如何提高企业自备热电厂的热经济性.pdf

如 何 提 高 企 业 自提要要： 研究企业自备热电厂的能量转换过程， 分析其热经济性； 讨论削弱热化经济效益的不利因素和提高热经济性的技术措施;提出了热力设备并列运行时负荷的经济分配原则关键词： 热电厂; 能量转换; 热经济性; 技术措施; 热负荷经济分配义是热电联产是节能的重要措施 利用生产流程中的余热或供汽和用汽间的压差发电， 既生产了电能， 又满足企业的生产用汽， 收到了较好的经济效益 利用工业锅炉裕压发电， 一般企业的总能效率约提高8 % ， 能源消耗约降低1 2 % 但是由于热电厂的不利因素—工质损失， 供热式机组凝汽发电的抵消作用和热、 电负荷变化不一致使机组经常偏离设计工况等， 节约燃料需具有一定的条件若认识不到这一点， 就可能使设计和运行管理不当， 造成热电厂热经济效益甚微， 甚至还可能多耗燃料 因此研究热电厂的实际能量转换过程的不可逆性， 提出减少这些损失的方法和需采取的相应措施， 对提高热电厂的经济性是非常重要的义是热电厂的能量转换过程较为复杂, 它是若干不可逆过程的组合， 不可逆过程引起熵增△S导致作功能力损失 不可逆过程主要包括：（1 ） 有温差的换热过程；（2 ） 有压降的绝热过程；（3 ） 有摩阻的绝热压缩 （膨胀） 过程。

即使热功转换过程的不可逆损失在热电联产中被利用来供热而没有损失掉， 但却减少了作功量， 把高质量能量变成低质量能量来利用 所以为提高热电联产的热经济性， 仍应力求使作功能力损失为最小义是供热式机组主要有抽汽凝汽式 （C ， C C 型） 和背压式（B ， C B 型） 两大类义是背压式供热机组是纯粹的热电联合生产， 它的ηt= 1 ，ηi= 1 ， 因此热能的数量利用率最高 热量法分配下， ηt p ( h )= ηbηpηh s； 背压式汽轮机的ηi ( e )= 1 , q( e )= 3 6 0 0 / ηmηg对于只有背压式汽轮机的热电厂， ηt p ( e )= ηbηpηmηg 背压式供热机组生产的热电量间互相制约, 不能独立调节，一般是按热负荷调节， 即形成自由热负荷， 强迫电负荷Ne l= f（Q ） ， 因此装背压式汽轮机后， 电力系统中就要一定的补偿容量 背压式汽轮机焓降较小， 热负荷变化时， 电功率波动较大； 当流量偏离设计值较多时， 机组相对内效率ηr i显著下降， 作功能力损失大， 因此引起的电量减少也转移给系统承担 背压式汽轮机发电节约燃料的临界值亦出现在热化发电节约的燃料 （热量） 等于补偿发电多耗燃料 （热量） 的时候， 说明背压式汽轮机全年较多地偏离额定工况运行， 就有可能不节约燃料。

所以， 背压式汽轮机应带基本热负荷， 多用于热负荷全年稳定的企业自备热电厂义是抽汽凝汽式汽轮机是为克服背压式汽轮机强迫电负荷的缺点而产生的， 它相当于背压式汽轮机和凝汽式汽轮机的组合 由于凝汽发电部分的存在， 热电能的生产有一定的自由度， 在规定的范围内能各自独立调节， 故其适应性大， 但整机的热经济性低于背压式机组 由于调节机构的节流作用， 其凝汽发电部分的相对内效率低于凝汽式电厂中同参数、 同容量的凝汽机组的ηi 抽汽凝汽式机组适于带基本和中间热负荷， 为保证它能经常在设计工况附近运行， 机组最大供热量应小于热负荷最大值C ， C C 型机组凝汽工况运行， 偏离设计工况最远， 是运行最不经济工况 因此其热经济性主要取决于热化发电在总发电中所占的比例X = Wh/ W 的大小 据资料表明， 在 装设一次调整抽汽式汽轮机 （C 型机） 的热电厂中， 只有当热电厂的热化发电比大于下列数值时， 热电厂才能节约燃料义是供热机组蒸汽初参数与代替凝汽式机组相同时， X1 不可逆过程的作功能力损失●机械设备●2 供热机组的型式及特点3 4 第2 5 卷第1 期 2 0 0 4 年1 月技术进步T e c h n o l o g y4 初终参数变化对汽轮机经济性影响＞1 3 % ～1 5 % ；义是供热机组蒸汽初参数比代替凝汽式机组低一档时，X ＞4 0 % ；义是供热机组蒸汽初参数比代替凝汽式机组低二档时，X ＞5 0 % 。

义是热化发电率是热电厂重要的热经济指标， 它是供热机组的热化发电量Wh与热化供热量Qh . t之间的比值 热 化发电量越高， 说明同样的供热汽流在该机组中转化成电功率的能量越多， 经济性越好 由热化发电率的定义可以得到：式中: Qh . t= Dh . t（hh- φt h ） ， φ为返回凝结水的百分率; 义是Who= D h . t（h0- hh a） ηr iηmηg / 3 6 0 0 ， Wh° 为对外供 热汽流直接产生的电量， 称外部发电量;Whi为回热抽汽加热供热循环的给水所形成的那部分回热发电量， 称内部发电量； 为供热循环给水所经过的回热加热器级数； Dh j为加热供热循环给水所增加的回热 抽汽量， 它由供热循环的回热系统热平衡计算求得义是由上述公式可看出， 热化发电率ω与供热汽轮机初参数、 供热抽排汽压力、 回热的完善程度、 供热汽流流经通流部分的相对内效率、 返回水率及水温和补充水温、 机电效率等有关 当蒸汽初参数及供热抽汽压力一定时， 汽轮发电机组热变功的实际过程愈完善， 不可逆损失愈小，热化发电率就愈高 所以， 在热电联产项目可行性研究过程中， 选择供热设备和设计供热系统， 都会涉及该指标的计算。

如国内某大型制浆企业， 设计采用C B 7 - 3 . 4 3 /1 . 2 7 / 0 . 4 9 型供热汽轮机， 平均负荷工况下， 每小时发电为6 4 1 0 k W 如选用相同进汽和供热参数的E N G 5 0 / 4 0 /50型汽轮机， 则在相同的供热量下， 每小时可发电7 5 0 0 k W ， 按企业的生产规模一年可多发电8 6 3 2 M W h ，节约电费近4 0 0 万元 因为E N G 5 0 / 4 0 / 5 0 型汽轮机实现了以 “积木块” 结构为主的系列化设计， 汽轮机的相对内效率高， 热化发电率就高， 经济性就好 如采用次高压参数， 经济效益会更好4.1善初压Po改变对汽轮机功率的影响 义是汽轮机的初温和背压不变而初压改变时， 全机的功率改变量可通过对功率方程式求全微分而得 当初压变化不大时， 全机相对内效率ηi可认为不变； 若流量也保持不变， 对于非再热机组， 全机有：义是从上式可知， 初压变化不大时， 若背压、 初温和流量保持不变， 汽轮机的功率仅随焓降△ht而变； 背压式汽轮 机的焓降比较小， 在同样的初压变化下， 背压式汽轮机功率的变化大于凝汽式汽轮机。

根据计算， 对C B 7 - 3 . 4 3 /1 . 2 7 / 0 . 4 9 型汽轮机， 初压降低0 . 1 M P a ， 功率相对减少1 . 6 3 % 4.2善初温to改变对汽轮机功率的影响 义是汽轮机的初压和背压不变而初温改变时， 若流量保持不变， 功率的变化只是由于焓降与内功率变化引起的，则：3 热化发电率及经济性比较Who+ W hiWhω =Qh . t= ( k W h / G J )Qh . t■ 郑心明 ( 广西贺达纸业有限责任公司 广西 贺州 5 4 2 8 0 0 )=△h t1△P0△Pi PiP0△ht=ee备 热 电 厂 的 热 经 济 性Whi=3 6 0 0ηmηgΣj = 1Dh j( h0- hj)z＇＇Z技术进步T e c h n o l o g y3 5China Pulp energy conversion; heat economy; technical measures; economy balance of heat load收稿日期： 2 0 0 3 - 0 8 - 2 1技术进步T e c h n o l o g y3 7China Pulp & Paper Industry Vol.25,No.1 Jan.,2004。