热电厂综合热效率8711%,怎么做到的热电集团

1、杭州热电集团推荐论文:热电厂综合热效率87.1%,怎么做到的杭州热电集团张忠明关键词：热电厂、综合热效率、炉效、综合机效、热电比内容简介：通过对生产能源统计数据进行深入分析,探讨热电厂提升综合热效率的方法,交流热电厂生产运行治理经验.上虞杭协热电以下简称杭协热电是一家坐落在上虞市杭州湾工业园区的热电联产企业,目前拥有3台次高温次高压130吨循环流化床锅炉和2台15MW次高温次高压背压机组.该公司2021年110月份全厂综合热效率为87.1%,很多同行看了这个统计数据后,觉得难以相信.如此高的热效率,放在全国同行中相比也是名列前茅的.本人长期从事能源统计分析和节能研究工作,通过对根底数据的收集和

2、分析研究,找到一些原因,在这里抛砖引玉,请各位专家同仁指点.一、综合热效计算分析首先,我要解释下什么是热电厂的综合热效率.热电厂是一个能源转换企业,是把煤炭、柴油、燃气等能源转换成电能和热能等能源提供给供电局和热用户.转换出提供给用户的能源和消耗的能源的量比就是综合热效率.热电厂不同于火力发电厂,除了发电外还有供热.对外供热减少或是消除了汽轮机发电的冷凝损失,综合热效率大幅提升.杭协热电就是把原煤和柴油开炉点火用转换成电能和热能的企业.由于杭协热电2021年进行了#1汽轮机抽改背改造,由原来的一抽一背变成两台全背压机组,综合热效率大幅提升.下表是杭协热电2021年110月计算综合热效率根底数据

3、.序号计算公式工程单位数量折标系数标煤量吨投入一原煤吨2511060.7686193000.07二柴油吨451.453865.42二一十一合计吨193065.49产出四供电量万千瓦时13475.571.229916573.60五售热量吉焦44396300.03416151657.76六二四十五合计吨168231.36七二六/三*100%综合热效%87.14从表中我们可以看出,杭协热电2021年110月份总投入折标煤193065.49吨,总转换产出折标煤168231.36吨.根据?浙江省能耗限额标准及计算方法?,综合热效率=供电折标煤+售热折标煤/原煤折标煤+燃油折标煤+燃气折标煤+其它燃料折标

4、煤*100%,计算出综合热效率为87.14%.计算综合热效的根底数据原煤、供电、售热的计量表计都是国家强制检定的,而且其财务数据都是要经过审计的,所以其数据来源和计算结果是值得信赖的.为了更好地说明问题,下面用产品能耗结构分析的方法来仔细分析高效的原因.其原理是,热电厂有电和热两种产品,分比计算出对外供电和对外售热的单位能耗,然后根据热和电的当量能量比率就是我们常说的热电比,计算出加权平均能耗,加权平均能耗的倒数就是加权平均热效率,也就是综合热效率.具体计算请看下面的?综合热效率明细分析表?序号计算公式工程单位数量一伊:电效率计算(1)供电量万千瓦时13475.57(2)发电煤耗克/千瓦时16

5、4.34(3)发电厂用电率%2.34(4)=(2)+(2)*(3)/100%供电煤耗克/千瓦时168.19(5)=122.99/(4)*100%供电热效率%73.13二售热效率计算(6)售热量吉焦4439360(7)供热煤耗千克/吉焦37.65(8)供热厂用电率千瓦时/吉隹4.49(9)=(7)+(2)*(8)/1000售热煤耗千克/吉焦38.39(10)售热热效率%88.99三加权平均热效率(11)=34.16/(5)*100供电能耗千克/吉焦46.72(12)=(9)*1售热能耗千克/吉焦38.39(13)热电比9.15(14)=(11)+(12)*(13)/(13)+1)综合能耗千克/吉

6、焦39.21(15)综合热效%87.12杭协热电主营两种产品,热力和电力.售热热效率为88.99%,供电热效率为73.13%.折算成能耗,供电能耗为46.72千克/吉焦,售热能耗为38.39千克/吉焦.由于热电比高,两者的当量能量比热电比为9.15倍,售热所占比重远大于供电比重,综合能耒只有39.21千克/吉焦.熟悉能量转换计算的人知道,当能量转换效率为100%时,产生1吉焦热量需要34.16千克标准煤.39.21千克/吉焦的能耗,对应综合热效率到达了87%以上.从这些明显分析我们可以看出,杭协热电综合热效高的主要原因有两方面,一方面是能量转换效率高,无论是供热效率还是发电效率都在同行中处于领

7、先水平.另一方面是产品结构好,热电比高,高效的热产品占产品的绝大多数.为了更加深入地说明问题,请继续看下面的分析.二、高炉效是高热效的根底.上面我们说了,从能量比例的角度,售热在杭协热电产品中占绝大多数,而售热效率和锅炉效率有关.根据公式：供热煤耗=34.16/锅炉效率,我们知道,供热煤耗和锅炉效率成反比.所以炉效非常关键.下表是杭协热电2005年投产以来炉效统计.标煤用量锅炉产热量锅炉效率年度吨吉焦%2005114141.0582943650.7688.112006186929.2094961684.890.682007108074.58322918949.892.272021200329.

8、854531329890.612021202127.46075379756.691.342021193066.2176514214190.99合计平均1003768.38226659480.9690.74注：2021年炉效为110月综合炉效从表中看,年均炉效到达了90.74%.排除2005年投产年份锅炉调试效率低的影响,年均炉效到达91.07%.如果考虑锅炉至汽轮机的管损,按1%扣除的话,炉效也有90%.如此高的炉效,一些同行和专家表示了质疑.有些专家提出,循环流化床锅炉设计理论炉效只有90%,实际不可能超过理论值.有这种迷惑是完全可以理解的,不过杭协热电的炉效高有其特殊性.一般锅炉设计排烟温

9、度是149C,而杭协热电的锅炉实际排烟温度只有120Co我们知道,锅炉热损失大多是在排烟热损失,每增加20c烟温,炉效降低约1%.由于杭协热电锅炉排烟温度平均只有120C,实际的炉效大于设计炉效.当然,我们知道,过低的排烟温度会造成尾部烟道换热面腐蚀,设备维护费用大幅增加,最终得不偿失.过低的排烟温度并不是我们希望的,在这里只是为了解释炉效高于设计值的原因.高炉效,设备本身的原因只是一个方面,最重要的还是锅炉的运行、维护和治理.具体举措如下：一定期维护,保持设备最正确状态杭协热电3台130吨循环流化床次高温次高压锅炉,平均每台锅炉运行40天左右停炉维护一次.主要工作有：1、炉内水冷壁防护.为了

10、预防磨损,对水冷壁进行了镀膜防磨损,收效显著.每次停炉后,对水冷壁进行检查,定期进行镀膜处理,杜绝了水冷壁爆管事件.2、对炉内及尾部烟道进行检查清理,增加换热效率.每次停炉后,对炉内换热面及尾部烟道积灰进行人工清理,一方面提升了换热效率,降低了排烟温度,另一方面解决了主蒸汽温度低的问题,使主蒸汽参数保持在额定参数范围内.3、尾部烟道气密性检查,及时更换腐蚀部件,减少漏风损失.尾部烟道风系统如果内漏的话,会大大增加送风机的负担,外漏会大大增加引风机的负担.增加厂用电消耗.同时,漏风还会造成过氧量计失准,给运行人员限制风量造成困扰.及时地漏风消缺,使锅炉始终保持在良好状态.二增强运行调控,发挥能动

11、效率.1、增强统计分析,选择最正确运行参数.我们知道,锅炉运行的目标是提供合格品质的蒸汽,主要限制目标是主蒸汽流量、温度和压力,而提升炉效的目标是降低排烟热损失、灰渣热损失、机械部完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失以及散热损失等.限制的手段主要是调整煤量和风量,让炉膛内燃料的分布以及风量的分布尽可能均匀,从而到达最正确的燃烧效率和换热效率.其中最关键的是限制床压和床温、炉膛出口烟温.不同的锅炉负荷,有着不同的最正确床压、床温等,杭协热电通过长期的运行实践,有着丰富的限制经验.2、增强运行监控,严格限制热损.3台锅炉,2台汽机,采取就近分配的原那么,锅炉出来的蒸汽优先供给最近的汽机,将主蒸汽管损降

12、到最低.通过统计测算,机炉间管道蒸汽质量损失根本为0,热量损失温降限制在5c以内,相当于主蒸汽给的0.3%以内.另外,严格限制锅炉汽水损失.锅炉汽水损失主要来源于定排和连排.通过计算我们知道,锅炉的汽水损失每提升1%,锅炉效率将下降0.38%.杭协热电在保证炉水水质的前提下,严格限制锅炉连排和定排的排放,将锅炉汽水损失限制在3%以内.三增强运行治理,统筹合理安排1、选择最适宜的煤种.虽然循环流化床锅炉相比煤粉炉对燃料的适应性广得多,但煤种对炉效影响还是很大的.通过实践研究,对大量的统计数据分析,最后得出结论,杭协热电3台锅炉使用5200大卡左右热值的煤种效率最高,燃烧最充分.2、锅炉运行调整也

13、是不容无视的因素,杭协热电有着一支高素质的运行队伍,长期进行运行小指标竞赛,对锅炉的指标参数一直限制在合理的范围内,及时发现锅炉运行过程中出现的小问题,使锅炉在理想状态运行.三、高机效使综合热效更上一层楼根据公式：发电煤耗=电能当量能耗122.99克/千瓦时/锅炉效率/汽机综合效率,我们可以轻易反推出,汽机综合效率=电能当量能耗122.99克/千瓦日/锅炉效率/发电煤耗.当发电煤耗为164.34克/千瓦时,锅炉效率为90.99%时,可算出汽机综合效率为82.25%.在这里我首先要解释下汽机综合效率的概念.热电联产的综合机效和纯凝汽轮发电机的机效是两个不同的概念.对于纯凝汽轮发电机汽机效率有公式

14、：汽机效率=汽机内效率*汽机保温效率*机械效率*发电机效率.由于汽机内效率设计最多只有80%,再乘以保温效率、机械效率和发电机效率后,不可能大于80%,大多数纯凝发电发电机组机效不超过50%.而热电联产的机效除了发电以外,还要考虑供热.对于影响纯凝机组效率的几个因素,在热电联产机组并不适用.首先汽机内效率的上下,汽机内效率越高,热能转换成机械能的水平越高.从热力学第二定律来说,就是碉损失越小.但从热力学第一定律来说,能量并没有损失,排汽温度上升,供给热用户的热量增加了.同样,对于机械效率,机械能损失转换成了热能,也没有损失能量.汽机的能量损失主要表达在散热损失以及发电机的能量损失.这两块损失是

15、很有限的.热电联产汽机效率公式为：汽机效率=发电量*36/汽机进汽燃-汽机抽汽燃公式中单台汽轮机进汽的热量减去供给热用户及回热用抽排汽的热量为汽轮机组发电转换消耗的能量,汽轮机组发电量折合的能量为产出能量.对于纯背压机组,由于没有冷凝损失,单台汽轮机发电热效率可以到达94%以上.下表是杭协热电200年110月#1汽轮机组发电热效率统计.月份进汽燃排汽始耗热量发电量汽机效率吉焦吉焦r吉焦万千瓦时%1385660346979386811030.8395.94216213914587716262426.7294.463391350352098:392511039.7195.3643894963504

16、30390651035.3395.41534035830622134137908.9195.85630746127662330838819.5195.67726425023774726504702.4895.42825435122884025511670.6294.64925194622667625270664.0594.6010313619282164P31455829.8094.97合计306062927536563069748127.9695.32杭协热电#2机的效率为95.76%,两台背压机组的效率都在95%以上,但全厂综合机效只有82.25%.在这里要说明汽机单机的效率和汽机综合效率

17、的区别.热电联产的汽机综合效率指的是汽轮机组在生产电产品过程中,用来生产电力的那局部热能转换成电能的效率.锅炉出来的热能,一局部是用来对外供热,还有一局部是用来对锅炉给水的加热,剩下来的全部算做发电消耗的热量.也就是说,摊在发电消耗的热量,除了通过汽轮机发电的那局部能量以外,还包括汽动给水泵、除氧器以及除了锅炉外整个热力系统的各种热损失.所以汽机综合效率肯定远小于单台汽轮机的发电效率.下表是汽机能量平衡表2021年110月份发电量耗热量耗热占比发电效率万千瓦时吉焦%#1机8127.9630697444.1495.32#2机7963.0829954242.5795.70非发电用热09777311

18、3.290.00合计平均16091.0470428910082.25锅炉总供热外供热自耗热综合总机效5143649443936070428982.25从表中我们看出,影响综合总机效的上下最重要的是自耗热中非发电用热所占比例的大小.杭协热电非发电用热占汽机总耗热的13.29%,占锅炉总有效供热的1.78%,与外供热的比率为2.06%.其主要包括汽动给水泵用热以及厂内换热系统的热损失.可以说,这样的热损比例是相当低的.降低非发电用热的关键,一方面是增强运行治理和设备维护,预防不必要的汽水损失和散热损失,把效率提到最高；另一方面是增强热用户开发,增加两台背压机组的发电输出,摊薄非发电用热耗热比.在这

19、方面,杭协热电做的非常好,生产车间根本看不到有跑冒滴漏现象.另外,非发电用热量低还有一个统计方面的原因.根据浙江省能耗限额标准和计算方法,计算供热量的时候是不扣除自来水始的.在计算热电厂综合热效率的时候也没有把自来水给当成能量投入.而事实上,自来水给也是系统外界提供的能量,应该从售热量中扣除.自来水温度按平均20c计算,自来水给约占售热给的2%,约占锅炉总供热量的1.7%.如下表：2021年110月份发电量耗热量耗热占比发电效率万千瓦时吉焦%#1机8024.5730491839.1194.74#2机7757.4829403837.7294.98非发电用热018059623.170.00合计平均15782.05779552100.0072.88锅炉总供热外供热自耗热综合