燃气发电主要能耗对标方法研究

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:柴林强
[导读] 摘要:燃气发电相较于过去,现在的装机容量得到了提升,容量的等级和安装的形式越来越新颖。
        (山西保德国新热电有限公司  山西省忻州市  036600)
        摘要:燃气发电相较于过去,现在的装机容量得到了提升,容量的等级和安装的形式越来越新颖。当燃气发电的效率比煤机发电效率高的时候,仍需要考虑对标管理来提升机组的效率保证机组可以稳定、经济运行。本文主要分析了100MW等级以上的燃气发电能耗对标方法,考虑了包含气温、燃料组成、供热方式、冷却方式等影响因素,将实际完成值折算进行对标,分析同容量等级机组的能耗水平特点,为提高燃气发电能耗水平提供参考。
        关键词:燃气发电;能耗;对标方法
        1 引言
        现阶段,在我国经济不断增长的同时也加大了企业之间的竞争力度,为了提升企业的核心竞争力,实施对标管理势在必行。在燃气发电产业,能耗对标的要求已经提出了很长时间,燃煤发电机组的生产指标对标管理体系已经发展的非常成熟,对标方法的研究也已经非常深入。发电企业之间对标工作的有序进行可以为燃煤机组的经济性、稳定性运行提供保障。然而,因为燃气发电机组的后期设备投入标准不一、运行方式不一致等因素导致没有一个系统的对标体系。
        国家能源结构随着环境变化等问题在不断的进行调整,其中在一次能源消耗中占据比例较大的就是燃气,天然气的应用取决于其高效、清洁等特点,可以有效的减少因燃烧而产生的污染物质,改善大气环境的质量,并促进能源低碳化、清洁化的发展。在2017年,中国天然气的使用量占世界天然气消耗量的百分之三十,是目前推动天然气发展的主要力量,预计在2020、2030、2050年天然气的使用量将会分别提升10%、14%、15%左右。根据电力行业规划,在2020年将会投产5000万KW•h的天然气发电机组,所以,对于燃气发电主要能耗对标方法的研究迫在眉睫。
        燃气轮机对标管理的研究不仅可以帮助找出同类机组的经济差距及原因,提升管理水平,还可以帮助发电行业互相学习,提升设备的运行效率和经济效益。
        2 燃气轮机发电类型
        燃气轮机的发电类型可以根据以下几种类型进行分类:(1)根据循环方式可以分为简单循环和燃气-蒸汽联合循环两种类型;(2)可以根据燃气机组主机的结构分为内燃机、航改机、重型燃气轮机三种,其中内燃机和航改机主要是应用在小型的燃气发电供冷供热三联产,重型燃气轮机主要应用在调峰、连续运行带负荷模式;(3)根据机组的安装类型可以分成一拖一同轴、一拖一分轴、二拖一等类型;(4)根据容量等级可以分成6B、6F、E、9F、H四个等级,6B、6F主要应用在100MW以下的燃气发电机组,E级主要应用在200MW左右的燃气发电机组,9F主要应用在400MW左右的燃气发电机组,H主要应用在600MW左右的燃气发电机组。现阶段,我国的燃气发电供热机组主要是E级机组,燃气纯凝发电主要是F级机组。
        3 供电标准气耗对标方法
        本文提出的供电标准气耗对标方法主要是以100MW等级燃气-蒸汽联合循环发电为例的。机组容量等级的不同、机组所在地区的温度变化、使用的燃料组成成分、机组的出力系数、启动次数、供热和冷却的方式等因素都会对供电标准气耗对标方法产生一定的影响。通过将实际完成值进行折算、对标,可以得出标杆值、先进值和平均值,从而对比分析相同等级机组之间的气耗水平差值,根据对标结果进行分析,不同厂家生产的设备之间存在的差异,一方面能够帮助燃气发电行业提升资源利用率,另一方面还可以对未来燃气机组规划、设计、招标等提供数据参考。
        当地气温影响S1:当地气温的变化可能对燃气轮机出力、排烟温度、冷却水温产生影响。当地气温修正系数S1=K1+K2*1.0216;S1=6+K3*1.0040(K1位春秋季发电量占年度发电量的比重;K2为夏季发电量占年度发电量的比重;K3为冬季发电量占年度发电量的比重)
        燃料成分影响S2:S2=2.742*10-7*HLm+0.99650 (HLm为燃料低位质量热值)
        出力系数(负荷率)影响S3=F-0.18(F小于75%)或F-0.07(F大于75%)
        启动次数影响S4=1+6.2%*N/hEOH (N为统计期内机组的启动次数,hEOH为统计期内机组等效利用小时)
        供热影响S5=α*Cpi*Rpi*(统计期供热气耗/31.88) 其中Cpi为不同抽汽压力供热时的供电煤耗调整系数,Rpi为机组统 计期内供热量与发电量数据比值
        冷却方式影响S6:
       
        H为循环水泵进水口中心线到凝汽器入口水管中心线的垂直距离。
        老化因素影响S7=
        天然气增压系统影响S8=1(无天然气增压系统)或者1+增压机耗电率(有天然气增压系统)
        4应用实例分析
        分别选取三台机组基本信息和运行参数进行比较:
       
        根据这三台机组信息得出:机组B的投产时间短且老化损耗小,出力系数最高,属于整体效率最高的机组;去除客观条件影响外,B组的折算值为B<A<C,通过折算数据可以得出AB两组差距不算很大,BC两组还存在一定的差距。这就可以反映出C组的整体性能还有待提升。
        5结语
        燃气联合循环发电机组的燃气轮机、汽轮机、锅炉等主要设备的组合方式多种多样,各个容量的机组类型也逐渐增多,同类对标既符合了管理标准,也提升了发电行业的发展水平。本文对燃气发电主要能耗对标方法进行了研究,得出结论:利用S1-S8八个影响系数计算公式将实际完成值折算进行对标,可以消除外界因素的影响,为提升机组的综合能效水平提供科学的数据分析。
        电力行业在未来的发展过程中,可以通过这种对标方法来做好燃气轮机发电设备的管理工作,利用机组不同设备的优势组合出运行状态最稳定、经济的设备组合,这样不仅能够提升燃气发电行业的能耗水平,还可以提升燃气发电企业的竞争力。
        参考文献
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