回热式汽动引风机技术在660 MW火电机组中的经济性分析

吴长青

(淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司，安徽 淮南 232131)

0 前言

热力发电厂一般采用回热式加热装置，将汽轮机中某些级段的抽汽抽出，通过热交换器用来加热凝结水和给水，降低汽轮发电机组冷源损失，并形成一套回热式汽轮机基本理论。由于发电生产过程中需要驱动大量转动设备，运用回热式汽轮机基本理论，从汽轮机中抽汽来驱动某些转动设备，也可以提高机组的热经济性。

传统的热力发电厂设计时，锅炉引风机大部分采用定速电机驱动。某电厂660 MW超超临界机组采用回热式汽动引风机，除了降低厂用电、提高热力系统循环综合效率外，由于汽动风机可采用调速方式，故同时提高了机组部分负荷工况下风机的效率。

1 回热式汽动引风机技术经济性分析方法

锅炉效率ηgl为

式中Qsr——锅炉输入热量；

Qsc——锅炉输出热量。

Qsc=Wt(Ht-Hf)+Wr(ΔHr)

汽轮发电机组热耗率qqj为

式中Wt——主蒸汽流量/kg·h-1；

Wr——再热蒸汽流量/kg·h-1；

Ht——主汽门入口主蒸汽焓/kJ·kg-1；

ΔHr——经再热器的蒸汽焓差/kJ·kg-1；

Hf——最终给水焓/kJ·kg-1；

Pfd——发电机终端输出功率/kW；

∑kWi——当采用静态励磁、电动主油泵时各项所消耗的功率；

以上公式是指未使用减温水的工况，如使用时应予修正。

上网供电量为

Pgd=Pfd-Pcy

发电效率ηfd为

供电效率ηfd为

机组降耗的收益分析

返回原电动引风机方案之后，将取消的汽动引风机所需要的轴功率Pfj

pfj=Py×ηdj

由电动机替代，原向小汽轮机提供的汽源(冷再)的热能Qxj为

由于提供这部分热能的高压排汽在锅炉中重新吸热之后，在中低压缸可以增加做功能力，汽轮机的输出功率将增加ΔP

为了维持与配置汽动引风机方案相同的发电机输出功率，锅炉需要减少燃料，以减少输出给汽轮机的流量，锅炉减少的热量为

此时，机组输出的供电量为Pgd-Py。

锅炉输入的热量为Qsr-ΔQsr，

根据以上分析，现有方案与原配置电动引风机方案相比，供电煤耗将下降

2 采用回热式汽动引风机机组经济性分析

2.1 采用汽动和电动引风机经济效益比较

将配备汽动引风机的方案与配备电动引风机的方案进行比较，得出机组供电煤耗收益情况如表1。可以看到，采用汽动引风机后，机组的供电煤耗加权平均收益为2.02 g/kWh。按机组年约行5 500 h计算，单台机组年节煤效益为

660 000×5 500×2.02/1 000 000=7 332.6 t

每t标煤按700元计，则每台机组年耗煤费用减少

7 332.6×700/10 000=513.3万元/年

表1 供电煤耗加权平均收益计算

续表

2.2 调速汽动引风机效益分析

如果机组每年运行7 500 h，利用5 500 h，负荷按表2，1 kWh电按上网电价0.398元计，则调速汽动风机方案每台机组(2台引风机)每年节约

97.056×0.398×2=77.26万元

若每度电按成本电价0.265元计，则调速汽动风机方案每台机组(2台引风机)每年节约

97.056×0.265×2=49.7万元/年

表2 引风机采用不同驱动方式对比

2.3 厂用电率下降收益

本工程采用汽动引风机方案与采用电动引风机(2台)方案相比，在电网调度按发电机出口功率方式计算，相当于发电机组增容7 820 kW，按照边际收益0.1元/kWh，年运行5 500 h计算，增加售电收入为

7820×5 500×0.1=430.1万元/年

2.4 综合经济效益

本工程引风机与增压风机合并，并采用汽动后，每台机取消了3台电动机，相应的减少了高压厂变的容量及厂用电率，见表3。电气部分设备在采用汽动风机方案后可节约投资约150万元/台机组。

综合引风机调速和回热式小机综合热效率收益，本项目采用回热式调速小汽轮机驱动引风机，与电动定速引风机相比，每台机组每年增加的总经济效益为

513.3+49.7+430.1=993.1万元/年

2.5 投资分析

回热式小汽轮机，比凝汽式小机配置减少了小机凝汽器、凝结水泵、真空泵、循环水管系等配置，总的投资相应减少。采用低温再热蒸汽驱动两台引风机小机、小机排汽至新增低加的回热式调速小机技术方案，增加的设备及系统初投资如表4。根据表4估算，回热式调速汽动引风机与电动定速风机方案相比，每台机组增加投资总计约3 980万元。投资回报期为

3 980÷993.1=4.01(年)

3 结语

采用回热式小汽轮机，回收小机排汽热量，提高了机组热力循环综合循环效率，厂用电率加权平均值降低约1.48%，供电煤耗的加权平均值可下降2.02 g/kWh。回热式调速汽动引风机与电动定速风机方案相比，每台机组增加投资总计约3 980万元，按每台机组每年收益993.1万元，投资回收年限约4年；由于采用了汽动引风机，相当于发电机组增容7 820 kW，使供电能力增加。

表4 增加的设备及系统初投资