淺談200MW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組調(diào)峰方式的選擇

1、    淺談200mw燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組調(diào)峰方式的選擇    丁秀峰+劉中宇：tm77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：a ：1674-1145（2017）02-000-01摘 要 燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組采用何種調(diào)峰方式與機(jī)組乃至整個(gè)發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。本文分析了聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟停的經(jīng)濟(jì)性，并對(duì)低負(fù)荷運(yùn)行和兩班制運(yùn)行調(diào)峰做了經(jīng)濟(jì)性比較，為兩種方式的選擇提出合理建議。關(guān)鍵詞 聯(lián)合循環(huán) 調(diào)峰 方式燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組的調(diào)峰方式一般包括：（l）兩班制運(yùn)行，即夜里短時(shí)間停運(yùn)，早上再啟動(dòng)。 （2）低負(fù)荷運(yùn)行，帶基荷機(jī)組降至最低技術(shù)出力運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷增大，機(jī)組快速帶負(fù)荷。在供氣充足的情況下，某

2、電廠兩套燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組采用一套機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，另一套機(jī)組調(diào)峰的運(yùn)行方式。但近些年供氣一直呈現(xiàn)量少價(jià)升的形勢(shì)，通常所供的天然氣只能維持一套燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行，嚴(yán)重影響電廠發(fā)電效益。本文主要對(duì)電廠燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組低負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行和兩班制調(diào)峰運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。一、聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟停經(jīng)濟(jì)性分析某電廠燃?xì)饴?lián)合循環(huán)調(diào)峰機(jī)組與連續(xù)運(yùn)行機(jī)組的區(qū)別在于：聯(lián)合循環(huán)調(diào)峰機(jī)組啟停過程耗氣量、廠用電量、耗水量及啟停的設(shè)備損耗折舊費(fèi)用有所不同。已知條件如下，氣價(jià)：0.9275元/m3，上網(wǎng)電價(jià)：0.4203元/kwh，反供電價(jià)：0.65元/kwh，除鹽水價(jià)：e3=10元/t，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組單位電量折舊額為0.08元/k

3、wh。調(diào)峰機(jī)組啟動(dòng)到并網(wǎng)和機(jī)組開始減負(fù)荷到解列計(jì)算如下：（1）、燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)到并網(wǎng)耗氣：800m3；（2）、燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)耗廠用電量：200 kwh；（3）、燃?xì)廨啓C(jī)并網(wǎng)后到汽機(jī)并網(wǎng)需要1 h，耗氣25200m3，廠用電量：1166kwh，發(fā)電量：34000kwh。（4）、汽輪機(jī)從開始減負(fù)荷到機(jī)組解列需要0.5h，耗氣3800m3，廠用電量1555kwh，發(fā)電5400kwh。以天然氣價(jià)格：0.9275元/m3，上網(wǎng)電價(jià)：0.4203元/kwh計(jì)算，啟機(jī)所耗的天然氣及廠用電費(fèi)用共：（800+25200）×0.9275+（200+1166）×0.65=25002.9元，而上網(wǎng)電量

4、價(jià)費(fèi)用為：34000×0.4203=14290.2元，故實(shí)際的聯(lián)合循環(huán)啟機(jī)消耗費(fèi)用應(yīng)為：25002.9-14290.2=10712.7元rmb。停機(jī)所耗的天然氣及廠用電費(fèi)用共：3800×0.9275+1555×0.65=4535.2元，上網(wǎng)電量?jī)r(jià)費(fèi)用為：5400×0.4203=2269.6元。故實(shí)際聯(lián)合循環(huán)停機(jī)消耗費(fèi)用應(yīng)為：4535.2-2269.6=2265.6元。這樣，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟停機(jī)一次所消耗的費(fèi)用總共為：10712.7+2265.6=12978.3元。二、兩班制調(diào)峰與連續(xù)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析（一）建立模型分析假設(shè)：總供氣mm3，上網(wǎng)電價(jià)為e1元/kw

5、h，天然氣價(jià)格為：f元/m3，氣耗為x，除鹽水水價(jià)格為：w元/t，耗水量為h噸，反供廠用電價(jià)格：e2元/kwh，停機(jī)后廠用電量：g，調(diào)峰折舊費(fèi)用：k1，連續(xù)運(yùn)行發(fā)電折舊費(fèi)用：k2。啟停費(fèi)用：y=12 307元。調(diào)峰機(jī)組：耗完供氣m，發(fā)電獲得的總毛利潤(rùn)：y1=e（m÷x1）-（f×m）-（e2×g）-（w×h）-k1-12307（1）連續(xù)運(yùn)行機(jī)組：耗完供氣m，發(fā)電獲得的總毛利潤(rùn)：y2=e（m÷x2）-（f×m）-k2（2）針對(duì)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組進(jìn)行具體分析，算式（1）中，第一項(xiàng)e（m÷x1），因調(diào)峰機(jī)組開機(jī)的時(shí)間、調(diào)峰負(fù)荷不能夠確定

6、，氣耗x1是一個(gè)變量，故第一項(xiàng)為變量。第二項(xiàng)（f×m），因供氣m不變，故第二項(xiàng)為定值。第三項(xiàng)（e2×g），因機(jī)組停機(jī)時(shí)間不確定，故廠用電量g為變量。第四項(xiàng)（w×h），調(diào)峰機(jī)組啟停一次的耗水量h為定值，即h=40 t。第五項(xiàng)k1，調(diào)峰折舊費(fèi)用因發(fā)電量不確定，故為變量。算式（2）中，第一項(xiàng)e（m÷x2），因機(jī)組連續(xù)運(yùn)行，根據(jù)海南電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組實(shí)際情況，在m一定的情況下，電網(wǎng)下達(dá)的負(fù)荷不變，因此氣耗x2也是不變的，故第一項(xiàng)為定值。第二項(xiàng)（f×m）為定值。第三項(xiàng)連續(xù)運(yùn)行發(fā)電折舊費(fèi)用k2，在發(fā)電量一定的情況下k2是不變的。在總供氣一定的情況下，當(dāng)y1=y2

7、時(shí)，調(diào)峰機(jī)組與連續(xù)運(yùn)行機(jī)組利潤(rùn)一樣，當(dāng)y1>y2時(shí)調(diào)峰機(jī)組利潤(rùn)高，當(dāng)y1< p>（二）實(shí)例計(jì)算啟機(jī)共耗氣量：25200+800=26000m3，發(fā)電量34000kwh，停機(jī)耗氣3800m3，發(fā)電量：5400kwh。啟停機(jī)一次共消耗天然氣：26000+3800=29800m3，發(fā)電量：34000+5400=39400kwh。根據(jù)電廠實(shí)際情況，全廠停機(jī)后的廠用電量為：0.0625kwh/h。燃?xì)廨啓C(jī)滿負(fù)荷時(shí)的天然氣流量為55000m3/h，一套燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組滿負(fù)荷為200mw，調(diào)峰機(jī)組以次日零點(diǎn)停機(jī)為準(zhǔn)。以天然氣供90萬m3計(jì)算為例，對(duì)于調(diào)峰機(jī)組，除去機(jī)組啟停后，滿負(fù)荷運(yùn)行所需

8、的天然氣為：900000-29800=870200m3，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為：870 200÷55000=15.8h，滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行機(jī)組總發(fā)電量為20×15.8=31萬kwh，調(diào)峰機(jī)組總發(fā)電量為316+3.4+0.54=319.94萬kwh。理想調(diào)峰機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間為：15.8+1+0.5=17.3h，調(diào)峰機(jī)組停機(jī)時(shí)間為24-17.3=6.7h，因啟停一次相當(dāng)于10h，故調(diào)峰機(jī)組均負(fù)荷為319.94÷（17.3+10）=11.7萬kw，啟停一次損耗所分擔(dān)的電量為11.7×10=117萬kwh。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行機(jī)組而言，根據(jù)海南電網(wǎng)調(diào)頻規(guī)律情況，發(fā)電氣耗為0.32k

9、wh/m3，總發(fā)電量則為90÷0.32=281.25萬kwh。因調(diào)峰機(jī)組停機(jī)6.7h，故耗廠用電量0.0625×6.7=0.44萬kwh，通過算式（1）得出：y1=3 199 400×0.4203-900 000×0.927 5-4400×0.65-40×10-（1170000+3199400）×0.08-12307=144838.82元。通過算式（2）得出：y2=2812500×0.4203-900000×0.9275-2812500×0.08=122 343.75元。因y1>y2，故在總供氣90萬m3時(shí)，調(diào)峰機(jī)組比連續(xù)運(yùn)行機(jī)組的利潤(rùn)還要高，此時(shí)的供氣情況下應(yīng)采用機(jī)組調(diào)峰方案。同樣方法的實(shí)例計(jì)算得出，在供天然氣95萬m3時(shí)出現(xiàn)了y1=y2，達(dá)到了臨界點(diǎn)，在供氣95萬m3以上時(shí)出現(xiàn)y1y2，95萬m3以下時(shí)y1y2。通過各供氣情況分別計(jì)算出調(diào)峰機(jī)組理想的啟機(jī)時(shí)間。通過上述實(shí)例計(jì)算分析和實(shí)踐驗(yàn)證，在供天然氣95萬m3時(shí)，調(diào)峰機(jī)組與連續(xù)運(yùn)行機(jī)組的效益達(dá)到平衡點(diǎn)，即在供氣95萬m3以下，采用機(jī)組兩班制調(diào)峰的效益較好，在95萬m3以上，采用機(jī)組連續(xù)運(yùn)行來調(diào)峰的效益較好。三、結(jié)語本文對(duì)200mw燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組啟停經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析，通過建模、實(shí)例分