某电厂供热机组运行方式优化

李永宝

(兰州西固热电有限责任公司，兰州 730060)

0 引言

热电厂设计热负荷根据工业用热负荷、居民生活热负荷及发展增加热负荷确定，但实际运行后，由于工业用热负荷需求的波动和居民生活热负荷阶段性需求，使热电厂实际热负荷常偏离设计热负荷，影响热电联产整体经济性。本文以某热电厂供热机组为例，优化较小热负荷时机组运行方式，提高热电厂经济性。

1 机组概况

某大型热电厂有4台热电联产机组，2台为俄罗斯产142 MW超高压、双抽、凝汽式供热机组(型号为ПТ-140/165-130/15-2，编为#9，#10)，2台为国产330 MW亚临界、中间再热、双缸双排汽、抽汽凝汽式汽轮机组(型号为CC330/208-16.7-1.5/0.4/537/537，编为#1，#2)。#9，#10机组典型运行工况见表1，#1，#2机组典型运行工况见表2。

2 主要热负荷

该厂热用户主要是石化企业、毛纺织厂等大中型企业的工业用汽及兰州市区960万m2居民采暖用热。按照热用户不同蒸汽压力品质需求，工业热负荷分为5.0,2.5和1.2 MPa 3个等级。该公司供热量受季节影响较大，采暖期除居民采暖热负荷外，工业热负荷最高可达850 t/h左右，非采暖期热负荷只有460 t/h左右。

3 机组在热负荷变化较大时优化方案调整研究

3.1 问题的提出

该厂地处西北，属城市供热电厂，采暖期不但热负荷较大，且冬季枯水期制约了水电机组出力，使火电机组电负荷也较大。因此，采暖期供热机组负荷率高、热电联产优势突出，而非采暖期热负荷大幅下降，造成抽汽供热量偏小，致使机组经济性下降，故运行方式的优化研究以非采暖期为主。

3.2 优化方案研究

3.2.1 并列运行机组电热负荷分配原则

由于1.2 MPa压力等级抽汽热负荷占全厂工业抽汽热负荷的50%左右，所以以此压力下抽汽运行工况为例，进行电、热负荷优化分配分析。

3.2.1.1 并列运行机组电负荷分配原则

根据机组微增热耗率的大小，按照从小到大的顺序依次接带电负荷。在1.2 MPa压力等级下，#9，#10机组和#1，#2机组几种运行工况下的数据见表3和表4。

由表3、表4数据可知，当热、电负荷变化时，#1，#2机组的热耗及发电煤耗变化率相对#9，#10机组要小。因此，电负荷的优先接带顺序是#1，#2机组，其次是#9，#10机组。

3.2.1.2 运行机组间热负荷分配原则

根据供热汽轮机供热抽汽热值系数的大小，依从小到大的顺序分配接带热负荷。通过计算，该公司汽轮机供热抽汽热值系数依从小到大的顺序是#9，#10机组，其次为#1，#2机组。因此，热负荷的接带顺序是#9，#10机组，其次是#1，#2机组。

3.2.2 部分供热机组切换为凝汽方式运行

同参数供热机组与凝汽式机组相比，只有当热化发电比大于13%时，供热机组才比凝汽式机组经济。因此，热负荷较小时，可将运行中微增热耗率较小的供热机组切换为凝汽式机组。

不同机组特性，使#9，#10机组只有供出一定量的抽汽热负荷时，机组电负荷才能加大至额定发电负荷，机组热电联产的经济性才会显现出来。#1，#2机组不带热负荷时发电负荷可以达到最大，热负荷增大时发电负荷逐渐减小。因此，热负荷较小时可将#1(#2)机组切换为凝汽方式运行，以提高全厂机组负荷率，从而提高全厂机组运行的经济性。

表1 #9， #10机组典型运行工况

表2 #1， #2机组典型运行工况

表3 #9， #10机组不同热负荷下运行工况数据

表4 #1， #2供热机组不同热负荷下运行工况数据

3.2.3 小机组并列运行

(1)小机组简况。以#9，#10双抽凝汽式供热机组为例，介绍在热负荷较小时并列运行低温、低压N25-1.275型凝汽式小机组的情况。根据供热机组可调整工业热负荷抽汽参数及夏季该参数抽汽量富余情况，确定小机组的额定发电出力及进汽压力和温度。当热负荷较小致使供热机组运行工况偏离设计工况较远时，启动小机组“吃掉”部分多余抽汽量，运行的大机组因抽汽量增大提高了机组负荷率。低温、低压N25-1.275型凝汽式机组主要特性见表5。

(2)小机组运行带来的好处。

1)提高了机组负荷率，降低了供电煤耗。小机组投运后，大机组的抽汽量在抽汽负荷较小的情况下增加了150 t/h，改善了大机组的运行条件，提高了大机组的负荷率。小机组投运前、后运行数据见表6。由此可见，小机组运行提高了大机组的负荷率，使机组整体供电煤耗降低了6 g/(kW·h)。

2)优化了机组运行方式。#9，#10机组配置的N25-1.275凝汽式机组投运后，除冬季热负荷较大期间停运外，其余时间均在运行，小机组的运行提高了运行机组期间调整的灵活性，优化了机组运行方式，在夏季机组出力受到限制时，为提高机组负荷率创造了条件。

表5 N25-1.275型凝汽式机组主要特性

表6 小机组投运前、后运行工况数据

4 结束语

对于热电联产机组，特别是双抽供热机组，非采暖期由于机组负荷率受到限制，致使机组经济性有所降低。本文根据该公司具体情况，在非采暖期通过优化机组运行方式，使全厂热经济性相对稳定。

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