浅谈各种类型供热机组的类型及热负荷分配

摘 要：热电厂的供热机组通常以热定电的运行方式决定着机组的经济性和电网的负荷调度。热电厂机组通常以热力实验的方式给出不同容量、不同形式供热机组运行带电、热负荷的限制因素。从而确定了一定电、热负荷下的供热机组的热电负荷分配。

关键词：供热机组；热负荷；特性

根据资料显示，我国2015年新增发电量约1亿千瓦，其中传统热源机组为3800万千万，所占比例最高，其次是水电、太阳能发电、核电。由此可见，传统火电依然占据我国发电总装机容量中的最高比例。热电联产企业基本做到了热能的合理利用，但是随着煤价的涨幅远高于电价，导致热电联联产机组的成本增加而利润缩水，一些热电联产企业开始以“以热定电”的方式进行运行，我国正在有条件的地区推广热电联产供热机组，以达到节能减排，并且热网稳定运行的需求。

1.供热机组的类型及特性

供热机组的汽轮机一般要同时承担供热和发电两项任务，目前主要的汽轮机形式包括背压式和调节抽气式以及抽汽式三种应用较为广泛。目前对调节抽汽式和抽凝式的应用较为广泛，由于背压式热电负荷的可调性差、无调峰能力，所以应用较少。（1）背压机组：背压式汽轮机是供热机组的一种，蒸汽在背压式汽轮机内部做完功后在背压下全部排出，这种汽轮机既可以用于工业生产，也已可以用于城市集中供热。背压式汽轮机的主要任务是在保证热用户供热要求的同时，再发一部电。在热电厂实际生产中，锅炉产生的高压蒸汽进入汽轮机后，推动汽轮机做功发电，排出的蒸汽在经过降压降温处理后想热用户进行供热。背压式汽轮机得优势在于不需要安装凝汽器，减少了在凝汽器中的热损失，因此具有较高的经济价值。分析显示，背压式汽轮机不能同时满足热电两种负荷的需要，它的运行是“以热定电”发电仅仅是背压式汽轮机的副产品，没有发热的时候也就不能发电，因此无法参与电力调峰运行工作。（2）抽背机组：抽背机组既能提供生产用汽，又能提供供热采暖用汽，运行过程中调节也相对灵活，能同时满足生产和生活用汽的要求。抽背机组可以在发电量增大的条件下，也差生相应的新汽量。发电量（包括采暖供热量）与新汽量依然是一一对应的关系。（3）抽汽式汽轮机：抽汽式汽轮机既能供热又能发电，其工作原理在于当抽气量为零时，进入汽轮机的一部分蒸汽要供给给水加热器，其余蒸汽刘静各级后要进入凝汽器。抽气量不为零时进入汽轮机的蒸汽要先刘静各高压段进行做工，然后一部分通过抽气口抽出用來给热用户进行供热，另外一部分则通过其余各级，继续做功，最后流入凝汽器中。

2 供热机组电热负荷优化分配的原则

热电机组运行经济型评价目前仍采用的是热好处归电法，就是热电联产多减少的冷源损失所带来的效益全部归电。因此比较和探讨不同不同供热机组之间的经济性具有重要的现实意义。依据这个原则，热电厂发电率越高，产生相同热负荷的发电量就越多，因此在进行热负荷分配的原则就是在保证热负荷总量的前提下，使得热化发电量最大。

2.1 电热负荷分配的原则

机组间热负荷的分配是依据机组间供热抽汽热值系数的大小进行分配的，依次按照从小到的顺序接带热负荷。当热负荷较小时，根据以上原则和实际机组的情况，在保证机组总电负荷不变的情况下，适度降低真空较高机组的抽气量，将抽汽热负荷分配到状况不佳的机组上；当热负荷降低到一定程度时，用调整凝汽器冷却水流量已经不能保证机组真空正常值时，可适当降低真空情况较差机组的电负荷出力，提高真空状况较好机组的电负荷出力，也可将真空情况较好的机组由抽凝方式切换为凝汽方式运行。

2.2 供热机组与纯凝汽机组并列运行

供热机组的经济效益主要依据机组热化发电量在总发电量中所占比例的大小，进行评价，即热化发电比X的大小。

X = Wh/W ……………1

式中，X为热化发电比；Wh为供热机组的热化发电量；W为供热机组总发电量。X值越大，表示热化发电量占总发电量的比例大，供热机组的热经济性就好。实际生产运行中，同参数供热机组与凝气机组相比，只要当X> 13%～15%时，供热机组经济效益才比凝气机组好。因此，供热机组在热负荷较小时，为使机组不在偏离设计工况即X值偏小的情况下运行，可将运行的某台微增热耗率较小的供热机组切换为纯凝方式运行，并且全厂电负荷的变化由凝汽机组来承担，这样可使运行的其它供热机组抽汽量相对增大，从而提高系统的经济性和机组参与电网调峰的灵活性。

2.3 供热抽汽参数相匹配的大小容量机组并列运行

大容量机组的热耗量低，热效率高，小容量机组的热耗率高，热效率低。供热抽汽参数相匹配的大小容量机组并列运行，由小容量的机组带热负荷，大容量机组带电负荷，在一定程度上改善了大机组的运行条件，大机组完全由电网调度运行；如果给定的电、热负荷都在大机组能力范围以内，则由大容量机组带全部热负荷，小容量机组带电负荷并完全由电网调度运行，增加了电网调峰的灵活性。

3、结语

热负荷在一定范围之内，确定优先带热负荷的机组，其它机组纯凝汽方式运行并参与电网调峰，也可利用集中供热系统本身的“热惯性”，研究集中供热系统热动态特性，获得建筑物室温与热网供热量、外温之间的关系，在满足设计室温控制的前提下，改变一天中不同时段的热网供热量和供热机组的电负荷，从而使供热机组参与电网调峰成为现实。

参考文献：

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[2]周小娟. 水电厂的发电和调峰能力研究[J]. 黑龙江科技信息2011，31（16）：60-61.

[3]叶鹏，马晓东，朱钰. 核电机组参与电网联合调峰策略研究综述[J]. 东北电力技术，2014，35（9）：55-59.

作者简介：

姚景相（1974.5）男，汉族，中国农业大学，热能与动力工程，本科，主要从事汽轮机检修管理工作。