浅谈热电联产机组如何提升热效率的方法

浅谈热电联产机组如何提升热效率的方法（北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂，内蒙古，包头，014060）【摘要】随着社会的快速发展，热电联产机组的应用已经越来越广泛，其对于提升热效率有着不可忽略的作用。对于能源的节约以及锅炉余热回收都有很好的效果。本文主要针对热电联产机组中的回热加热系统进行具体的分析，并对凝结水回收利用方法进行了探讨。【关键词】热电；联产机组；热效率；方法以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂，“热电联产”已被世界各国公认为提高能源利用效率和保护环境的重要手段。目前热电联产的主要型式，根据供热式汽轮机的型式及热力系统可将其分为二种型式：抽汽式机组和背压式机组。热电联产机组不仅能够生产电力也能生产热力，对于节约能源改善环境有着不可忽略的作用近年来，随着我国工业水平的不断提高，人们对于热电联产机组也有了新的要求，在利用回热以及凝结水的回收利用方面都有了极大程度的改善。因此提升热电联产机组的热效率十分关键。一、热电联产机组提升热效率的机理热电联产节能分类热电联产、集中供热的节能，其大致可以分为两种类别。其一：是热电联产，在热电联产的过程中，将在汽轮机内做了部分功的蒸汽抽出，对外供热，其余部分继续做功，排汽进入凝汽设备，出现一定的凝汽（冷源）损失。为了能够有效地节约燃料，最大限度发挥热电联产机组的热效率，可以以热定电，在供热的过程中，对电力进行附带生产，其被称作“联产节能”；另一方面是热电厂的大型锅炉热效率比分散供热小锅炉高，其也能够较好的节约燃料，其在热效率方面效果会更佳，通常会被称为“集中节能”。热电联产通常会从热能和电能两个方面进行节能，目前，大部分的机组都以节热为主。热电联产发电供热机组的型式目前，热电联产发电供热机组主要有两种供热型式，一、背压供热机组，其转化率比较高，在发电的过程中，其全部凝汽（冷源）损失都用作到供热之中，发电效率比较高。二、抽汽凝汽式机组，采用可调整抽汽的汽轮机实现供热，一部份的发电冷源损失用作供热，减少了部分的电能损失，所以其综合发电效率相对较高。相比于同容量纯凝汽机组，其具有更好的应用价值，但是与高参数大型纯火电机组相比，其在热能转化方面还有所不足，尤其是在供热抽汽不足的情况下，要比相同等级机组发电（供电）煤耗高。所以在使用的过程中，可以采用“以热定电”、对基本热电负荷进行确定，由于热电负荷不可调节，因此只有承担基本热负荷时，才可以将其热能效应完全发挥出来。但是可调节抽汽的抽凝机组，可以对热电负荷进行有效地调节。所以，通常情况下，火电厂会采用两种机组相互结合的方式，以适应各类热负荷和部分电负荷调节的需求。根据相关数据显示：供热式汽轮发电机组的蒸汽流既发电又供热的常规热电联产应符合的总热效率年平均大于45％。热电联产的热电比：单机容量在50MW以下的热电机组，其热电比年平均应大于100%；单机容量在50W至200W以下的热电机组，其热电比年平均应大于50%；单机容量200MW及以下抽汽凝汽两用机组，采暖期热电比应大于50%。二、热电联产机组数学计算模型2.1界定指标的数学模型总热效率=（供热量+供电量X3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量x燃料单位低位热值）x100%o热电比=供热量/(供电量x3600千焦/千瓦时)x100%总热效率由热量和电能，两种能量构成。电能是高品位能，电能可以100％转变为热能，而热能不可能100％转变为电能，需要经过不同能量的转化过程才可转变成电能，总热效率实质是一次能源的能源利用率，或称“燃料利用率”。n=(Qc+3600W)/(BQdw)(1)B=Qc/(3600W)(2)式中：n—总热效率(燃料利用率)％；Qc—年供热量kJ/a；(GJ/a)W-年供电量kWh/a；(104kWh/a)B—年消耗总燃料量kg/a；(t/a)Qdw—燃料低位热值kJ/kgB—热电比％从这个数学公式可以看出：热电联产机组的经济性能是基于热力学第一定律(能量守恒定律)来制定的，它所反映的是一次能源的总的利用率，热电比增大，机组的总热效率也会相应提三、热电联产机组提升热效率的途径采用给水回热循环。将已经在汽轮中膨胀做功的蒸汽，在某一合适的参数下从汽轮机中抽出一部分，并用这部分蒸汽来加热送往锅炉的给水。汽轮机中抽出来的部分蒸汽的热能完全被用来加热给水，不再构成冷源损失，进入凝汽器的热量相应减少了，从而提高了循环热效率。加热给水的抽汽通常是在汽轮机不同压力点上多次抽出并逐级将给水加热的。这样，以较低温度的抽汽先加热较低温度的给水，这部分抽汽就能在汽轮机内多做些功，从而进一步提高装置的热效率。理论上，给水回热的级数越多，装置热效率也就提高越多，但过多的回热级数会增加设备投资费用。热电联产机组定量补水当某级加热器的温升下降，在一般情况下，该级加热器的温升部分或全部会由上一级的加热器进行承担，从而引起上一级的加热器的抽汽量等幅增加，并使得排挤低压抽汽。然而对于一般的汽轮机来说，增加高品质的抽汽量必然会导致蒸汽的做功效率减小，新蒸汽的等效焓降也会随之减小，汽轮机的效率会极大的降低。在热电联产机组中，其机组中采用抽汽对外供汽，这就需要定时对整个抽汽过程中发生的热力循环进行定量补水，例如：热水井、凝汽器喉部减温等，当热电机组在冬季供热运行时，其抽汽量较其他季节较大。这是由于在冬季运行过程中，热力循环中凝结水的流量较小，而且系统也需要大量的进行补水，在补水过程中可以充分的使用热水井补水管以及凝汽器喉部减温水来增加凝结水量，从而有效的利用低温加热器的抽汽，并减少除氧抽汽的汽量，同时利用补水极大的提高了凝结水泵的负荷率。凝汽器补充水可以提高真空和回热经济性。补水从凝汽器的喉部经喷嘴雾化注入，汽轮机排汽首先与雾化水进行热交换，由于它们之间是接触式换热，且雾化的补水水滴很小，所以部分排汽放出的汽化潜热能使补水温度立即升高到排汽的饱和温度，同时补水使得这部分排汽凝结成饱和水。补充水进入凝汽器的另一个好处是提高回热经济性。补水入除氧器要用高压除氧器的抽汽加热补水，而补水入凝汽器，首先在凝汽器中吸热升温，然后流经轴封加热器，抽汽器，一级或几级低压加热器后到除氧器，在这一过程中，补水吸收了一定热量，温度升高60-100C，增加了低压抽汽量，使高品位抽汽量减少，增加这部分蒸汽在汽轮机内的做功，同时，减少了补充水吸热过程中的传热温差，降低了传热过程中的不可逆损失，提高了热功转换效率，回热效果明显提高。四、结语：热电联产机组的应用十分广泛，其不仅能够提高热电厂的生产效率，还能对能源进行有效地节约。在运用热电联产机组时，一定要从实际出发，对技术参数进行精确的计算。同时，要结合实际情况进行设计，从节能的角度出发，确保发电机组的安全、经济和稳定，让热电联产机组的热效率得到全面的提升。参考文献：[1]廖春晖•燃煤热电联产区域供热系统热源