熱電廠綜合熱效率8711%,怎么做到的熱電集團(tuán)

1、杭州熱電集團(tuán)有限公司推薦論文:熱電廠綜合熱效率87.1%,怎么做到的？（杭州熱電集團(tuán)有限公司張忠明）關(guān)鍵詞：熱電廠、綜合熱效率、爐效、綜合機(jī)效、熱電比內(nèi)容簡(jiǎn)介：通過(guò)對(duì)生產(chǎn)能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，探討熱電廠提高綜合熱效率的方法，交流熱電廠生產(chǎn)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。上虞杭協(xié)熱電有限公司（以下簡(jiǎn)稱杭協(xié)熱電）是一家坐落在上虞市杭州灣工業(yè)園區(qū)的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，目前擁有3臺(tái)次高溫次高壓130噸循環(huán)流化床鍋爐和2臺(tái)15MW次高溫次高壓背壓機(jī)組。該公司2010年110月份全廠綜合熱效率為87.1%,很多同行看了這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，覺(jué)得難以相信。如此高的熱效率，放在全國(guó)同行中相比也是名列前茅的。本人長(zhǎng)期從事能源統(tǒng)計(jì)分析和節(jié)

2、能研究工作，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和分析研究，找到一些原因，在這里拋磚引玉，請(qǐng)各位專家同仁指點(diǎn)。一、綜合熱效計(jì)算分析首先，我要解釋下什么是熱電廠的綜合熱效率。熱電廠是一個(gè)能源轉(zhuǎn)換企業(yè)，是把煤炭、柴油、燃?xì)獾饶茉崔D(zhuǎn)換成電能和熱能等能源提供給供電局和熱用戶。轉(zhuǎn)換出提供給用戶的能源和消耗的能源的量比就是綜合熱效率。熱電廠不同于火力發(fā)電廠，除了發(fā)電外還有供熱。對(duì)外供熱減少（或是消除）了汽輪機(jī)發(fā)電的冷凝損失，綜合熱效率大幅提高。杭協(xié)熱電就是把原煤和柴油（開爐點(diǎn)火用）轉(zhuǎn)換成電能和熱能的企業(yè)。由于杭協(xié)熱電2009年進(jìn)行了#1汽輪機(jī)抽改背改造，由原來(lái)的一抽一背變成兩臺(tái)全背壓機(jī)組，綜合熱效率大幅提高。下表是杭協(xié)熱

3、電2010年110月計(jì)算綜合熱效率基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。序號(hào)（計(jì)算公式）項(xiàng)目單位數(shù)量折標(biāo)系數(shù)標(biāo)煤量（噸）投入一原煤噸2511060.7686193000.07二柴油噸451.453865.42二一十一合計(jì)噸193065.49產(chǎn)出四供電量萬(wàn)千瓦時(shí)13475.571.229916573.60五售熱量吉焦44396300.03416151657.76六二四十五合計(jì)噸168231.36七二六/三*100%綜合熱效%87.14從表中我們可以看出，杭協(xié)熱電2010年110月份總投入折標(biāo)煤193065.49噸，總轉(zhuǎn)換產(chǎn)出折標(biāo)煤168231.36噸。根據(jù)浙江省能耗限額標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法，綜合熱效率=（供電折標(biāo)煤+售熱折標(biāo)煤）

4、/（原煤折標(biāo)煤+燃油折標(biāo)煤+燃?xì)庹蹣?biāo)煤+其它燃料折標(biāo)煤）*100%，計(jì)算出綜合熱效率為87.14%。計(jì)算綜合熱效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)原煤、供電、售熱的計(jì)量表計(jì)都是國(guó)家強(qiáng)制檢定的，而且其財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)都是要經(jīng)過(guò)審計(jì)的，所以其數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算結(jié)果是值得信賴的。為了更好地說(shuō)明問(wèn)題，下面用產(chǎn)品能耗結(jié)構(gòu)分析的方法來(lái)仔細(xì)分析高效的原因。其原理是，熱電廠有電和熱兩種產(chǎn)品，分比計(jì)算出對(duì)外供電和對(duì)外售熱的單位能耗，然后根據(jù)熱和電的當(dāng)量能量比率（就是我們常說(shuō)的熱電比），計(jì)算出加權(quán)平均能耗，加權(quán)平均能耗的倒數(shù)就是加權(quán)平均熱效率，也就是綜合熱效率。具體計(jì)算請(qǐng)看下面的綜合熱效率明細(xì)分析表序號(hào)（計(jì)算公式）項(xiàng)目單位數(shù)量一伊:電效率計(jì)算(1)

5、供電量萬(wàn)千瓦時(shí)13475.57(2)發(fā)電煤耗克/千瓦時(shí)164.34(3)發(fā)電廠用電率%2.34(4)=(2)+(2)*(3)/100%供電煤耗克/千瓦時(shí)168.19(5)=122.99/(4)*100%供電熱效率%73.13二售熱效率計(jì)算(6)售熱量吉焦4439360(7)供熱煤耗千克/吉焦37.65(8)供熱廠用電率千瓦時(shí)/吉隹4.49(9)=(7)+(2)*(8)/1000售熱煤耗千克/吉焦38.39(10)售熱熱效率%88.99三加權(quán)平均熱效率(11)=34.16/(5)*100供電能耗千克/吉焦46.72(12)=(9)*1售熱能耗千克/吉焦38.39(13)熱電比9.15(14)=(

6、11)+(12)*(13)/(13)+1)綜合能耗千克/吉焦39.21(15)綜合熱效%87.12杭協(xié)熱電主營(yíng)兩種產(chǎn)品，熱力和電力。售熱熱效率為88.99%,供電熱效率為73.13%。折算成能耗，供電能耗為46.72千克/吉焦，售熱能耗為38.39千克/吉焦。由于熱電比高，兩者的當(dāng)量能量比（熱電比）為9.15倍，售熱所占比重遠(yuǎn)大于供電比重，綜合能耒只有39.21千克/吉焦。熟悉能量轉(zhuǎn)換計(jì)算的人知道，當(dāng)能量轉(zhuǎn)換效率為100%時(shí),產(chǎn)生1吉焦熱量需要34.16千克標(biāo)準(zhǔn)煤。39.21千克/吉焦的能耗，對(duì)應(yīng)綜合熱效率達(dá)到了87%以上。從這些明顯分析我們可以看出，杭協(xié)熱電綜合熱效高的主要原因有兩方面，一方

7、面是能量轉(zhuǎn)換效率高，無(wú)論是供熱效率還是發(fā)電效率都在同行中處于領(lǐng)先水平。另一方面是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)好，熱電比高，高效的熱產(chǎn)品占產(chǎn)品的絕大多數(shù)。為了更加深入地說(shuō)明問(wèn)題，請(qǐng)繼續(xù)看下面的分析。二、高爐效是高熱效的基礎(chǔ)。上面我們說(shuō)了，從能量比例的角度，售熱在杭協(xié)熱電產(chǎn)品中占絕大多數(shù)，而售熱效率和鍋爐效率有關(guān)。根據(jù)公式：供熱煤耗=34.16/鍋爐效率，我們知道，供熱煤耗和鍋爐效率成反比。所以爐效非常關(guān)鍵。下表是杭協(xié)熱電2005年投產(chǎn)以來(lái)爐效統(tǒng)計(jì)。標(biāo)煤用量鍋爐產(chǎn)熱量鍋爐效率年度噸吉焦%2005114141.0582943650.7688.112006186929.2094961684.890.68200710807

8、4.58322918949.892.272008200329.854531329890.612009201227.46075379756.691.342010193066.2176514214190.99合計(jì)（平均）1003768.38226659480.9690.74（注：2010年?duì)t效為110月綜合爐效）從表中看，年均爐效達(dá)到了90.74%。排除2005年投產(chǎn)年份鍋爐調(diào)試效率低的影響，年均爐效達(dá)到91.07%。如果考慮鍋爐至汽輪機(jī)的管損，按1%扣除的話，爐效也有90%。如此高的爐效，一些同行和專家表示了質(zhì)疑。有些專家提出，循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)理論爐效只有90%,實(shí)際不可能超過(guò)理論值。有這種疑

9、惑是完全可以理解的，不過(guò)杭協(xié)熱電的爐效高有其特殊性。一般鍋爐設(shè)計(jì)排煙溫度是149C,而杭協(xié)熱電的鍋爐實(shí)際排煙溫度只有120Co我們知道，鍋爐熱損失大多是在排煙熱損失，每增加20c煙溫，爐效降低約1%。由于杭協(xié)熱電鍋爐排煙溫度平均只有120C,實(shí)際的爐效大于設(shè)計(jì)爐效。當(dāng)然，我們知道，過(guò)低的排煙溫度會(huì)造成尾部煙道換熱面腐蝕，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用大幅增加，最終得不償失。過(guò)低的排煙溫度并不是我們希望的，在這里只是為了解釋爐效高于設(shè)計(jì)值的原因。高爐效，設(shè)備本身的原因只是一個(gè)方面，最重要的還是鍋爐的運(yùn)行、維護(hù)和管理。具體措施如下：（一）定期維護(hù)，保持設(shè)備最佳狀態(tài)杭協(xié)熱電3臺(tái)130噸循環(huán)流化床次高溫次高壓鍋爐，平均

10、每臺(tái)鍋爐運(yùn)行40天左右停爐維護(hù)一次。主要工作有：1、爐內(nèi)水冷壁防護(hù)。為了防止磨損，對(duì)水冷壁進(jìn)行了鍍膜防磨損，收效顯著。每次停爐后，對(duì)水冷壁進(jìn)行檢查，定期進(jìn)行鍍膜處理，杜絕了水冷壁爆管事件。2、對(duì)爐內(nèi)及尾部煙道進(jìn)行檢查清理，增加換熱效率。每次停爐后，對(duì)爐內(nèi)換熱面及尾部煙道積灰進(jìn)行人工清理，一方面提高了換熱效率，降低了排煙溫度，另一方面解決了主蒸汽溫度低的問(wèn)題，使主蒸汽參數(shù)保持在額定參數(shù)范圍內(nèi)。3、尾部煙道氣密性檢查，及時(shí)更換腐蝕部件，減少漏風(fēng)損失。尾部煙道風(fēng)系統(tǒng)如果內(nèi)漏的話，會(huì)大大增加送風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，外漏會(huì)大大增加引風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)。增加廠用電消耗。同時(shí)，漏風(fēng)還會(huì)造成過(guò)氧量計(jì)失準(zhǔn)，給運(yùn)行人員控制風(fēng)量造成

11、困擾。及時(shí)地漏風(fēng)消缺，使鍋爐始終保持在良好狀態(tài)。（二）加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)控，發(fā)揮能動(dòng)效率。1、加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析，選擇最佳運(yùn)行參數(shù)。我們知道，鍋爐運(yùn)行的目標(biāo)是提供合格品質(zhì)的蒸汽，主要控制目標(biāo)是主蒸汽流量、溫度和壓力，而提高爐效的目標(biāo)是降低排煙熱損失、灰渣熱損失、機(jī)械部完全燃燒損失、化學(xué)不完全燃燒損失以及散熱損失等?？刂频氖侄沃饕钦{(diào)整煤量和風(fēng)量，讓爐膛內(nèi)燃料的分布以及風(fēng)量的分布盡可能均勻，從而達(dá)到最佳的燃燒效率和換熱效率。其中最關(guān)鍵的是控制床壓和床溫、爐膛出口煙溫。不同的鍋爐負(fù)荷，有著不同的最佳床壓、床溫等，杭協(xié)熱電通過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐，有著豐富的控制經(jīng)驗(yàn)。2、加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)控，嚴(yán)格控制熱損。3臺(tái)鍋爐，2臺(tái)汽機(jī)，

12、采取就近分配的原則，鍋爐出來(lái)的蒸汽優(yōu)先供應(yīng)最近的汽機(jī)，將主蒸汽管損降到最低。通過(guò)統(tǒng)計(jì)測(cè)算，機(jī)爐間管道蒸汽質(zhì)量損失基本為0,熱量損失溫降控制在5c以內(nèi)，相當(dāng)于主蒸汽給的0.3%以內(nèi)。另外，嚴(yán)格控制鍋爐汽水損失。鍋爐汽水損失主要來(lái)源于定排和連排。通過(guò)計(jì)算我們知道，鍋爐的汽水損失每提高1%,鍋爐效率將下降0.38%。杭協(xié)熱電在保證爐水水質(zhì)的前提下，嚴(yán)格控制鍋爐連排和定排的排放，將鍋爐汽水損失控制在3%以內(nèi)。（三）加強(qiáng)運(yùn)行管理，統(tǒng)籌合理安排1、選擇最合適的煤種。雖然循環(huán)流化床鍋爐相比煤粉爐對(duì)燃料的適應(yīng)性廣得多，但煤種對(duì)爐效影響還是很大的。通過(guò)實(shí)踐研究，對(duì)大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，最后得出結(jié)論，杭協(xié)熱電3臺(tái)鍋

13、爐使用5200大卡左右熱值的煤種效率最高，燃燒最充分。2、鍋爐運(yùn)行調(diào)整也是不容忽視的因素，杭協(xié)熱電有著一支高素質(zhì)的運(yùn)行隊(duì)伍，長(zhǎng)期進(jìn)行運(yùn)行小指標(biāo)競(jìng)賽，對(duì)鍋爐的指標(biāo)參數(shù)一直控制在合理的范圍內(nèi)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的小問(wèn)題，使鍋爐在理想狀態(tài)運(yùn)行。三、高機(jī)效使綜合熱效更上一層樓根據(jù)公式：發(fā)電煤耗=電能當(dāng)量能耗（122.99克/千瓦時(shí)）/鍋爐效率/汽機(jī)綜合效率，我們可以輕易反推出，汽機(jī)綜合效率=電能當(dāng)量能耗（122.99克/千瓦日/鍋爐效率/發(fā)電煤耗。當(dāng)發(fā)電煤耗為164.34克/千瓦時(shí)，鍋爐效率為90.99%時(shí)，可算出汽機(jī)綜合效率為82.25%。在這里我首先要解釋下汽機(jī)綜合效率的概念。熱電聯(lián)產(chǎn)的綜

14、合機(jī)效和純凝汽輪發(fā)電機(jī)的機(jī)效是兩個(gè)不同的概念。對(duì)于純凝汽輪發(fā)電機(jī)汽機(jī)效率有公式：汽機(jī)效率=汽機(jī)內(nèi)效率*汽機(jī)保溫效率*機(jī)械效率*發(fā)電機(jī)效率。由于汽機(jī)內(nèi)效率設(shè)計(jì)最多只有80%,再乘以保溫效率、機(jī)械效率和發(fā)電機(jī)效率后，不可能大于80%,大多數(shù)純凝發(fā)電發(fā)電機(jī)組機(jī)效不超過(guò)50%。而熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)效除了發(fā)電以外，還要考慮供熱。對(duì)于影響純凝機(jī)組效率的幾個(gè)因素，在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組并不適用。首先汽機(jī)內(nèi)效率的高低，汽機(jī)內(nèi)效率越高，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能力越高。從熱力學(xué)第二定律來(lái)說(shuō)，就是碉損失越小。但從熱力學(xué)第一定律來(lái)說(shuō)，能量并沒(méi)有損失，排汽溫度上升，供給熱用戶的熱量增加了。同樣，對(duì)于機(jī)械效率，機(jī)械能損失轉(zhuǎn)換成了熱能，也沒(méi)

15、有損失能量。汽機(jī)的能量損失主要體現(xiàn)在散熱損失以及發(fā)電機(jī)的能量損失。這兩塊損失是很有限的。熱電聯(lián)產(chǎn)汽機(jī)效率公式為：汽機(jī)效率=發(fā)電量*36/（汽機(jī)進(jìn)汽燃-汽機(jī)抽汽燃）公式中單臺(tái)汽輪機(jī)進(jìn)汽的熱量減去供給熱用戶及回?zé)嵊贸榕牌臒崃繛槠啓C(jī)組發(fā)電轉(zhuǎn)換消耗的能量，汽輪機(jī)組發(fā)電量折合的能量為產(chǎn)出能量。對(duì)于純背壓機(jī)組，由于沒(méi)有冷凝損失，單臺(tái)汽輪機(jī)發(fā)電熱效率可以達(dá)到94%以上。下表是杭協(xié)熱電200年110月#1汽輪機(jī)組發(fā)電熱效率統(tǒng)計(jì)。月份進(jìn)汽燃排汽始耗熱量發(fā)電量汽機(jī)效率吉焦吉焦r吉焦萬(wàn)千瓦時(shí)%1385660346979386811030.8395.94216213914587716262426.7294.463

16、391350352098:392511039.7195.364389496350430390651035.3395.41534035830622134137908.9195.85630746127662330838819.5195.67726425023774726504702.4895.42825435122884025511670.6294.64925194622667625270664.0594.6010313619282164P31455829.8094.97合計(jì)306062927536563069748127.9695.32杭協(xié)熱電#2機(jī)的效率為95.76%,兩臺(tái)背壓機(jī)組的效率都在9

17、5%以上，但全廠綜合機(jī)效只有82.25%。在這里要說(shuō)明汽機(jī)單機(jī)的效率和汽機(jī)綜合效率的區(qū)別。熱電聯(lián)產(chǎn)的汽機(jī)綜合效率指的是汽輪機(jī)組在生產(chǎn)電產(chǎn)品過(guò)程中，用來(lái)生產(chǎn)電力的那部分熱能轉(zhuǎn)換成電能的效率。鍋爐出來(lái)的熱能，一部分是用來(lái)對(duì)外供熱，還有一部分是用來(lái)對(duì)鍋爐給水的加熱，剩下來(lái)的全部算做發(fā)電消耗的熱量。也就是說(shuō)，攤在發(fā)電消耗的熱量，除了通過(guò)汽輪機(jī)發(fā)電的那部分能量以外，還包括汽動(dòng)給水泵、除氧器以及除了鍋爐外整個(gè)熱力系統(tǒng)的各種熱損失。所以汽機(jī)綜合效率肯定遠(yuǎn)小于單臺(tái)汽輪機(jī)的發(fā)電效率。下表是汽機(jī)能量平衡表2010年110月份發(fā)電量耗熱量耗熱占比發(fā)電效率萬(wàn)千瓦時(shí)吉焦%#1機(jī)8127.9630697444.1495.

18、32#2機(jī)7963.0829954242.5795.70非發(fā)電用熱097773113.290.00合計(jì)（平均）16091.0470428910082.25鍋爐總供熱外供熱自耗熱綜合總機(jī)效5143649443936070428982.25從表中我們看出，影響綜合總機(jī)效的高低最重要的是自耗熱中非發(fā)電用熱所占比例的大小。杭協(xié)熱電非發(fā)電用熱占汽機(jī)總耗熱的13.29%,占鍋爐總有效供熱的1.78%,與外供熱的比率為2.06%。其主要包括汽動(dòng)給水泵用熱以及廠內(nèi)換熱系統(tǒng)的熱損失?？梢哉f(shuō)，這樣的熱損比例是相當(dāng)?shù)偷摹＝档头前l(fā)電用熱的關(guān)鍵，一方面是加強(qiáng)運(yùn)行管理和設(shè)備維護(hù)，避免不必要的汽水損失和散熱損失，把效率提到

19、最高；另一方面是加強(qiáng)熱用戶開發(fā)，增加兩臺(tái)背壓機(jī)組的發(fā)電輸出，攤薄非發(fā)電用熱耗熱比。在這方面，杭協(xié)熱電做的非常好，生產(chǎn)車間基本看不到有跑冒滴漏現(xiàn)象。另外，非發(fā)電用熱量低還有一個(gè)統(tǒng)計(jì)方面的原因。根據(jù)浙江省能耗限額標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法，計(jì)算供熱量的時(shí)候是不扣除自來(lái)水始的。在計(jì)算熱電廠綜合熱效率的時(shí)候也沒(méi)有把自來(lái)水給當(dāng)成能量投入。而事實(shí)上，自來(lái)水給也是系統(tǒng)外界提供的能量，應(yīng)該從售熱量中扣除。自來(lái)水溫度按平均20c計(jì)算，自來(lái)水給約占售熱給的2%,約占鍋爐總供熱量的1.7%。如下表：2010年110月份發(fā)電量耗熱量耗熱占比發(fā)電效率萬(wàn)千瓦時(shí)吉焦%#1機(jī)8024.5730491839.1194.74#2機(jī)7757.4829403837.7294.98非發(fā)電用熱018059623.170.00合計(jì)（平均）15782.05779552100.0072.88鍋爐總供熱外供熱