源會議已經提出,“在北方采暖城市以及熱負荷集中的工業園區,結合淘汰分散供熱鍋爐和小熱電,建設熱電聯產或熱電冷聯供項目。”而且,相關部門也出臺了一系列的措施,通過“上大壓小”、熱電聯產、發展循環經濟等方式,積極推進電力產業結構調整。

為了爭取更多的熱源點、電源點以及上網電量的指標,各電力集團也積極興建熱電廠。這一現象在江蘇省尤為突出。

由于作為西電東送的落地點,江蘇省相關部門形成了一個不成文的規定:為了消耗西電東送的發電量,江蘇省將保證熱電廠的上網電量,而限制傳統火電廠的上網電量。于是,一大批傳統電廠不得不對存量火電廠進行熱電聯產改造,或者興建新的熱電廠。

除政策因素外,不斷上漲的熱力價格,也成為“熱時代”擴張的推手。

“熱力行業當前面臨的巨大機會,主要是得益于能源價格的提升,以及全民對能源綜合利用觀念的改變。”徐斌向《能源》雜志記者說道。據其介紹,20年前,熱力的價格每噸僅為幾十塊錢,10年前,蒸汽的價格達到了每噸100多元,而現在,這一數字變為了200多元。

“今后,熱力價格還將有一定的上漲空間。正是因為能源價格有了體現,所以節能才擁有了動力,越來越多的企業也才愿意對節能進行投資。”在徐斌看來,“熱電聯產的市場到底有多大?這并不是重要的問題。重要的是,我們所處的這個市場有多大的意義。”

“低水平”困局

其實,我國政府也早在上個世紀50年代就支持建立了一批區域性的熱電廠,并于1998年和2000年分別了熱電聯產的相關規定,推動了我國熱電聯產項目的發展。

但是,直到今天,熱電聯產行業依然困頓在“低水平困局”之中。與國外發達國家相比,我國的熱電聯產比例還存在較大差距。目前的狀況仍遠不能滿足實際的需要,技術水平也有待提高。

“很多企業都過于夸大自己的技術和宣傳,很多東西應該要放在大環境中考慮。我在各種場合反復強調,在熱力行業,當前的技術水平是很低的。當前國內的技術,2012年與上個世紀60年代相比,根本上沒有本質的區別。而且近年來迅速發展的網絡技術和信息化技術與我們的熱網基本上是絕緣的,新材料、新技術也沒有在熱網的建設中得到體現。”徐斌說。

以熱能輸送的熱網為例,由于保溫技術、信息化技術相對落后,導致熱能損失總量大,約為10%-20%,而且輸送距離短。徐斌告訴記者,即使是作為熱網建設的領先者(比市場上其他現有技術節能20%),德威也只會向用戶保證20公里以內的熱網建設和蒸汽供應,因為超過這個距離,延長輸送距離的成本就會大幅提高。

“熱電發展的最大障礙不是缺少節能新技術,而是缺乏節能新技術的運用環境:用能觀念、用能體制、能源價格。”遠大能源利用公司副總經理馬敢對目前中國“熱時代”的“低水平困局”給出了自己的解讀。

中國熱力市場的混亂,干擾了市場信號,進而影響了熱電聯產的創新和對技術研發的投入。

由于部分地區還存在熱電聯產與分散鍋爐供熱“同熱不同價”的問題,致使熱電企業雖然節能環保卻不能享受到集中鍋爐同等的熱價、優惠政策和補貼。而且,還存在用戶經常拖欠熱電廠的熱費,或者相關部門經常向熱電企業額外收取供熱稅等現象。

“而污染程度更高,效率更低的小鍋爐分散供熱卻無此項費用,這是極其不公平的。由于政策上的不足,導致了各大電力企業對于熱電聯產項目的興趣點在于裝機容量,而不是以供熱為根本出發點,熱電聯產項目的用途也在一定程度上被扭曲了。”徐斌說道。在他看來,政府應該從政策層面上給予熱電聯產企業以更多的關懷,以支持熱電聯產事業的發展。

“要解決我國電廠等耗能能大戶的節能問題,目前最迫切的任務不是節能新技術、新產品,而是要創造出適合這些新技術生存的環境。”馬敢認為,良性生存環境形成了,新技術會自然產生,迅速普及。

如果生存環境惡劣,即使有新技術開發出來,也無法得到實質的推廣。因此,相關方面應致力于改變傳統用能理念和割裂的用能體制,將能源價格調整到更合理的水準。

從聯產到聯供

相關資料顯示,我國熱電聯產供熱機組裝機容量和年供熱量逐年增加,發電和供熱標煤耗率逐年降低。特別是在‘十一五’期間,全國新增供熱機組裝機容量約6000萬千瓦,到2010年供熱機組裝機總容量達到13000萬千瓦,約占同期全國火電機組裝機總容量的18.2%。

在巨大的增量面前,未來“熱-電”兩聯產也正在向“冷-熱-電”三聯產轉變。

所謂“冷-熱-電”三聯產,是指熱電廠發電,余熱蒸汽通過熱力管道輸送到周邊一定范圍的單位、居民用戶,在冬季集中供熱,在夏季經過溴化鋰機組集中制冷。

北京許繼聯華國際環境工程有限責任公司有關專家介紹,由于冷熱電三聯產能夠實現能量的梯級利用,燃料利用效率可達80%以上,并具有環保等優點,在美國、歐洲、日本等發達國家發展迅速。如美國目前擁有冷熱電三聯產系統110余座,而在中國,冷熱電三聯產還處于起步階段。

此外,現行的商業模式也將發生深刻改變。

篇2

關鍵詞:熱電聯產;發電廠;供熱效應

一、發電、供熱成本費用分攤方法

(一)燃料費

為生產電力、熱力產品耗用的燃料費,應根據發電和供熱實際耗用的標煤量比例分攤。供熱廠用電耗用的燃料費,應由熱力成本負擔,計算公式為

式中:CBe為發電燃料費,萬元;CBh為供熱燃料費,萬元;CB為全廠燃料費,萬元;Che為供熱廠用電耗用燃料費,萬元;Be為發電耗煤量,萬t;Bh為供熱耗煤量,萬t;B為全廠耗煤量,萬t;Wh為供熱廠用電量,kW?h;be櫸⒌綾昝漢模g/(kW?h);Pb為標煤價,元/t。

(二)材料費

電氣、汽輪機車間的熱網部分用料由熱力產品負擔,其他部分用料由電力產品負擔;水處理用藥品按發電、供熱耗用軟化水量比例分攤;其余按發電、供熱耗用標煤量比例分攤。

(三)折舊費、修理費

電氣、汽機車間的熱網部分的折舊費和修理費由熱力產品負擔,其他部分由電力產品負擔;其余部分按發電、供熱耗用標煤量比例分攤。

(四)水費、環境保護費、財務費用、職工薪酬及福利費和其他費用

根據發電、供熱實際耗用的標煤量比例分攤。

二、供熱效益分析

(一)供熱直接效益

除發電業務之外,熱電聯產電廠供熱的直接效

益就是增加的供熱業務本身的效益,計算公式為

式中:Ehd為供熱直接效益,萬元;Ih為供熱銷售收入,萬元;Ch為供熱總成本,萬元;Th為供熱銷售稅金及附加,萬元。

(二)供熱間接效益

1、供電煤耗降低產生的效益。眾所周知,按照熱量法計算,與同級別純凝機組相比,熱電聯產電廠供熱往往能夠降低供電煤耗,產生節煤效果,因此,把由于供熱使熱電聯產電廠供電煤耗降低而減少的燃料成本作為供熱的間接效益。影響熱電聯產機組供電煤耗的因素較多,包括熱電比、供熱參數、機組類型、供熱利用小時數、熱化發電率、熱網效率等,但熱電比的影響是主要的,熱電比越高,供電煤耗降低幅度越大。研究結果表明,在大多數工況下,認為機組供電煤耗隨熱電比呈線性變化具有一定的合理性。因此,為了方便分析,作者認為供電煤耗隨熱電比增加而線性降低,由于供熱降低供電煤耗而產生的間接效益,其計算公式為

Ehi1=KrP(t0+t1)(1-w)Pb/107 (5)

式中:Ehi1為供熱降低供電煤耗產生的間接效益,萬元;K為系數;r為熱電比,%;t0為純凝機組發電設備利用小時數,h;t1為熱電聯產比純凝增加的利用小時數,h;P為裝機容量,MW;w為綜合廠用電率。

2、機組發電利用小時數增加產生的效益。為了支持熱電聯產發展,按照“以熱定電”的原則,各地區在電量計劃安排上向熱電聯產機組傾斜。一般情況下,熱電聯產機組比同級別的純凝機組能夠多爭取到計劃電量小時數(200~800h,甚至更多)。由于發電利用小時數增加,可使熱電聯產電廠增加發電邊際效益。

式中:Ehi2為供熱增加發電利用小時產生的間接效益,萬元;Pe為上網電價,元/(kW?h);bne為純凝機組供電標煤耗,g/(kW?h)。

3、供熱廠用電影響產生的效益。與純凝機組相比,熱電聯產機組由于供熱增加了廠用電,使上網電量減少,造成發電效益損失。

式中:Ehi3為供熱廠用電量造成的效益減少,萬元;Qh為供熱量,GJ;wh為供熱廠用電率,(kW?h)/GJ。

綜上所述,由于供熱給熱電聯產電廠帶來的間接效益為

Ehi=Ehi1+Ehi2+Ehi3 (8)

(三)供熱總效益

與純凝機組相比,熱電聯產電廠由于供熱產生的直接效益和間接效益之和就是供熱的總效益

Eh= Ehd+Ehi (9)

通過分析,認識到將熱量法作為電、熱成本分攤方法,在受到“好處歸電”的一項下,使得發電盈利,而供熱虧損,這樣便使熱電聯產電廠的發電和供熱兩方面的效益存在不均衡的情況。鑒于此,有關機構有必要提升熱價,使供熱經濟性得到有效改善,并在發電利用小時數編排上給予熱電聯產電廠足夠的傾斜,以此確保發電以及供熱的均衡性,最終為熱電聯產發電廠整體效益的提升奠定堅實的基礎。

參考文獻:

篇3

與會的熱電專業委員會高級顧問王振銘帶來了這樣一張圖表,上面清楚地記載著部分熱電聯產企業在2008年的經營虧損額,少則幾百萬,多則上千萬。王振銘告訴記者,熱電聯產行業目前遇到極大的困難,幾乎到了全行業虧損、難以生存的危險境地。

實際上,在節能、環保等方面,熱電聯產行業擁有極大的競爭優勢。據了解,我國的熱電聯產比凝氣發電與小鍋爐供熱,每年可節約能源3000萬噸以上的標煤,相應地減少二氧化碳排放量6500多萬噸、60萬噸的二氧化硫排放量以及1300萬噸的灰渣排放。早在2008年時,熱電聯產行業的供熱量就已經占全國供熱總量的80.5%(蒸汽)、26%(熱水),成為工業供熱和城市居民采暖的支柱產業。同時,占全國發電總量9%的電量也來自熱電聯產行業。

既然熱電聯產行業在能源供給上扮演著這么重要的角色,一直以來又是國家的重點鼓勵發展行業,卻為何身臨嚴重虧損,甚至倒閉的險境?

王振銘指出,隨著市場經濟的快速增長,煤、電、油、運出現了嚴重的供求矛盾。特別是煤炭價格持續上漲,給全國熱電聯產企業造成了嚴重負擔。再加上熱電聯產企業的規模較小,在利益格局上不屬于大型國有電力集團,因此在燃料供應和電價上受到更多的歧視。盡管“煤電聯動”方案的出臺能夠在一定程度上緩解煤炭價格上漲帶來的壓力,但該方案目前只適用于省級電網以上的大電廠,而小型熱電廠還尚未受到此優惠政策。除此以外,熱電廠除了能夠發電以外,其另一個主要產品就是熱能。因此,還應盡快實現“煤熱聯動”。

除了煤炭價格上漲引起的生產成本上升,熱電聯產行業面臨的問題顯然還不止這些。

韓曉平認為,目前正在大力推行的“競價上網”改革也對熱電聯產行業的發展提出了挑戰。

篇4

一、中國熱電聯產的現狀

1、目前熱電聯產發展的特點

最近幾年中國熱電聯產事業得到了迅速的發展,經過40多年來熱電建設的經驗積累,目前已 形成一條中國式的熱電聯產發展道路。

(1)最近幾年熱電廠的建設主要是在已有的工業區內搞熱電聯產,代替分散運行的小鍋爐 ,因而熱負荷比較落實,資金易于籌集,建成后能較快的形成供熱能力,發揮出較好的經濟 效益。

(2)熱電廠建設強調要服從城市總體規劃和城市熱力規劃,并明確沒有城市熱力規劃的熱電 項目不予審批,因而現在很多城市和縣鎮均編制有熱力規劃。將熱電建設納入長期發展計劃 。

(3)熱電建設中以區域熱電廠為主,也發展一個企業為主兼供周圍企業的聯片供熱的熱電廠 和企業自備熱電廠,以發揮各自的優越性。

(4)熱電廠的建設已由電力部門獨家建設,發展為電力部門、地方政府和各部門企業共同建 設的興旺發達局面。

(5)1949年前后建設的中低壓凝汽電廠,隨著城市的發展,這些電廠已處于城市的中心地帶 ,而機組老舊煤耗高,有的已拆除,周圍有熱負荷的廠改建為熱電廠向城市供熱,使老電廠 恢復了生機。

(6)隨著城市供熱規模的擴大,開始采用20和30萬千瓦抽汽冷凝供熱機組,這些高參數大容 量機組,在非采暖期與凝汽機組效率基本相同,在采暖期明顯的節能,因而在熱電聯產集中 供熱中發揮巨大作用。現在也進口一些大型供熱機組代替原有小型供熱機組。

(7)一些地區由于鄉鎮工業的發展,形勢需要統一解決電和熱的供應問題,因而一些縣、鎮 形成建設熱電的趨勢。

(8)各城市新建開發區的建設,都將建熱電廠做為招商引資的基礎設施,積極發展熱電聯產 。

(9)《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國節約能源法》和《中國21世紀 議程》、《節約能源管理暫行條例》、《節能技術政策大綱》與《當前重點鼓勵發展的產業 、產品和技術目錄》中均提出鼓勵、支持、發展熱電聯產。1998年又由國家計委、國家經貿 委、 電力部、建設部聯合公布了《關于發展熱電聯產的若干規定》。目前正在起草新的文件,堅 持發展熱電聯產。

2、現在熱電聯產已達到的水平

到1998年底,中國熱電聯產的情況:

6000千瓦及以上供熱機組共1313臺,總容量達2493.85萬千瓦,占同容量火電裝機總容量的1 2.7%。年供熱量103599萬百萬千焦。

1998年新裝了一些大型供熱機組,新增供熱機組的平均單臺容量由1997年的1.28萬千瓦 /臺增加到1998年的3.53萬千瓦/臺。

在運行的熱電廠中,規模最大的為太原第一熱電廠,裝機容量138.6萬千瓦,在北京、沈陽 、吉林、長春、鄭州、邯鄲、秦皇島、天津和太原這些中心城市已有一批20萬千瓦、30萬千 瓦大型抽汽冷凝兩用機組在運行,星羅棋布的熱電廠不僅在大江南北、長城內外迅速發展, 就連黑河、海拉爾、石河子和海南島這些邊疆城市也開花結果,區域熱電廠也從城市的工業 區,蔓延到了鄉鎮工業開發區,蘇州地區一些村鎮辦熱電廠 也在發揮著重要作用。

在負責城市集中供熱的熱力公司中,規模最大的為北京市熱力公司,現有八座熱源廠,有供 熱管網328公里,供熱面積4145萬平米,供應蒸汽105個工業用戶897t/h,大小熱力站1015個 。已建成的熱力管網:蒸汽管直徑DN1000,熱水管直徑DN1400。

到1998年底,全國共有668個設市城市,其中已有286個城市建集中供熱設施,占42.18%,供 熱管道34308公里,其中蒸汽管道6933公里,熱水管道27375公里,1998年底集中供熱的供熱 能力 :蒸汽66427噸/時,熱水71720兆瓦/時。供熱量:蒸汽17463噸/年,熱水64684百萬千焦/年 。1998年底全國集中供熱面積為86540萬平方米。目前北京集中供熱面積已達6411萬平方米 。集中熱化率已達34.6%。

在總供熱量中熱電聯產占62.9%,鍋爐房占35.75%,其它占1.35%,城市民用建筑集中供熱面 積增長較快,并向采暖過渡區發展。全國集中供熱面積中,公共建筑占33.12%,民用建筑占 59.76%,其它占7.11%,民用建筑集中供熱有如下特點:(1)三北地區集中供熱以民用建筑為 主,如北京市民用建筑為72.66%,河北省為66.54%,遼寧省為67.5%,山東省為51.97%。(2) 城市集中供熱逐步向采暖過渡區發展,如上海、江蘇、浙江、安徽等省市均已有集中供熱, 但以公共建筑和工廠為主,如上海為61.72%,江蘇為53.35%,安徽為39.55%。城市供熱管網 的建設也有很大發展。

(1)熱力管道直埋敷設方式逐年增長。到1995年,直埋敷設長度已達9251公里,占總長度的29%。

(2)熱水管道直埋敷設已制訂國家行業標準,適用于熱介質溫度低于或等于150℃,公徑直 徑 小于或等于D N500mm的鋼制內管保溫層,保護外殼結合為一體的予制保溫直埋熱水管道。 

蒸氣直埋敷設已在10余個城市中敷設數百公里,最大管徑為DN700,正在總結經驗過程中 。

(3)直埋敷設排名前10位的城市主要分布在東北、華北、西北。

(4)地溝敷設排名前10位的城市主要分布在東北、華北、西北。

(5)架空敷設排名為前10位的城市主要分布在南方各省市。

二、中國熱電聯產的市場潛力 

中國熱電聯產事業經過40多年的發展,已有相當規模,但目前的狀況遠不能滿足實際發展的 需要,由于以下的原因其發展前景十分廣闊。

1、節約能源工作的需要

中國是產煤大國,也是煤炭消費大國。在最近一個時期仍以燃煤為主。眾所周知中國近期國 民經濟發展較快,能源需求量大增,以前能源生產和消費基本是平衡的,但從1993年開始成 為能源凈進口國。據預測中國未來能源供需缺口將越來越大,在采用先進技術,推進節能, 加速可再生能源開發利用以及依靠市場力量優化資源配置的條件下,2010年約缺能8%,到20 40年將缺24%左右。

熱電聯產能有效地節約能源,在中國已被越來越多的人所認識,政府有關部門也確定為優先 發展的產業,因而發展潛力巨大。

2、能源結構調整的機遇

中國目前正處在重新考慮能源發展戰略的關鍵時期。圍繞實現現代化,要求調整能源發展戰 略 ,優化能源結構,提高能源利用效率,進一步明確和貫徹節能優先的長期能源戰略,系統更 新落后的高耗能的產業裝備,打破局限于國內資源考慮能源供應戰略的思想束縛,把建立國 際多元化能源供應體系作為長期能源供應的戰略目標,把能源優質化作為主攻方向,把天然 氣開發作為下世紀能源開發的重點。

1998年底已投產單機6000千瓦及以上的燃氣輪機共115臺,460萬千瓦,用于聯合循環供熱的 不 多。最近中國考慮能源結構調整和提高能源效率與改善環境質量,將提高燃天然氣比重,發 展燃氣--蒸汽聯合循環供熱。目前正在擬定的“

關于發展熱電聯產的規定”文件中已提出發展燃氣--蒸汽聯合循環供熱的規定。最近已報 導天津市將建設一套30萬千瓦燃氣--蒸氣聯合循環供熱機組。可以預 計在不久的將來,隨著天然氣的逐步推廣,燃氣--蒸汽聯合循環供熱將有較快的發展。

3、環境保護的要求

中國目前的燃料中煤炭約占總量的75%,因而環保問題日益突出。

由于城鄉工業的發展,環境污染越來越嚴重,隨著人民物質文化水平的提高,環境保護的意 識越來越強,分散供熱既浪費能源又污染環境已被越來越多的人所認識,在城市和村鎮要求 實行集中供熱的呼聲越來越高。

1998年全國322個環境統計的城市中,有89個城市空氣質量達國家二級標準、占27.6%;93個城市空氣質量達國家三級標準,占28.9%;140個城市空氣質量超過三級標準,屬嚴重污染城市,占43.5%。

所以目前很多城市在下大力量抓環境保護,在北京、廣州、上海、太原、天津等大城市已將 環境保護做為頭等大事,而熱電聯產集中供熱則是改善環境的有效措施,有的地方就是從改 善環境質量出發來建設熱電廠。

4、工業需求量大

1998年全國共生產原煤125000萬噸,原油16100萬噸,天然氣223億立方米,折合標煤124000 萬噸。同年全國發電用標煤34732萬噸,供熱用標煤4184萬噸,兩項合計占標準煤產量的31. 13%(較上一年提高2.38個百分點),而據有關資料報道:煤源消費中除發電、煉焦、交通運 輸和民用煤外,建材和其他工業的用煤的比重則占40%,也就是說建材和其他工業用煤量遠 大于發電和供熱用煤量,一次能源轉換成電能的比例和電力占終端能源消耗的比例太低。同 時中國在1998年尚有在用鍋爐50.65萬臺,其中蒸汽鍋爐34.07萬臺,占67.27%;熱水鍋爐16 .5 8萬臺,占32.72%。按用途統計:生活用鍋爐26.34萬臺,占52%;生產用鍋爐23.78萬臺,占 46.95%;發電用鍋爐5286臺,占1.05%。從上述數字可知,目前尚 有大批可以實現熱電聯產 集中供熱的地方,仍在由分散小鍋爐供熱。

5、民用采暖和生活用熱迅速增加

到1997年底,中國民用采暖的熱化率僅12.24%,東北、華北、西北地區集中供熱的熱化率為 29.08%,根據中國建設部的規劃,到2000年全國集中供熱的熱化率將達到15%,東北、華北 西北地區將達到25-30%,經濟發達和開放城市將達到45-50%。

近幾年隨著人民生活水平的提高,原來不裝采暖設施的城市,在新建筑中也裝了采暖設施, 因而供熱范圍由我國的北方向南方擴展,采暖范圍不斷擴大。

城市集中供熱熱化率的提高,新建筑的增加,供熱范圍的擴大,從三方面對熱源建設提出了 巨大的需求。

6、農村小熱電的發展具有十分廣闊的市??/P>

廣大農村是社會和經濟發展中一個重要方面,為了實現本世紀末達到小康水平,到21世紀中 葉,基本實現現代化,達到中等發達國家水平的目標,關鍵將在農村的工業化、城市化和現 代 化,據有些專家研究,到21世紀中葉,中國約有6億的農村人員轉移到城鎮中,農村人口的 轉移帶來商品能源的大量增加。中國有近5萬個小城鎮集中了有相當規模的鄉鎮企業100多萬 家 ,有電、熱負荷的需求,因而將成為熱電事業發展的大市場。

7、政府的大力支持

為了更有效的節約能源、保護環境、緩解電力緊張,中央和地方均采取一系列政策,積極鼓 勵和支持發展熱電聯產。

根據以上分析,我們有理由認為中國的熱電聯產前景廣闊,市場潛力巨大。今后中國在熱電 建 設中,對較大容量,高參數供熱機組將有較大的需求,對燃氣--蒸汽聯合循環供熱也將有 所發展。預計今后每年將新增供熱機組300萬千瓦左右。

篇5

關鍵詞:自備熱電聯產工程;電力行業設計;鍋爐爐型選定;供熱方案

中圖分類號:TM611文獻標識碼:A近年來,隨著改革開放的日益深入和國家推進西部大

開發的戰略的推進,西部地區國民經濟發展水平不斷提高。為使企業滿足發展要求,很多行業和企業紛紛進駐西部,新建或改擴建企業自備熱電聯產工程,并且隨著企業規模的增大,自備熱電聯產機組容量也日趨擴大。

企業自備熱電聯產機組(供熱鍋爐)的建設,給電力設計市場帶來機遇。這使得電力工程設計人員有更多的機會與非電力系統行業充分接觸。我院近年來發展迅速,陸續承擔了川渝等地多項涉及煤礦、石化、輕工、建材等系統非電力行業自備熱電聯產機組(高參數、大容量供熱工程)的新建和擴建工程設計。由于每個行業都有各自特點,同時涉及到的工程均有主體設計院,因此對于熱電聯產機組(高參數、大容量供熱工程)設計、建設、運行要求不盡相同,如何做好設計工作,既滿足電力行業設計規范和習慣,又能符合主體設計院總體規劃和設計接口,充分滿足顧客的需要,是我院和設計人員面臨的問題,本文結合重慶某石化有限責任公司高參數、大容量供熱工程的一些具體設計情況,談幾點體會。

一、工程簡況

重慶某石化有限責任公司供熱工程是東部企業進軍西部大開發的新建石化企業。按企業規劃,化工用汽點需用最大用汽量為320 t/h、正常平均用汽量為120 t/h,用汽參數為9.2MPa,380℃的過熱蒸汽;同時還有少量用汽

參數為0.98MPa,280℃的低壓蒸汽。根據用汽參數要求和化工用汽不能中斷的特點,規劃建設3×130t/h高溫高壓燃煤循環流化床鍋爐+1×25MW抽凝機組。正常運行兩臺鍋爐及一臺汽輪機,備用一臺鍋爐;三臺鍋爐為一次性建成,不預留擴建。

二、設計方案的確定

根據國家有關政策和法規,結合供熱工程為整個新建石化企業的一個部分,進行供熱工程具體方案比選和設計。

(一)供熱方案供熱鍋爐和汽輪發電機組運行方案確定

根據化工用汽啟動裝置時用汽量較大、正常運行用汽量較小的特點,經我院和化工主體設計院多次論證,向業主推薦以下供熱(汽)方案:化工裝置啟動時,需用蒸汽量為320t/h,此時三臺鍋爐均運行(汽輪機不投入運行),最大產汽能力為360 t/h,產出的蒸汽經主蒸汽管匯入位于除氧煤倉間運行層的蒸汽母管,再由蒸汽母管經減溫裝置減溫后(溫度390℃)向化工廠區進行供熱;鍋爐除氧自用蒸汽從蒸汽母管中引出。化工裝置啟動完畢進入正常運行時,需用蒸汽量為120t/h,為確保不間斷向化工裝置供汽,此時運行兩臺鍋爐和抽凝式汽輪發電機組,另一臺鍋爐作備用,一旦運行中的一臺鍋爐發生故障,停用汽輪發電機組,剩下的一臺仍能可靠地向化工裝置供汽,同時啟動備用的第三臺鍋爐。

(二)鍋爐爐型的確定

循環流化床燃燒技術是一種熱效率高、煤種適應性廣、負荷調整范圍較大,環保效果好(SO2、NOX等生成量較煤粉爐低),運行操作方便的高效潔凈燃燒技術。目前,國內循環流化床鍋爐技術以相當成熟,最大鍋爐容量1000t/h以上,運行穩定可靠。同時,循環流化床鍋爐能摻燒石灰石粉進行爐內脫硫的優點,結合本工程由于燃煤含硫量較高(收到基硫Sar>2.87%)的特點,本工程鍋爐選用循環流化床鍋爐。

(三)鍋爐主要技術參數

鍋爐為華西能源工業股份有限公司生產的高溫高壓、自然循環、燃煤循環流化床鍋爐;全鋼結構,露天布置。鍋爐采用0#輕柴油床下熱煙氣發生器點火。

汽輪發電機組暫未定貨,汽機房為預留建設。

型號:DGJ130/9.81

額定蒸發量:130t/h

過熱蒸汽壓力:9.81MPa

過熱蒸汽溫度:540℃

給水溫度:158℃(壓力式除氧器)

一次熱風溫度:185℃

二次熱風溫度:190℃

排煙溫度:137℃

脫硫鈣硫比Ca/S:~2

設計爐內脫硫率:≥80%

設計熱效率:≥88%

設計床溫:890℃

(四)總體布置

根據供熱站位于化工廠區的東南側,總圖布置時根據供熱站址內、外部條件及化工廠區總體規劃,以及工藝流程、功能分區等各種因素綜合考慮廠區平面規劃布置。經與化工主體設計院多次商定,為減少供熱管道投資和總體布局合理,總圖布置時,汽輪發電機房朝向化工主廠區用汽負荷中心一側,結合地形地貌,為減少土地平整費用,供熱站主廠房軸線與化工廠區主裝置軸線偏11°。從西北向東南依次布置:規劃的汽機房、除氧煤倉間、鍋爐、靜電除塵器、脫硫塔、煙囪;為減少對化工廠區的粉塵污染,煤場和灰渣庫均設置于遠離化工廠區的東南端布置。

(五)燃煤輸送系統

為確保供汽可靠,經與化工主體設計院多交流,本工程運煤系統采用雙路布置。每路系統輸送能力按不小于3×130t/h鍋爐額定出力耗煤量的150%設計,帶式輸送機選用DTⅡ型,帶寬B=650mm,帶速V=1.25m/s,額定出力Q=140t/h。

由于循環流化床鍋爐入爐煤粒度要求入爐煤粒度≤10mm,而原煤粒度不均勻,部分粒度較大,因此系統按一級篩分,一級破碎設計。在碎煤機室中設有兩臺出力為140t/h的滾筒篩和兩臺出力為140t/h的環錘式碎煤機。

(六)除灰渣方案的確定

本工程由于煤質較差,灰渣量較大,在方案設計階段,熱機與除灰、總圖專業等相關專業配合確定鍋爐排渣按水冷式冷渣機、刮板輸送機及斗式提升機方式將渣送入混凝土渣庫中的方案,三臺鍋爐共一套除渣系統;經論證,系統及布置合理可行,投資較省,運行維護也方便,并據此設計幾種布置方案推薦給業主。但是業主工程師看后提出:根據他的經歷,認為刮板運輸機和斗提機故障率高,維護費用較高,提出用水平布置高溫皮帶輸送機和大傾角皮帶輸送機將渣送入渣庫中。對于此,我們提出一旦冷渣器故障,無法將爐渣冷卻至規定溫度以下,皮帶輸送機將有被燒壞的可能,存在不可靠的因素。業主工程師堅持認為這完全可行。在業主再三堅持下,我們滿足其要求,采用高溫皮帶方案,但對高溫輸渣皮帶的定貨提出必要的耐溫要求。

(七)熱控方案

本供熱工程作為化工主廠區一個提供蒸汽的輔助單元,為確保供汽的可靠性,決定對供熱鍋爐機組控制采用DCS分散控制系統。鍋爐機組運行時以CRT和鍵盤為中心,在就地人員的配合下,在控制室內可以實現鍋爐機組及供熱減溫器和減溫減壓器的啟停、正常運行的監視和操作,以及事故狀態下的緊急處理。輸煤系統、除灰系統采用PLC控制方式,與鍋爐DCS控制系統采用通訊聯絡;煙氣石灰石脫硫系統采用PLC控制方式,并與鍋爐DCS控制進行數據聯絡,但其進出口擋板和旁路擋板由鍋爐DCS控制系統控制。

(八)其它輔助系統

本供熱鍋爐為整個化工廠區的一部分,化工廠區也需除鹽水、循環水等工藝,為減少重復投資,優化整個化工廠區的布置,經與化工主體設計院共同商定,將鍋爐用化學除鹽水、壓縮空氣站、循環水站、工業水站、消防

水站等均統一布置在化工廠區內。

三、存在的問題

(一)工程施工進度問題

因項目建設進度要求,供熱鍋爐必須先運行,向化工供汽,業主在鍋爐主機定貨后,輔機資料尚不完全具備的情況下就要求提供土建施工圖,給工藝專業設計增加了較大難度。導致土建埋鐵及留孔的準確性較差,為保證土建施工進度,只能對次要管道布置采用預留規劃埋鐵方式。導致土建投資增大和安裝難度增大。

(二)相近功能設備選型過多,設計繁雜

業主在主要輔助設備選型時,同一功能設備使用兩種甚至兩種以上型號產品,諸如,電動給水泵兩臺選用定速給水泵,一臺選用液力耦合調速給水泵,給設備布置設計和管道布置設計增加了工作量。對安裝及調試運行都增加了復雜性。

(三)中標廠家水平良莠不齊

建設單位因為私有企業投資,基本上中標的廠家均為低價中標,導致個別廠家業績不好,甚至沒有涉及過電力行業,沒有電廠設備制造經驗,設計時與他們配合十分困難。

四、幾點體會

通過某石化企業供熱鍋爐工程全過程的設計,有如下幾點體會,這對以后類似工程的設計有所借鑒。

(一)多與業主進行溝通

完成一項供熱工程設計,首先就要多與業主進行溝通,多去了解他們的工程構想和思路,尤其是非電力系統的行業,因對于其特有的工藝要求,運行工況的復雜多樣性,電力設計單位不可能一一清楚,只有在與其充分溝通的情況下,才能了解業主所在行業的特點,才能設計出滿足其工程要求的設計成品。同時,業主工程師由于長期從事非電力行業的工程建設和運行,對電力行業的工程建設了解不深,只有通過溝通,加深其對電力行業建設工程的設計、施工特點,才能提高業主的滿意度。

(二)多與主體工程設計院進行溝通

由于供熱或熱電聯產工程多屬非電力企業的一部分工程,與主體工藝均有緊密的聯系,在總體布置,總體方案,以及具體接口等方面必須與主體工程設計單位進行充分溝通,才能既使供熱或熱電聯產工程滿足主體工藝需要,又能適應熱、電生產工藝過程的優化,減少重復投資。

(三)對設計變更應有思想準備

由于業主所代表的行業在經營、管理、運行特點上或有不同,以及選定的施工和安裝單位不是電力建設單位,因此隨時有可能出現設計變更,造成設計人員重新更改原有設計,有的甚至反復修改,這種現象多發生在工程前期工作中。對此設計人員應充分理解,給予支持。

(四)提高設計服務意識

設計過程是一個服務過程,設計過程和現場服務過程必須充分貫徹顧客滿意,質量第一的思想。作為設計院,在滿足法律法規和行業規范前提下,盡量減少投資,有利于運行維護管理,才能設計出精品工程,同時才是對業主負責;對業主負責是設計企業的職責,只有這樣,才能實現雙贏。

篇6

關鍵詞:熱電聯產;熱力系統;分析;變工況損失

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)43-0185-02

一、前言

熱電聯產既產電能又可供能[1],實現高的功能效率;而通過對熱電機組的熱力系統進行分析,可以尋找節能潛力所在。系統分析可以發現系統中能量利用率較低的薄弱環節,對電廠的節能和運行優化更具有指導意義[2,3]。本文以300MW熱電聯產機組為研究對象,對其熱力系統進行不同工況的分析,為系統的節能以及優化運行提供指導。

二、動力循環描述

本文所分析的機組熱力系統如圖1所示。給水由1點經鍋爐被加熱成為2點的高溫高壓過熱蒸汽,進入汽輪機各缸依次做功;供熱蒸汽從4級抽汽抽出。

三、分析理論模型

對于穩定流動開口系統,質量、能量和的平衡方程分別如式(1)、(2)和(3)表示[4]。

∑m=∑m (1)

Q-W=∑mh-∑mh (2)

E-W=∑mφ-∑mφ+I (3)

溫度T下熱量傳遞率計算公式:

E=∑(1-T/T)Q(4)

焓計算公式為:φ=h-h-T(s-s) (5)

根據基本方程,對各部件進行損分析。

四、結果與討論

分析計算中環境參考溫度和壓力分別為298.15K和101.3kPa;特定工況(發電負荷283.03MW)下主汽溫度壓力分別為525℃、15.7MPa(圖中2點),流量為919kg/s。根據現場測量參數,進行了損計算,得到的各組件損及比率、效率如表1所示。

可見,鍋爐損比達86%,是熱力系統中損失最大的部件,其中燃燒、傳熱以及排煙損失占主要部分;其次是汽輪機;各回熱加熱器損平均在2MW以下,而熱網加熱器損達6MW以上。不同負荷工況下系統分析如表2所示。汽輪機損隨負荷增大逐漸減小,且變化幅度小;鍋爐損隨負荷增加而逐漸增大,負荷每增10MW,損失增大約7MW,導致機組損隨負荷的增大而增加;而鍋爐效率也最低。

五、結論

所研究的熱力系統效率為40%左右,且隨著負荷的增加有升高的趨勢。鍋爐是熱力系統中損失最大的部位,且其損失隨著負荷的增加比較明顯,汽輪機損失隨負荷變化不明顯,且隨負荷增加略有下降。鍋爐燃燒過程的損失、傳熱過程的損失以及排煙損失是鍋爐主要損失所在。

參考文獻:

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[2]Tapan K R,Amitava D,Amitava G et al. Exergy-based performance analysis for proper O&M decisions in a steam power plant. Energy Conversion and Management,2010,(51):1333-1344.

[3]Smith A,Luck R,Mago P J. Analysis of a combined cooling,heating,and power system model under different operating strategies with input and model data uncertainty[ J]. Energy and Buildings,2010,42(11):2231-2240.

[4]Regulagadda P,Dincer I,Naterer G F. Exergy analysis of a thermal power plant with measured boiler and turbine losses. Applied Thermal Engineering,2010,(30):970-976.

The Exergy Analysis of 300MW CHP Unit under Variable Conditions

ZHAO Hong-bin1,2,SONG Tian-ren1,2,CHEN Qing1,2,LI Meng1,2,CHAI Yu-man1,2

(1. College of Machinery and Transportation Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2. Beijing Key Laboratory of Process Fluid Filtration and Separation,Beijing 102249,China)

篇7

【關鍵詞】350MW;熱電聯產;RB;自動調節

某電廠采用的是東方鍋爐廠生產的350MW超臨界前后墻對沖式直流爐,汽輪機為東方汽輪機廠生產的的超臨界一次中間再熱凝汽式汽輪機。發電機由東方汽輪機廠提供。機組DCS控制系統采用北京和利時生產的MACSV6.5系列。

1RB性能試驗條件

(1)CCS、FSSS的單系統RB冷態試驗及兩個系統聯調時的RB冷態試驗均已做過且成功;熱工其他系統及機、爐、電等相關專業的冷、熱態試驗都已完成且試驗數據完備。

(2)在機組帶滿負荷的情況下,CCS的下列自動調節系統已經運行12小時以上。

(3)DEH在協調控制方式下運行正常。

(4)FSSS的機爐大聯鎖試驗成功,RB的動作邏輯正常。

(5)TF方式的調節符合要求。

(6)“機組負荷變動試驗”已完成,控制性能滿足機組運行要求。

(7)主、輔機設備均無重大缺陷。

2RB性能試驗內容

本機組共設有送/引風機RB、一次風機RB、磨煤機RB,由于采用了100%容量的單臺汽動給水泵,所以沒有給水泵RB。

2.1送/引風機RB試驗:“跳一臺送/引風機RB”試驗

當送/引風機跳閘條件出現時,機組負荷減到以下目標值:-減負荷率:l00%/min;-目標負荷:60%MCR。

2.2一次風機RB試驗:“跳一臺一次風機RB”試驗

當一次風機跳閘條件出現時,機組負荷減到以下目標值:-減負荷率:l00%/min;-目標負荷:50%MCR。

2.3磨煤機RB

(1)4臺磨煤機運行,機組負荷>75%MCR,手動或模擬條件跳閘一臺磨煤機,觸發磨煤機RB(單臺),CCS將控制方式由協調方式自動轉入TF方式,燃料主控切手動。

(2)5臺磨煤機運行,機組負荷>75%MCR,手動或模擬條件跳閘一臺磨煤機,間隔5秒后再手動或模擬條件跳閘一臺磨煤機,觸發磨煤機RB(兩臺),CCS將控制方式由協調方式自動轉入TF方式,燃料主控切手動。

3試驗過程

試驗前所有輔機運行正常,鍋爐聯鎖和制粉系統聯鎖以及風機聯鎖均已投入。

3.1單臺磨煤機RB

試驗前機組工況如下:

機組負荷:342MW

協調控制方式:協調控制

制粉系統投運情況:A、B、D、E

運行人員手動停止E磨煤機,磨煤機RB信號發出,燃料主控切手動保證其他運行的磨煤機出力不變,機組由協調控制切為TF方式,機組負荷平穩下降,機前壓力按滑壓曲線下降,其他系統動作正常。

3.2兩臺磨煤機RB

試驗前機組工況如下:

機組負荷:338MW

協調控制方式:協調控制

制粉系統投運情況:A、B、C、D、E

運行人員先手動停止C磨煤機,5秒后停止E磨煤機,磨煤機RB信號發出,燃料主控切手動保證其他運行的磨煤機出力不變,機組由協調控制切為TF方式,機組負荷平穩下降,機前壓力按滑壓曲線下降,其他系統動作正常。

3.3送風機RB

試驗前機組工況如下:

機組負荷:259.32MW

協調控制方式:協調控制

制粉系統投運情況:A、B、D、E

運行人員手動停止A送風機,A引風機聯跳,送/引風機RB信號發出,E層制粉系統聯鎖跳閘,A層等離子、D層油槍自動投運,協調控制切為TF方式,目標負荷210MW,其他系統動作正常。

3.4引風機RB

試驗前機組工況如下:

機組負荷:319.44MW

協調控制方式:協調控制

制粉系統投運情況:A、B、D、E

運行人員手動停止A引風機,A送風機聯跳,送/引風機RB信號發出,E層制粉系統聯鎖跳閘,A層等離子、D層油槍自動投運,協調控制切為TF方式,目標負荷210MW,其他系統動作正常。

3.5一次風機RB

試驗前機組工況如下:

機組負荷:319MW

協調控制方式:協調控制

制粉系統投運情況:A、B、D、E

運行人員手動停止B一次風機,一次風機RB信號發出,E、B層制粉系統聯鎖跳閘,A層等離子、D層油槍自動投運,協調控制切為TF方式,目標負荷175MW,其他系統動作正常。

4試驗分析

4.1送/引風RB試驗

送/引風RB試驗中,由于引風機電機出力偏小,當擋板開度70%時就已達到額定電流,并且引風機調節擋板開啟的速度比送風機動葉開啟的速度慢一倍,致使送引風RB時,爐膛壓力正向過高,接近1000Pa,采取送風動葉限制升速率與引風機匹配,并將引風機擋板開度高限定為70%,送風機動葉開度高限定為75%,送引風機RB時爐膛負壓控制效果明顯改善。

試驗中,主要控制系統工作正常,其他主要參數也都在安全范圍內。可見,在單側送/引風機跳閘時,本機組的RB功能能夠保證機組安全運行。

4.2一次風機RB

一次風機RB試驗中,對機組安全運行影響最大的因素,一般是一次風壓變化太大,影響正常運行的磨煤機,甚至導致磨煤機跳閘,此外,爐膛壓力的變化也會很大,只要爐膛壓力變化不超出機組安全運行所需要的定值,一次風壓的變化不導致正常運行的磨煤機跳閘,試驗一般會成功。在試驗前,與運行人員溝通,在確保磨煤機安全的前提下,確定發生一次風機RB時,一次風量低跳磨延時由5s自動切換為120s。為了控制爐膛壓力下降過低,當發生一次風機RB時,引風機擋板開度根據當前負荷相應的自動關小一定開度,此邏輯加在引風機pid塊的前饋中,實際控制效果非常好。

試驗中,主要控制系統工作正常,其他主要參數也都在安全范圍內。可見,在一側一次風機跳閘時,本機組的一次風機RB功能能夠保證機組安全運行。

4.3磨煤機RB

為了防止運行人員在正常啟停磨煤機時,發出磨煤機跳閘信號,使磨煤機RB動作,在判斷磨煤機跳閘觸發磨煤機RB時增加相應給煤機煤量大于21t/h這一判據,防止啟停磨時誤發磨煤機RB。

5結論

篇8

自從2005年中國能建浙江省火電建設公司承建北京奧運會配套電力工程――北京太陽宮燃氣熱電廠以來,先后承建了華能北京熱電聯產擴建工程、北京草橋燃氣聯合循環熱電廠二期工程、北京京能未來科技城燃氣熱電聯產、北京東北熱電中心京能燃氣熱電廠工程,后4個熱電聯產項目建設規模如表1所示。

華能北京熱電聯產擴建工程

浙江火電承建該工程2#機組的安裝,主要大件有余熱鍋爐模塊、發電機定子、燃機本體、變壓器等。

其中余熱鍋爐模塊分為108塊單片,采用成組(5片為一組)運輸,分片式爐內組裝,單件最重為38t,吊裝起重機為L1K1400/1型履帶起重機(SD工況,主臂70m)和LS248RH5型履帶起重機(主臂48.8m),150t履帶起重機先把翻身架連同模塊單頭拎起,400t履帶起重機空鉤跟著起升,直至翻身架跟水平面角度增大:80°。左右,400t履帶起重機吊鉤吊走模塊,150t履帶起重機落鉤放下模塊翻身架,等400t履帶起重機將鍋爐模塊吊裝至鍋爐爐膛口,用2臺20電動單軌小車接鉤,電動單軌小車將模塊吊裝至就位位置。

變壓器為工程單體設備最重大件,重約210t,采用400t履帶起重機吊裝就位,SDB工況(S-35m),只要幅度小于i8m,皆能滿足主變的吊裝就位。

燃機本體分上下兩部分到現場,下半部分較上半部分重,其質量為138t,總長為13968mm、高為3000mm;設計有吊耳位置:左吊耳離重心3404mm,右吊耳離重心4162mm;燃機吊裝需使用主廠房2臺120t橋式起重機并車(以一個控制系統(操作室)同時控制2臺橋式起重機的動作)抬吊,抬吊時燃機本身加平衡梁總質量約為150t,滿足吊裝要求。

燃機發電機定子運輸質量為241t,起吊質量為236t(外形尺寸為9000mm×4810mm×4395mm)。采用2臺橋式起重機并車后,用1套GYT-100D型鋼索式液壓提升裝置(含4只100t液壓油缸)吊裝定子。

北京草橋燃氣聯合循環熱電廠二期工程

該項目主要大件有余熱鍋爐模塊、汽包、主變壓器、燃機本體、燃機發電機定子、汽輪發電機定子等。大件吊裝的難點主要有立式燃機鍋爐臥式模塊吊裝,深基坑主變壓器的吊裝就位,燃機、燃機發電機定子的就位和汽機發電機定子就位,上述吊裝均采用吊裝門架和鋼索式液壓提升裝置來完成。

草橋項目立式燃機鍋爐臥式模塊為成組安裝,一組質量最大為153t,最小的為91t。自上而下共5組,左中右共3列。因模塊柔性較大,為避免模塊變形,每列模塊必須使用8只200t鋼索式提升液壓缸集群作業,按爐右、爐中、爐左分別完成3列相應模塊的吊裝工作,因模塊運抵現場的順序是按列從右到左,所以吊裝系統也按模塊吊裝順序先布置在爐右相應熱梁上方,第一列模塊吊裝就位后,拆除液壓提升裝置的下鋪頭與模塊吊板的連接,將整套提升裝置移至鍋爐中列模塊熱梁上方相應位置,固定完畢進行鍋爐中列模塊的吊裝工作,鍋爐左列模塊以相同的方式進行吊裝。

汽包質量最大的為高壓汽包,質量約為118t。采用LR1400/1型履帶起重機吊裝就位,工況為SDWB(S-49m,W-28m),16m幅度時額定起重量為132t,能滿足高中低壓汽包吊裝就位。

主變壓器分為汽機主變和燃機主變,沖氮質量約為203t,采用LR1400/1型履帶起重機吊裝就位。工況為SDB(S-49m),16m幅度時額定起重量242t,滿足主變的吊裝。

燃氣輪機由上海電氣一西門子公司生產,燃機尺寸為10.82m×5.04m×4.95m,質量達310t,是該項目質量最大的設備。設備經1#、2#中間通道運至燃機房吊物孔0m層,采用一套特制的吊裝專用門架,在吊裝架上布置4只200t液壓提升液壓油缸用于設備起吊,同時吊裝架下布置4只120c重物移運器,沿事先鋪設在D~E軸線區域的拖運軌道,利用吊裝門架將設備拖運至就位位置。

汽輪發電機定子質量為207t,定子設備經汽機房南側馬路運至汽機房吊物孔0m層,采用一套特制的吊裝專用門架,在吊裝架上布置4只200t提升液壓油缸用于設備起吊,同時吊裝架下布置4只120t重物.移運器,沿事先鋪設在汽機房吊物孔上方12.36m層的拖運軌道,利用吊裝門架將設備拖運至就位位置(拖運過程中需改變一次方向,轉彎90°)。

北京京能未來科技城燃氣熱電聯產項目大件吊裝

該工程大件主要有余熱鍋爐模塊、變壓器、燃機本體及燃機發電機定子、汽輪發電機定子。吊裝難點主要有余熱鍋爐模塊單件質量大、9E級燃機本體拖運中的90。轉彎就位、汽輪發電機定子采用吊裝門架和鋼索式液壓提升裝置完成就位。

余熱鍋爐本體結構由進口煙道、換熱器、出口煙道、煙囪及管道閥門等輔助設備組成;受熱面結構沿鍋爐寬度方向分成兩組,鍋爐型式為臥式,均垂直布置于換熱室內,全部采用懸吊結構。余熱鍋爐受熱面模塊共5個模塊組,每組2件共計10件。最大模塊質量254t,模塊翻身時總起重量約為305t,就位時總起重量約為212t。模塊卸車和吊裝由LR1750型履帶起重機完成,卸車和翻身工況為SD(s 63m)幅度為12m,額定起重量為290t;就位工況為SDB(s-63m)最大幅度為30m,額定起重量為302t。SCC2000型履帶起重機配合模塊翻身架(33t)的拆除,其工況為塔式工況:主臂37m+變幅副臂31m,14m幅度時,額定起重量47.5t;2臺履帶起重機的性能均能滿足吊裝要求。

燃機本體為西門子制造,燃機發電機定子由上海電氣制造,燃機本體質量為186.5t、尺寸為9979mm×3900mm×3740mm、就位標高為0.00mm;燃機發電機定子質量為208t、尺寸為9130mm×3400mm×4010mm、標高為+1600mm。燃機本體和燃機定子采用地面軌道梁+液壓千斤頂(液壓頂推裝置)頂推方式進行卸車和拖運就位。燃機本體縱向中心線對齊后,需繼續使用液壓千斤頂頂起燃機本體,燃機本體運輸支座處頂升至1.63m高度,將托運軌道布置成橫向,利用推移機將燃機本體橫向移動約1600mm,與燃機就位橫向中心線對齊。

汽輪發電機定子質量137t,外形尺寸為7240mm×3600mm×3710mm,就位位置為汽機房內運轉層9m層的基礎。由于汽機房內布置1臺55t的橋式起重機,主要考慮發電機轉子檢修,不能用于發電機定子吊裝,所以采用吊裝門架和液壓提升裝置提升至汽機運轉層,并用液壓推移機頂推吊裝門架,以此來完成定子吊裝作業。

變壓器設備包括燃機主變、汽機主變、起備變和高壓廠變,質量分別為117t、78t、34t、41.2t,各變壓器基礎標高均為+200mm。利用鋼軌、液壓千斤頂、液壓頂推裝置等裝置將變壓器從平板車上卸下并就位。

北京東北熱電中心京能燃氣熱電廠2×350MW工程大件吊裝

該工程大件主要有余熱鍋爐模塊、變壓器、燃機本體及燃機發電機定子、汽輪發電機定子。吊裝難點主要是余熱鍋爐受熱面模塊需從爐頂吊入、燃機和燃機定子、汽機發電機定子吊裝就位。

本工程余熱鍋爐采用無錫華光鍋爐廠生產的臥式、自然循環、三壓、無補燃、再熱式全封閉布置鍋爐。受熱面采用懸吊形式,傳熱元件采用開齒螺旋鰭片管,模塊式供貨。每臺余熱鍋爐受熱面模塊共5列,每列3件,共15件。由于余熱鍋爐模塊從爐頂吊入,起升高度要求高。最重模塊卸車時總起重量約250t,模塊翻身時總起重量約為:30t,就位時總起重量約為212t。模塊卸車和吊裝由LR.1750型履帶起重機完成,卸車工況為SDWB(S-49m、W-28m、超起半徑13m、超起配重150t),幅度為14m,額定起重量為323t;翻身時工況為SDW,幅度為14m,額定起重量為224t;就位工況為SDWB(S-49m、W-28m、超起半徑13m、超起配重180t),幅度為19m,額定起重量為299t。QUY260型履帶起重機配合模塊翻身架(75t)的拆除,其工況為主臂工況:主臂45m,8m幅度時,額定起重量113t;2臺履帶起重機的性能均能滿足吊裝要求。

燃機質量310t、就位標高為EL+0.000m,燃機發電機定子質量207t,就位標高為FL+2.857m。選用了美國進口的“4444”牌450t液壓頂升系統,該液壓頂升系統由濟南達寶文汽車設備工程有限公司提供,最大起重量450t,最大起升高度9194mm,液壓頂升系統由4組12000mm軌道梁、4臺液壓頂升器、2根10000mm橫梁組成、2套液壓頂推裝置。其門架跨度可以調節,通過跨在機島兩側,利用其布置在機島兩側的4個頂升油缸提升燃機和燃機發電機定子,再用2套液壓頂推裝置水平移動。

汽機發電機定子質量約207t,由于到貨遲,主廠房屋架安裝已經完成,汽機房橋式起重機的額定起重量遠小于汽機定子的自重,因此采用450t吊裝門架配合200t液壓提升裝置完成就位。

篇9

   所謂熱電聯產就是在能源利用中,將高品位的熱量轉換成為高價值的電能,再將發電后的余熱來滿足低品位能源的需求,例如加溫熱水。通常熱電聯產給人們的印象是大型的工業巨人,是一些大型熱電廠,隨著技術的進步,熱電設備越做越小,發電量從幾萬幾千千瓦,下降到幾百幾十千瓦,可以適用于各種各樣的終端用戶的需求。

游泳池的設計是多種多樣的,其尺寸、節能標準、客戶對象等均有所不同,對于電力、熱力的需求可能也不同,但是需要電力和熱力才能維持運營的基本特性是沒有區別的。我們可以根據各個游泳池不同的能量需求特性,針對性地采用新型熱電聯產和其他技術解決方案,以提高游泳池的經濟性。

   游泳池不僅是一個用熱大戶,也是一個用電大戶。一般游泳池安裝了大量水泵、水過濾系統和照明等系統,需要較多的電力。往往游泳池不是一個獨立的經營單元,它是其他經營項目的一個功能性組成部分,對電力需求的范圍可能更大。而且,這些項目多屬于娛樂性商業場所,購電電價很高。所以,發展熱電聯產將必然具有明顯的經濟性。

法律法規基礎:

國家鼓勵發展熱電聯產,節約資源的法律和政策是非常明確的。

《中華人民共和國節約能源法》 第三十九條:“國家鼓勵發展下列通用節能技術:(一)推廣熱電聯產、集中供熱,提高熱電機組的利用率,發展熱能梯級利用技術,熱、電、冷聯產技術和熱、電、煤氣三聯供技術,提高熱能綜合利用率;”

《國家發展計劃委員會、國家經濟貿易委員會、建設部、國家環境保護總局(計基礎)2000年1268號“關于發展熱電聯產的規定” 》第十四條:“積極支持發展燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產。4、以小型燃氣發電機組和余熱鍋爐等設備組成的小型熱電聯產系統,適用于廠礦企業、寫字樓、賓館、商場、醫院、銀行、學校等較分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護環境、減少供電線損和應急突發事件等綜合功能,在有條件的地區應逐步推廣。”

需求分析研究:

   游泳池對于熱量的需求分析是一個非常復雜的問題,游泳池的尺寸、節能實際水平、使用性質、季節溫度變化與日間溫度變化等因素,都對能源需求產生影響,為了技術應用的廣泛性,我們對以下四種方式進行熱電聯產適用性研究。

   游泳池對熱能的需求有三種性質:1、池水加溫;2、淋浴水加溫;3、采暖。采暖受游泳池使用性質影響比較大,例如比賽性泳池有觀眾看臺,跳水型泳池高度較大,而且這兩類泳池使用周期性特征明顯,所以我們對采暖不做分析。本項目研究的重點是池水和淋浴用水加溫。池水加溫需求

類型單位標準泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池泳池長度M50 502515泳池寬度M 25251510淺端深度M1.51.31.31.1深端深度M2.11.61.51.3池水容量m32,2501,813525180水質量kg2,250,0081,812,507 525,002 180,00126-28℃焓差值kJ/kg8.72 8.72 8.72 8.72 熱值kJ19,620,07315,805,058 4,578,017 1,569,606  kWh5,450.024,390.291,271.67436.00 0.5℃每小時補損kWh1,362.511,097.57 317.92109.00 0.25℃每小時補損kWh681.25548.79158.9654.500.1℃每小時補損kWh 272.50219.5163.5821.80    游泳池的熱量損耗主要受補水量、季節性和日間的環境溫度變化影響,目前一般的游泳池都是循環用水,排放污水帶走的熱量是有有限的。北京某游泳池有一個標準池和一個小型池,安置3臺0.7MW 小型燃氣鍋爐,實際上在冬季大多時間只要一臺鍋爐運行即可。上述四種游泳池,在正常情況下,如果節能措施得力,北京冬季每小時補充溫度損失不會超過0.25℃,夏季常年平均溫度損失降低到0.1℃。根據概率分析方法,前兩種泳池平均需求值450kW,后兩種在平均需求值90kW。       

北京地區平均溫度變化

北京1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日間平均溫度14112127313130262093夜間平均溫度-10-8-1713152120146-2-8月平均溫度-4.5-25142023262520133.5-2.5 上海地區平均溫度變化

上海1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日間平均溫度8813192528323228231712夜間平均溫度1141015192323191472月平均溫度4.54.58.514.52023.527.527.523.518.5127   淋浴用水的加溫,是游泳池另一能源支出大項,而且基本沒有回收。如果以外部給水溫度10℃計算,加溫到45℃,每公升需要125.46W。            

焓差計算

溫度單位熱值10℃kJ/kg41.9945℃kJ/kg167.45焓值kJ/kg125.46  淋浴水加溫

類型單位標準泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池平均顧客流量人5050 251550℃平均淋浴用水量kg 25252525總淋浴用水量kg1,2501,25062537510-45℃焓差值kJ/kg 125.46125.46125.46 125.46淋浴水熱值需求kJ156,825156,82578,413 47,048kWh43.5643.5621.7813.07   人流量按每小時每泳道5人考慮,每人每次淋浴平均使用25公升熱水,水溫不做調節,溫度設定在45℃,標準池和淺池需要44kW,小型池22kW,賓館泳池連加溫帶淋浴35-65kW之間。

利用時間:

   對于經營性游泳池而言,提高設施利用率是增加贏利的重要手段之一,目前的游泳池利用時間不斷延長,北京的一些游泳池甚至從早上6:30開館,一直延續到晚上9:30,每天開放時間多達15小時,設備利用率63%。但也有游泳池開放時間比較短,以下是一個典型游泳池的開發時間。

北京某泳池開發時間表(小時)

開館時間閉館時間開發時間清潔準備合計星期一12:3021:309110星期二9:3021:3012113星期三9:3021:3012113星期四9:3021:3012113星期五9:3021:3012113星期六9:3021:30 12 113星期日9:3021:3012 113總計

88      根據這個游泳池的時間表,每周設備運行時間88小時,一年52個星期,全年運行4576小時,利用率52%。本研究將根據這一指標分析。

設備選擇:

   根據以上對需求的分析,從滿足基本熱量需求的角度分析,有兩種設備是適用的。英國寶曼動力公司的TG80微型燃氣輪機熱電聯產機組和美國STM動力公司4-120性外燃機熱電聯產機組。

1、 英國寶曼動力公司的TG80微型燃氣輪機熱電聯產機組:

   TG80微型燃氣輪機是英國寶曼動力公司專門為適合各種用戶需求而設計的微型燃氣輪機,最大的特點是供熱量和電力輸出可以自動調節,采用無人職守化的智能自動控制技術,并可以與電網同步供電,自動追蹤電網的頻率,確保供電安全。

   這種非常小的高速燃氣輪機是采用了簡單的徑向設計原理,與大型的工業用燃機更加復雜的軸向設計相比,在概念上更加接近低成本的渦輪增加器,通常是源自于航空發動機。運行時的恒溫排除了需要使用高成本的尖端材料,當大批量生產時,這種簡便的設計便可降低成本。與往復式燃機相比,這種燃機維修成本更低,振動更小,排放更低,結構更緊湊,應用更加范圍廣泛。

      

   

   體積小,重量輕,隨處可放。一臺寶曼TG80型微型燃氣輪機熱電聯產裝置,發電出力80kW,發電效率28%,供熱能力在150-420kW之間任意調節,該設備可以單臺運行,也可以多臺并行,基本滿足各種游泳池的熱水、采暖供應需要以及變化。設備可以直接插在380V三相交流電插座上并入用戶電網運行。

BowmanTG80性能

篇10

關鍵詞:熱電聯產;能源;發展

中圖分類號:[TK-9] 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2012)08-0-02

一、熱電聯產及其發展現狀

熱電聯產(combined heat and power,簡稱CHP)既生產電能又生產熱能,與單純的熱、電分產相比大大提高了熱效率,是一種高效率的能源利用形式。據資料統計,通常的火力發電廠的熱效率僅為35%左右,而熱電聯產可達70~80%。

熱電聯產實現了能源的綜合利用,在經濟效益上,熱電機組可以節約能源、增加電力供應、提高供熱質量;在社會效益上,以熱電聯產為基礎的集中供熱取代小鍋爐供熱,能夠減少污染物排放、改善環境質量,同時有保障了居民采暖,惠及民生。因此,世界各國均積極鼓勵、支持和發展熱電聯產項目。在我國,熱電聯產也是國家大力扶持的節能降耗模式,特別是進入21世紀以來,熱電聯產供熱機組的裝機容量、年供熱量更是逐年增加,裝機規模已位居世界前列。

據中國電力企業聯合會統計數據,至2009年底,我國發電裝機容量8.74億千瓦,火電裝機6.51億千瓦,其中供熱機組裝機容量1.46億千瓦左右,供熱機組占火電機組比例約為22.42%。同時,根據相關資料,2010年國家重大熱電聯產新開工項目140余項,2011年新建熱電聯產項目290余項,2012年也將達230項,預計“十二五”期間熱電聯產工程還將大量投產,前景廣闊。

二、冷熱電聯產促進分布式能源發展

冷熱電聯產(Combined Cooling Heating and Power,簡稱CCHP)則是在熱電聯產的基礎上更前進一步,是熱電聯產技術與制冷技術的結合,能夠同時生產電、熱、冷三種產品,不僅提高了能源的利用效率,而且減少了碳化物和有害氣體的排放,具有更好的經濟效益和社會效益。

近年來,技術進步、燃料結構變化為小型或區域熱、電、冷聯產的發展創造了極好的機遇,尤其是區別于傳統的集中式供電方式,以天然氣為燃料,以小規模、小容量、模塊化、分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出冷、熱、電能的小型全能量系統,即第二代能源系統或分布式能源(Building Combined Heating and Power,簡稱BCHP),成為了熱電聯產發展的新思路和新突破。

分布式能源系統由燃氣輪機、余熱鍋爐和溴化鋰吸收式制冷機等設備構成,不僅實現了能源梯級利用,而且對智能電網起到強有力支撐,優勢更為突出。

一是綜合利用效益顯著。分布式能源系統建設在區域負荷中心,可以實現區域所需各種能源的就地生產、就地供應,最大限度地開發能源的梯級綜合利用以及減少能源輸送損耗,一次能源的綜合利用率得到大幅度提高。

二是循環經濟節能高效。分布式能源在燃氣—蒸汽聯合循環的基礎上,高品位的一次能源用于發電,低品位的高溫煙氣用于二次發電和供熱制冷,系統的綜合能源利用效率可達80%以上,超過燃煤火電機組一倍,而且經余熱利用后,余熱鍋爐排煙溫度由140℃降至90℃左右,對環境的影響降至最低。

三是清潔能源綠色環保。分布式能源以潔凈的天然氣為燃料,而且采用先進的燃氣輪機發電設備,大大減少了NOX、SO2、CO2、TSP等污染物的排放。研究資料顯示,與同規模常規燃煤發電廠相比,NOX排放減少了80%,CO2排放減少了70%;由于采用的是液化天然氣,SO2、TSP的排放幾乎為零;占地面積與耗水量減少60%以上,且實現了廢水零排放。

四是分布式能源系統啟動靈活,具備“黑啟動”供電能力,能夠在主電網突發事件時提供有力支撐,成為了重大政治活動、體育賽事的重要電源點,作為建設智能電網的有益補充,能夠促進電力系統的安全與穩定運行。

正是分布式能源的環保、高效、靈活的運行方式,使其成為了21世紀科學用能的最佳方式,從而得到世界各國的廣泛重視和應用,特別是金融危機之后,為應對化石能源日趨枯竭和緩解全球氣候變暖對人類生存的影響,分布式能源獲得助推式發展,且與區域網并聯運行的發展趨勢也越來越明顯。如,美國已從發展熱電聯產進展為冷熱電聯產,從上世紀70年代末期到現在建設了6000多座分布式能源站;而丹麥熱電聯產的發展堪稱歐洲乃至世界的典范,20多年來國民生產總值翻了一番,但能源消耗并未增加,環境污染也未加劇,其奧妙之一就在于其分布式能源比重高達80%。可以說,在一定程度上,分布式能源成為了反映一個地區科技水平以及文明程度的重要標志之一。

三、近幾年我國分布式能源發展迅猛

多年來,我國火電裝機容量快速增長,電力能源在一次能源中的比重占到了41.72%,但仍不能滿足國民經濟持續快速發展的用電需求,并給環境帶來嚴重污染。同時,以大機組、大電網、高電壓為主要特征的集中式單一供電系統的安全穩定性不容樂觀,電網中任何一點故障產生的擾動都有可能對整個電網造成較大影響,在2008年冰雪災害事件中湖南郴州就是缺乏地方能源支持造成電力供應持續中斷15天。慘痛事實教育我們,電力產業高效、節能發展日趨重要,地方電源支撐非常必要,智能電網建設刻不容緩。因此,分布式能源發展必不可少。

近幾年,我國分布式能源已完成理論探討,國家《節約能源法》和《天然氣利用政策》明確提出要優先發展天然氣分布式熱電聯產和冷熱電三聯供技術。根據《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》,“十二五”期間,我國將建設1000個左右天然氣分布式能源項目,擬建設10個左右各類典型特征的分布式能源示范區域;未來,我國將掀起房屋建設,每年房屋建成面積在16~19億m2,從空調、采暖、熱水、用電等,都成為天然氣分布式能源的潛在發展空間。上述種種表明,國內天然氣分布式能源即將迎來蓬勃發展的春天。

在地方,一些發達省市如北京、上海、廣東和四川等地,基于節能減排等因素紛紛出臺區域性分布式能源利用相關規劃,陸續在一些工業園區建設分布式能源站項目,總容量約500萬千瓦,并取得了較好的節能、環保、經濟效益。

作為改革開放的前沿之地,廣東省經濟發展迅猛,能源消費巨之大,導致節能降耗任務十分艱巨,為此,廣東省積極發展熱電聯產項目,在珠三角地區建設了一大批集中供熱機組,并發揚“先行先試”精神核準建設廣州大學城能源站,為我國分布式能源發展積累了寶貴經驗;再者,以深南電冷熱電三聯供為代表的循環經濟項目建設,也為我國發展循環經濟起到了積極的示范和帶動作用。

廣州大學城分布式能源站是廣州大學城配套建設項目,2009年實現雙投,是目前全國最大的分布式能源站。它為區域內的10所大學及周圍用戶約20萬人提供全部生活熱水、空調冷凍水和部分電力,能源利用效率達78%,氮氧化物等各項排放指標遠遠低于國家排放標準,實現了“安全、高效、節能、環保”。該分布式能源站的成功運行,為進一步規模化發展天然氣分布式能源奠定了基礎,是對解決我國能源面臨的效率、結構、安全、環境等問題所做的一次積極探索和有益嘗試,極大促進了我國分布式能源項目的核準與建設。

深圳南山熱電股份有限公司積極響應國家和省市政府“節能減排、發展循環經濟”的號召,利用燃氣—蒸汽聯合循環優勢,致力于移動供熱、污泥干化、中水利用、冷熱電聯產等循環經濟項目的研究開發,成為國家循環經濟第二批試點單位之一。按照國家發改委能源所和清華大學聯合測算,該公司南山熱電廠冷熱電聯供、污泥干化、移動供熱等項目在2012年可分別實現節能7.4萬噸標煤、2500萬方天然氣、807噸燃料油,合計減排SO2達3471噸,節能減排效果顯著,使其成為全國同類電力企業發展循環經濟、實現可持續發展的典范。

四、廣東省分布式能源存在問題及發展建議

無論是發展分布式能源,還是推進可持續發展或循環經濟,在我國都遇到了比其他國家更多的困難,就廣東省而言,目前存在的突出問題有:

一是國家缺少對省(區、市)級熱電聯產專項規劃的具體規定,往往會出現各地方為單純滿足熱力需求而爭上熱電項目,存在熱力難與電力的協調平衡。

二是廣東省內各類工(產)業園區的熱力和制冷需求仍然較大,熱力供需矛盾仍然突出,雖然政府鼓勵熱電聯產和循環經濟建設,但是部分電力企業仍然片表面追求裝機容量而非供熱目的,熱電聯產用途被一定程度地扭曲。

三是熱電聯產投資大、設備多、運維負擔重、安全壓力大,導致單位發電成本增加(據測算至少高出0.16元/千瓦時),但是由于種種原因,熱電聯產項目卻普遍存在配套廠外熱網建設資金來源不明確、不落實,建設進度滯后,享受不到節能環保優惠政策和發電補貼等系列問題。目前,熱電聯產企業大多處于微利或保本經營,而且事實上部分企業還處于虧損狀態。

四是由于天然氣源緊張且價格持續高企不下,燃用天然氣的分布式能源發展緩慢,雖然廣州、深圳、惠州等地捷足先行,但省內其他一些重點城市對小型天然氣分布式能源的建設仍顯滯緩。

五是前幾年根據經濟發展需要,廣東省地區建設了一批9E燃機機組,實現了能源的綜合利用,并為當地經濟建設與發展做出了不可磨滅的貢獻,但是至今卻因種種緣由而未獲得國家核準,無法取得發電業務許可證,背著“黑戶”、以遠低于正常標準的上網電價發電運營,極大削弱了這些企業的運營積極性。

根據當前廣東省分布式能源的發展現狀,應努力做好如下幾項工作:

一是結合廣東省的工業、產業布局(特別是幾大用熱產業的發展布局)和各市區的工(產)業園區建設與城市規劃,按照“以熱定電”原則配套建設熱電聯產集中供熱項目,確保熱電聯產集中供熱發揮最佳的社會和經濟效益。據悉,目前在廣東省已通過國家審核公告的92個開發區中,已經做好熱電冷聯產規劃的開發區只有約21家,不足1/4,應逐步增加配套規劃。

二是在商業、居民相對集中、用熱和冷量大、建設條件較為成熟的區域,優先采用小型燃氣—蒸汽聯合循環機組,逐步建設分布式能源站,實施熱、電、冷三聯供。分布式能源站的建設應優先在珠三角人口經濟密集地區布點示范,然后逐步向省內其他區域推廣。

三是政府部門應加強管理協調,協助分布式能源站、循環經濟項目等企業,確保質量良好、價格合理的天然氣源能夠充足供應。如大力推動“西氣東輸”工程建設進度,積極開拓新氣源,引入天然氣供應競爭機制,降低天然氣價格。

四是政府部門應重視已建成投運的分布式能源站、循環經濟企業的長遠發展,認真加大扶持力度,要積極理順發電、熱能和冷能的定價機制,有效保障政府財政補貼及時到位,切實落實節能、環保相關優惠政策,彌補企業運營虧損。

五是進一步加大工作力度,廣泛宣傳廣州大學城分布式能源項目和深南電循環經濟項目的經濟、社會和環境效益,提高社會各界對資源梯級綜合利用與冷、熱、電集中供應重要性的認識,推動分布式能源的建設與發展。

六是熱電聯產企業也要認真履行好自己的職責,落實公用事業應盡的義務,進一步密切與政府的關系,實現合作共贏的目標。