热电厂背压机组装机参数经济性比较
2019-01-28兰公璞黑龙江省轻工设计院
兰公璞 黑龙江省轻工设计院
一、项目概况
（一）根据《克什克腾立和热电厂2×25MW背压机组热电联产新建工程可行性研究报告》，本工程拟定装机容量为2×25MW机组。
（二）本报告拟选：
方案一：3×130t/h蒸汽锅炉（额定蒸汽压力9.81Mpa，额定温度540℃）+B25-8.83/0.294汽轮机机组（高温高压机组）；
方案二：3×130t/h蒸汽锅炉（额定蒸汽压力3.82Mpa，额定温度450℃）+B25-3.43/0.294汽轮机机组（中温中压机组）。
（三）主机参数：
方案一：
电厂主要机组拟选参数、容量、型号如下：
锅炉：
台 数： 3 台
型 式： 高温高压循环流化床锅炉
额定蒸发量： 130t/h
额定蒸汽压力： 9.81Mpa
额定蒸汽温度： 540℃
给水温度： 215℃
排烟温度： 145℃
锅炉效率： 90%
汽轮机：
台 数： 2 台
型 式： 高温高压背压式汽轮机
型 号： B25-8.83/0.294
额定进汽压力： 8.83MPa
额定进汽温度： 535℃
额定排气压力： 0.294Mpa
额定排气温度： 180℃
额定转速： 3000r/min
汽轮发电机：
台 数： 2 台
型 号： QF-30-2
额定功率： 30MW
转 速： 3000r/min
额定电压： 10.5kV
频 率： 50Hz
功率因数： 0.85
冷却方式： 空冷
励磁方式： 静止可控硅励磁
方案二：
电厂主要机组拟选参数、容量、型号如下：
锅炉：
台 数： 3 台
型 式： 中温中压循环流化床锅炉
额定蒸发量： 130t/h
额定蒸汽压力： 3.82Mpa
额定蒸汽温度： 450℃
给水温度： 150℃
排烟温度： 141℃
锅炉效率： 90%
汽轮机：
台 数： 2 台
型 式： 中温中压背压式汽轮机
型 号： B25-3.43/0.294
额定进汽压力： 3.43MPa
额定进汽温度： 435℃
额定排气压力： 0.294Mpa
额定排气温度： 180℃
额定转速： 3000r/min
汽轮发电机：
台 数： 2 台
型 号： QF-30-2
额定功率： 30MW
转 速： 3000r/min
额定电压： 10.5kV
频 率： 50Hz
功率因数： 0.85
冷却方式： 空冷
励磁方式： 静止可控硅励磁
二、主要设备投资比较
（一）方案一3×130t/h蒸汽锅炉+B25-8.83/0.294汽轮机机组（高温高压机组）：
高温高压额定蒸发量130t/h、额定压力9.81Mpa蒸汽锅炉，单台1200万元人民币（数据参考哈尔滨锅炉厂价格）；
高温高压B25-8.83/0.294汽轮机机组，单台800万元人民币（数据参考东方汽轮机厂价格）。
（二）方案二3×130t/h蒸汽锅炉+B25-3.43/0.294汽轮机机组（中温中压机组）：
中温中压额定蒸发量130t/h、额定压力3.82Mpa蒸汽锅炉，单台1100万元人民币（数据参考哈尔滨锅炉厂价格）；
中温中压B25-3.43/0.294汽轮机机组，单台600万元人民币（数据参考东方汽轮机厂价格）。
（三）主要设备投资比较：
方案一、方案二均为2×25MW发电机机组，其汽轮发电机设备价格相同，不做比较。
方案一主要机组设备投资价格：
高温高压供热发电机组三大主机设备投资5200万元。
方案二主要机组设备投资价格：
中温中压供热发电机组三大主机设备投资4500万元。
结论：锅炉设备价格主要取决于钢材用量，高温高压130t/h蒸汽锅炉与中温中压130t/h蒸汽锅炉的钢架、钢梁、受热面用钢材量基本相同，仅锅炉受热面用钢材质不同，所以高温高压蒸汽锅炉比中温中压蒸汽锅炉价格略高。方案一比方案二主要设备投资略高。
三、技术经济比较
（一）根据《内蒙古克什克腾旗经棚镇集中供热管网新建工程可行性研究报告》：
设计热负荷：
本工程不考虑区域内的工业热负荷及通风、空调、生活热水负荷，仅按采暖热负荷进行设计，近期（2014-2015年）供热面积为363.39×104㎡，中期（2016-2020年）供热面积为467.13×104㎡，远期（2021-2030）供热面积为650.48×104㎡，以此为设计热负荷。
热负荷计算公式：Q=qF(tn-tw)/（tn-twj）
q－采暖热指标：
近期：60.23W/m2
中期：57.63W/m2
远期：55.56W/m2
F－采暖面积：
近期：363.39×104㎡
中期：467.13×104㎡
远期：650.48×104㎡
tn－采暖室内计算温度：18℃
tw－室外平均温度：-5.9℃
twj－采暖室外计算温度：-26.7℃
h--采暖期天数 213天
设计热负荷计算：
近期：供热面积按363.39×104㎡
最大热负荷： 218.866MW
平均热负荷： 117.02MW
最小热负荷： 63.65MW
（二）根据热电联产电厂以热定电原则，冬季运行，夏季停止运行。
考虑到本电厂的性质是热电联产项目，以城市集中供热为主并兼顾发电，装机方案的选择应充分考虑集中供热，在保证供热的前提下尽可能多发电，以实现电厂效益最大化。
计算比较：
背压高温高压机组（8.83Mpa 535℃）年供电量174869287kw h/a；年供热量2153542GJ/a；全年耗标煤量12.11×104t/a；热化系数0.68；年均全厂热效率78.39%；年均热电比297.17%。
背压中温中压机组（3.43Mpa 435℃）年供电量1050860 55kwh/a；年供热量2153542GJ/a；全年耗标煤量10.72×104t/a；热化系数1.0；年均全厂热效率80.6%；年均热电比473.77。
技术经济结论：
（1）方案一与方案二供热量相同，但是方案一供电量高于方案二供电量；（2）方案一热化系数为0.68，方案二热化系数为1.0，所以方案一经济运行高于方案二（热化系数为反映热电厂经济效益的宏观指标，根据《小型火力发电厂设计规范 GB 50049-2011》，采暖负荷为主的热电厂其热化系数宜控制在0.6～0.7之间）；（3）方案一耗煤量高于方案二耗煤量（本报告耗煤量，折算为标煤量）；（4）方案一运行较为灵活。
从比较结果看，方案一经济性优于方案二，因此推荐方案一。
四 结论
（1）方案一主要设备投资比方案二主要设备投资略高：
一次性主要设备多投资费用：5200-4500=700万元（人民币）。
（2）方案一供电量高于方案二供电量：
内蒙古地区电厂发电上网电价取0.3525元。
年多上网供电电费：（174869287－105086055）×0.352 5=24 59.86 万元（人民币）。
（3）方案一耗煤量高于方案二耗煤量：
标煤单价700元/吨（根据《克什克腾立和热电厂2×25MW背压机组热电联产新建工程可行性研究报告》）。
年多耗标煤费用：（12.11－10.72）×104×700=973万元（人民币）。
（4）方案一热化系数为0.68，方案二热化系数为1.0，所以方案一经济运行高于方案二。
（5）方案一运行较为灵活。
纵上所述：方案一优于方案二，推荐方案一。
注:本工程机组参数拟选方案一为3×130t/h蒸汽锅炉（额定蒸汽压力9.81Mpa，额定温度540℃）+B25-8.83/0.294汽轮机机组（高温高压机组）。
