W?0hDh,t?h0?hh??m?g3600ihz kW· h (3-28)
0W??j?1Dj?h0?hj??m?g3600 kW· h (3-29)
式中 Wh ——外部热化发电量,指对外供热抽汽的热化发电量,kW·h/h ;
Whi ——内部热化发电量,指供热返回水引入回热加热器增加的各级回热抽汽所发出 的电量,kW·h/h ;
z ——供热返回水经过的回热加热级数;
Dj ——各级抽汽加热供热返回水所增加的回热抽汽量。
WhWh0?Whi ?????0??i kW?hGJ (3-30)
Qtp,tQtp,t式中
?0、?i ——外部、内部热化发电率, kW·h/GJ 。
Wh0h0?hh?278??kW?hGJ (3-31) ?0??mgQtp,thh??hhzDj?h0?hj?Whi?278??m?g kW·h/GJ (3-32) ?i??Qtp,tj?1Dh,t?hh??hh? 一般内部热化发电量在总热化发电量中所占的份额不打,近似计算中?i可忽略不计。 影响?的因素有供热机组的初参数、抽汽参数、回热参数、回水温度、回水率、补充
水温度、设备的技术完善程度以及回水所流经的加热器的级数等。当供热机组的汽水参数一定时,热功转换工程的技术完善程度越高,热化发电量越高,即对外供热量相同时,热化发电量越大,从而可以减少本电厂或电力系统的凝汽发电量,节省更多的燃料。所以?是评价热电联产技术完善程度的质量指标。
需要注意的是热化发电率只能用来比较供热参数相同的供热式机组的热经济性,不能比较供热参数不同的热电厂的热经济性,也不能用以比较热电厂和凝汽式电厂的热经济性。因此热化发电率不能作为评价热电厂热经济性的单一指标。
3. 热电厂的热电比Rtp
热电比Rtp为供热机组热化供热量与发电量之比。 Rtp?Qtp,t3600W?Qtp,t?Wh?Wc?3600 (3-33)
对于凝汽火电厂,无供热的成分,故热电比为零。对背压式供热机组,其排汽的热量全
部被利用,得到的热电比最大。对于抽汽式供热机组,因抽汽量是可调节的,热电比随供热
负荷的变化而变化。当抽汽供热量最大时,凝汽流量最小,只用来维持低压缸的温度不过分升高,并不能使低压缸发出有效功来,其热电比略低于背压机。当供热负荷为零时,相当于一台凝汽机组,其热电比也为零。
由于热电比只表明本机组热电联产的利用程度,所以其值不宜作为热电机组之间的横向比较,只能用它衡量热电机组本身的利用率或节能经济效果。
4. 我国对热电厂总指标的规定
国家四部委计基础[2000]1268号文《关于发张热电联产的规定》提出,用热电比和总热效率两个经济指标考核热电厂的经济效果。规定如下:
(1)供热式汽轮发电机组的蒸汽流即发电又供热的常规热电联产,应符合下列指标: 1)总热效率年平均大于45%。
2)热电联产的热电比:?单机容量在50MW一下的热电机组,其热电比年平均应大于100%;?单机容量在50~200MW之间的热电机组,其热电比年平均应大于50%;?单机容量200MW及以上抽汽凝汽两用供热机组,采暖期热电比应大于50%。
(2)燃气—蒸汽联合循环热电联产系统应符合下列指标; 1)总效率年平均大于55%;
2)各容量等级燃气—蒸汽联合循环热电联产的热电比应大于30%。 三、热电联产较分产的燃料节约量 (一)比较的基础
如果3—8所示,按能量供应相等的原则,联产与分产的热、电负荷均相应为
Q(kJ),W(kw?h)。
与供热式汽轮机相比较的分产发电凝汽式汽轮机,称为代替凝汽式机组。代替凝汽式机组的概念,是指电网中若不建供热机组,则会建设凝汽式机组发电,因此代替凝汽式机组的热经济指标应以目前电网中建设的主力机组为依据。同时认为供热与代替凝汽式机组所配套锅炉的效率?b和管道的效率?p完全相同,事实上它们的确相差很小。当然,机组的机械效率?m和发电机效率?g也相同。
与热电联产供热相比较的分产供热锅炉,其锅炉效率为?b,d,管道效率为?p,d。?b,d要比?b(一般为90%左右)低很多。?p,d与?p基本相同。此外,伴随着热电联产集中供热,必然带来热网的散热损失,该损失有热网效率?hs衡量。即在于分散供热供应给热用户相同的热负荷Q时,热电厂需供出的热量为Qh,显然Qh?Q联产与分产的比较按热量法进行。
(二)联产较分产的节煤量
热电联产总的标准煤耗量为Btp,为用于发电、供热的标准煤耗量之和,即 Btp?Btp,e?Btp,h kg标准煤h (3-34) 热电分产总标准煤耗量为分产发电标准煤耗量BCP与分产供热标准煤耗量
S?hs。
ssss?BSd,h之
和,则联产较分产的节煤量?B为
sss?Bs?Bcp??Bd,h?Btps
ssss?Bcp?Btp,e??Bd,h?Btp,h s??Bes??Bh标准煤h式中 ?Bes——联产发电节煤量;
s ?Bh——联产供热节煤量。
代替凝汽式机组的标煤耗量为 Bcp?bcpW?ss0.123W?0.123?cp?b?p?i?m?gWkg标准煤h (3-36)
分产供热的标准煤耗量为
?Bsd,hQh?hs?10634.1Qh?hsQ?106???29270?b,d?p,d29270?b,d?p,d?b,d?p,dkg标准煤h (3-37)
分产时供1GJ热量的标准煤耗率为 bsd,hB??Qsd,h?34.1?b,d?p,d kg标煤GJ (3-38)
热电厂发电的标煤耗量为 Btp,e?be,hWh?be,cWc? 热电厂供热的标煤耗量为 Bstp,hsss0.123Wh?b?p?m?g?0.123Wc?b?p?ic?m?gkg标准煤h (3-39)
Qh?10634.1QhQ?106???kg标准煤h (3-40) 29270?b?p?hs29270?b?p?b?p
热电厂供1GJ热量的标准煤耗率为 btp,h?s34.1?b?p?hs?34.1?tp,h kg标准煤h (3-41)
把式(3-36)、式(3-37)、式(3-39)、式(3-40)代入式(3-35),可求出联产较
分产节约的标准煤量为
??hsWc??0.123Wh?W?1???kg标准煤h (3-42)??? ?B? ???Wh???34.1Qh????b?p?m?g??i??ic??????bp??b,dp,dS 定义热化发电比X为热化发电量占整个机组发电量的比值,即 X?Wh W 将X与Wc?W?Wh代入式(3-42)则有
?BS???hs?1?11??0.123Wh??11????????1???34.1Q????h??????b?p?m?g???ic?X??ic?i????b,d?p,d?b?p? (3-43)
s??Bes??Bhkg标准煤h上两式中,第一项为发电节煤量,第二项为供热节煤量。式(3-43)中第一项的前半部分可
s整理成bcp?bes,hWh,为热电厂发电节煤的有利因素,是热电厂发电理论上节约燃料的最大
??值,因为供热机组供热汽流发电,冷源损失用于供热了,称“联产节能”。第一项后半部分
?bse,cs是供热机组凝汽流发电多消耗的燃料。原因有:?bcpWc为热电厂发电节煤的不利因素,
??供热机组的容量及蒸汽初参数一般均低于代替凝汽式机组;?抽汽式供热机组的凝汽流要
通过调节抽汽用的回转隔板,增大了凝汽流的节流损失;?抽汽式供热机组非设计工况运行效率低,如采暖用但抽汽式机组在非采暖期运行时就是这种情况;④热电厂必须建在热负荷附近,若供水条件比凝汽式机组差,则排汽压力高,热经济性有所降低。从第一项前半部分中扣去后半部,才是热电厂发电实际节煤量。
实际计算时是计算热电联产较热电分产时全年节煤量,这时的耗煤量、发电量、用
ah热量Q均应以全年计,它们与以小时计的量之间有如下关系:即全年供热量Qh,?Qh?uhh全年热化发电量Wha??Qh?u,全年发电量Wa?P其中?u为供热机组的年利用小时数,e?u,
?为供热组热化发电率,?u为火电厂全年设备利用小时数。将这些关系代入式(3-43)即
可求的全年节煤量:
?1?11??0.123?10?3Wha??1???1???? ?B???? ????b?p?m?g???ic?X??ic?i??sa??hs1???t标准煤a (3-44) ? ?34.1?10Q?????b,dp,d?b?p??3ah (三)联产较分产节煤的条件
由式(3-43)知,并不是在任何条件下联产较分产都节煤,而是存在着节煤量为零的临界条件,超过此临界条件则节煤。 (1)联产发电节煤的条件
1)单抽(C型)机的节煤条件
在临界条件下,式(3-43)中的第一项为零,即 ???1?1?11??1???X????????0 (3-45) ?i??ic??ic 整理上式,可得单抽机节煤的临界热化发电比为
1 ?Xc??Wh?ic?iK?? (3-46)
1W?1M?1?ic其中 K?1?ic?i?1,M?1?ic?1
单抽机节煤,即?Bes>0的条件为
Xc??Xc? (3-47) 可见,只有当实际的热化发电比大于临界热化发电比时,热电联产发电才能较分产
发电节煤,否则不节煤,甚至多耗煤。
由式(3-46)可看出,?Xc?取决于?i与?ic。当代替式凝汽式机组的?i越高,供热机组的?ic越低,则?Xc?越大,要求热化发电机占机组总发电量的比例越大,即节煤的条件越苛刻。
同样有发电煤耗率的概念也可得出式(3-46),推导如下: ?Be?Whbcp?be,h?Wcbe,c?bcp
?Whbe,c?be,h?Wbe,c?bcpkg标准煤h (3-48) 临界条件下,?Bes?0。 考虑bcp?ss?ss??ss??ss??ss?0.123?b?p?i?m?g,bes,h?0.123?b?p?m?g,bes,c?0.123?b?p?ic?m?g,则同样可得出与式
(3-46)相同的公式,即
1Whb?b? ?Xc??Wb?b 2)背压(B型)机的节煤条件
se,cse,cscpse,h??ic?i1?1?K (3-46a) M?ic?1 背压机是强迫电负荷,即电负荷是有热负荷决定的,即Wh?f?Qh?。由于热用户用热不可能总是在额定值,所以当用户的热负荷降低时,机组的发电量也必然减小。根据能量供应相等的原则,这时发电量的不足部分Wcs??W?Wh?要由电力系统补偿,显然补偿发电量的煤耗率应以电网中火电机组的平均标煤耗率bav计算。
与式(3-48)和式(3-46a)同理,可得出背压机的临界热化发电比为
s