热电联产经济性与可行性分析

热电联产经济性与可行性分析

郭学良

中国石油天然气股份有限公司锦西石化公司热电生产部 辽宁 葫芦岛 125001

摘要： 本文讨论了将热电站背压式机组热力系统进行加装换热器的改造，进行热经济性指标分析与研究，并且讨论了热电联产集中供热系统节能潜力进行分析。

关键词：热电联产；背压式机组；供热负荷；换热器；发电能力

1 、概述 

   热电联产、集中供热是提高能源利用率，节约能源的有效途径，并且具有减少污染，净化环境，提高供热质量，促进经济发展等优点，其良好的经济效益和社会效益越来越引起人们关注和重视。热电事业的发展在某种意义上说，是一个地区科技水平以及文明程度的重要标志之一. 

    针对目前国家对经济结构的调整和市场对产品需求的变化，而直接引发一些企业对热负荷的需求的变化。因此也就供热机组的经济运行带来了影响。本课题就区域热电站或企业自备电站中背压机组过热排气的显热用于加热锅炉给水而将其潜热用于对外供热，从而增加机组的进汽量以达到提高机组发电能力为目的所提出的改造方案进行了探讨和研究。

2、如何优化热电联产

1、优化热电联产的意义

    热电联产对一次能源的利用率，高达45％以上。而纯火力发电厂对一次能源的利用率，只有40％左右。之所以热电联产能够更有效地利用能源，一方面是热电联产汽轮机的热耗率大大低于纯冷凝汽轮机，另一方面，抽汽或排汽供热，比起小锅炉供热，所消耗的一次能源更低，从而能够更为充分地利用一次能源。

2、 低负荷下供热的状态下提高机组发电能力的分析

    由于背压式机组具有热效率高、结构简单、造价低、受水源限制较小和投资少等特点，是热电站或企业自备电站的首选机组。本文就区域热电站或企业自各电站中背压式机组在热负荷降低的状态下应如何提高机组发电能力而提出的改造方案进行了探讨与研究。

2、 背压式机组的动力特性

   所谓汽轮机的动力特性，就是指汽轮机的汽耗量、热耗量与电功率及对外供热量之间的关系。用背压式机组进行热电联产，供应热电两种能量具有较高的热经济性，这是背压式机组最突出的优点。背压式机组的发电功率和供热量都是单值地取决于进汽量的大小 ，热负荷是随着外界热用户的需要而改变，其电功率也随热负荷的大小而随之增减， 因此，背压式机组通常不能同时满足热、电负荷变化的需要，这一缺点是由背压式供热机组的特性所决定的。为了克服这一缺点，使之在热负荷降低的状态下仍能适当地提高一定的发电量， 对其热力系统进行简单的改造，即可达到此目的。

3、 系统改造方案及热力学分析

    电站的供热系统一般以间接供热方式为主。图1是背压式机组间接供热的原则性热力系统。背压机的排汽为过热蒸汽，在满足热用户参数要求的前提下，对图1所示的供热系统进行了改造。

即将背压机的过热捧汽先用于加热锅炉给水，然后将换热后的饱和蒸汽再外供生产用。背压式供热机组的供热量除随热用户对热量需求的变化而变化外．还与热量被利用的程度有关，即与排汽放热后的状态有关。若一次网放热后的状态为饱和水，则二次网得到的热量应是一次网中过热蒸汽的显热和潜热 如果把汽轮机的显热用于加热锅炉给水，而将潜热用于生产供热，在汽轮机原排汽量不变的情况下是满足不了用户对热量的要求的。因此，必将增加其排汽量．对于背压机而言，继而增加了进汽量。

4、热电联产对环境的影响

热电联产项目对影响环境的主要污染源采取的具体防治措施：废气防治措施：采用高效静电除尘器，积极开发、推广袋式除尘器；燃煤硫分在0．8％ 以上或拟建项目所在区域So2总量已不能满足要求时，应同步建设脱硫设施。对于中、小机组或老机组改造可采用炉内脱硫，如炉内喷钙、循环流化床锅炉掺烧石灰石等；新建大容量机组推荐采用湿式石灰石一石膏法烟气脱硫工艺；新建燃煤热电厂要采用低氮燃烧方式：必须安装烟气在线监测装置；位于市区或居民密集区的热电厂宜采用筒仓式贮煤方式。      

污水防治措施：热电联产设施给排水应清污分流，用污排清，工业污水零排放(不包括生活污水、循环冷却水排污)；严重缺水地区的新建热电厂采用空冷技术；厂区一般排水可采取分散与集中相结合的处理方式，生活污水可采用生化处理技术，分散处理设施主要包括用于处理酸碱废水的中和池、处理含油污水的隔油池、处理煤场及输煤系统排水的煤泥沉淀池等；集中处理可采用絮凝、沉淀、气浮处理工艺，处理后的污水尽可能回用。应按照工艺系统对用水量及水质的要求，结合水资源条件和环保要求，对工程设计提出的用排水平衡进行分析，合理确定各部分用排水量及污水处理方案，提高水重复利用率及污水回用率。

噪声防治措施：风机、各类泵、碎煤机等应选用低噪声设备，并采取隔声、吸声、消声、减振等降噪措施：冷却塔噪声常常是造成厂界噪声超标的主要原因，若采取降噪措施后，仍不能达标，可在厂界外设置一定的噪声防护距离，避免噪声对居民的影响。

固体废弃物防污染措施：建粉煤灰分选设施，厂内可设一定容量的灰库，为灰渣综合利用提供基础条件；提倡干贮灰；对于湿贮灰方式，应采用高浓相水力输灰，并对灰水进行回收，实现灰水闭路循环。热电联产项目还要满足当地烟尘、SO2、废水COD和固体废弃物总量控制。要求项目自身应做到最大限度地减少污染物排放量；替代现有工程或“以新带老”来减少全厂污染物排放量，使项目建成后增产减污。

3、结语

(1) 这种改造方案对于区域热电站或企业自各电站将由过热蒸汽供热改为饱和蒸汽供热 其发电量可增加5％以上，并随着热负荷变化幅度的加大及低负荷运行时间的延长 其改造效益会更加明显。

(2) 这种改造方案除可用于工业企业供热系统中，还可用于专供采暖的热电站或热、电、冷三联产的系统中。

(3) 改造所需费用不大，一般半年左右便可收回投资。可谓投资少，见效快。

(4) 值得一提的是，系统改造后的收益多少除与热负荷变化大小有关外，还与当前市场的煤价和电价之比有关， 比值越低， 则收益就越高。

（5）热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。发展热电联产必须与是否符合产业政策要求，是否符合国家环境保护政策结合起来，对影响环境的主要污染要采取具体的防治措施。热电联产项目建成后将实现集中供热，替代供热区内大量小锅炉，明显的改善环境、提高供热质量、增加电力供应，是清洁生产的体现，可有效的改善城市大气环境质量，提高人民生活的质量。

参考文献

[1] 王振铭.《从节能、环保角度谈发展热电联产的重大意义》.《电力技术经济》.

[2] 张娜，蔡睿贤功热并供回热燃气轮机及其热力分析

[3] 胡思科.在低负荷供热状态下提高机组发电能力的研究.电站系统工程,2000.5;