廖聪
廖聪中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司 山东淄博 255400
摘要:热电联产机组方案主要有亚临界一次再热双抽深度背压方案、亚临界一次再热常规背压方案和高压超高温非再热常规背压方案,通过比较分析,亚临界一次再热双抽深度背压技术方案采用高参数、中间再热、深度背压等先进技术和高效装备,显著提升了 新建机组的能效水平和发电能力,对比常规抽背方案,降低发电标煤耗13%,提高整体热效率1.5%,增加发电收益40%。该技术方案较为先进,属于新技术,系统复杂性和运行操作度比常规抽背机组略高。
引言
2019年3月,国家发改委、国家能源局联合发布了《关于深入推进供给侧结构性改革 进一步淘汰煤电落后产能 促进煤电行业优化升级的意见》(发改能源〔2019〕431号),要求加快煤电产业新旧产能转换,七大类燃煤机组(含燃煤自备机组)将限期淘汰关停,这意味着全国煤电去产能工作拉开大幕。伴随着更加严峻的环保形势、风光平价上网、能源转型大潮,煤电去产能将进入快车道。去产能政策重点锁定了关停服役期满煤电机组、30万以下非热电非民生煤电机组、能效环保等不达标机组及5万以下抽凝机组,自备热电企业将面临极高的生存风险和极其严峻的发展困境,“以热定电”将是自备热电厂转型发展趋势,也是今后煤电存续的主要类型。
煤电去产能政策下的热电联产先进技术选择。
面对当前复杂多变、极其严苛的产业政策形势,积极采用先进的热电联产技术,强力支撑热电企业结构调整、优化升级、转型发展中所涉的相关发展建设及投资治理改造,进而在煤电调控的严峻环境下实现热电生存发展新突破。
针对热电联产汽轮机方案选型,本课题列出三种先进机型方案,分别是:亚临界一次再热双抽深度背压方案、亚临界一次再热常规背压方案和高压超高温非再热常规背压方案。主要对比分析如下:
1. 供热安全可靠性
为使系统安全可靠、调节灵活,热电联产机组主蒸汽系统宜采用母管制系统,而再热机组中锅炉过热器和再热器蒸汽流量必须成一定比例,再热器内压力随机组功率变化而变化,各台机组不一定相同,再热机组宜采用单元制。
从供热安全可靠性和操作灵活程度来说,高压超高温非再热常规背压方案优于亚临界一次再热常规背压方案和亚临界一次再热双抽深度背压方案。
2.系统复杂程度及可操作性
高压超高温非再热常规背压方案系统最简单,操作灵活,且能满足两级工业蒸汽参数的要求。再热方案需要考虑再热器超温问题,且如再热蒸汽与主蒸汽温度一致,则无法满足工业蒸汽参数的要求,需设置混合装置或减温装置。针对此问题,推荐锅炉再热器定制,再热段参数满足中压工业抽汽的要求,在机组启动以及变工况运行时需要调整再热器喷水量的配比。为避免机组启动时高压缸末级叶片鼓风和锅炉再热器超温问题,再热机组需设置二级旁路。因此采用再热机组会增加系统的复杂性及操作难度。
亚临界一次再热双抽深度背压方案需控制两级工业蒸汽及背压排汽的参数,进一步增加系统的复杂性及操作难度。
从系统复杂程度及可操作性来说,高压超高温非再热常规背压方案系统最简单,亚临界一次再热常规背压方案相对复杂,亚临界一次再热双抽深度背压方案最复杂。
3.机组成熟程度及运行业绩
目前各主机厂均可根据用户实际需求实现汽轮机的“私人订制”,亚临界一次再热常规背压方案和高压(超)高温非再热常规背压方案属于比较成熟的技术,但对于亚临界一次再热双抽深度背压方案并无实际投运业绩,仅东汽拥有类似合同业绩 2 项(九江赛得利 16.7/538/538-130MW,亚临界、再热、背压式 0.7MPa·a,天津南港 24.2/566/453-157MW,超临界、再热、双抽 5.0/1.8MPa 可调、深度背压式 0.118MPa·a)。
4.机组经济指标对比(单台机80MW,锅炉蒸发量675t/h)
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5. 经济效益对比(单台机80MW,锅炉蒸发量675t/h)
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6.对比结果
在上述三个方案中,高压超高温、非再热、常规抽背方案系统简单,调节灵活,方案成熟,运行业绩较多,可采用母管制,更有利于热电联产机组的安全,但经济指标和经济效益较差。亚临界一次再热常规背压方案也有较多运行业绩,系统较复杂,对操作运行要求较高,宜采用单元制,发电量较高,经济指标和经济效益较好。亚临界一次再热双抽深度背压方案没有运行业绩,系统复杂,对操作运行要求很高, 宜采用单元制,但发电量明显高于其它方案,经济指标最优,经济效益非常明显。
综上所述,推荐亚临界一次再热双抽深度背压方案,但考虑到此机型没有运行业绩且系统复杂,在后续配合过程中,主机厂需对机组的运行可靠性方面进行进一步说明,对操作运行人员进行针对性培训。
参考文献:
[1]许光;发电机组方案与选型[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
[2]《热电联产管理办法》(发改能源〔2016〕617 号)
[3]《关于推进供给侧结构性改革、防范化解煤电产能过剩风险的意见》(发改能源〔2017〕1404号)
[4]《关于深入推进供给侧结构性改革 进一步淘汰煤电落后产能 促进煤电行业优化升级的意见》(发改能〔2019〕431号)