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高背压循环水供热节能系统

发布时间: 2020年12月22日
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1、项目介绍

目前135MW等级以上的高背压供热改造机组已经有十几台了,在后评估阶段,发现在供热面积相同、气象条件相似的情况下,各个机组供热期的经济效益相差很大,净效益可以相差达一千万甚至达几千万。

经过后评估总结分析,由于改造初期主要关注的是发电煤耗,对发电比的关注相对较小,造成在实际运行时忽略发电比对效益的影响。效益好的机组发电比一般在36%-39%之间,效益相对较差的机组,发电比一般在35%以下。事实上,对于高背压供热机组,供热期间冷源损失为零,忽略杂散损失后,机组热耗是固定值3600kJ/kWh,此时关注发电煤耗意义并不大,而发电比不同则会造成同样机组运行效益差距较大,分析如下:

在锅炉燃煤量不变的情况下,背压供热期间忽略杂散损失,锅炉燃煤产生的热量一部分转化成电,一部分转化成热,两部分的和就是总燃煤的热量。在实际运行中电和热可以通过不同的运行方式在燃煤量不变的情况下互为转化,经计算1万kWh的电负荷与36GJ的热负荷是等量关系。

虽然热和电在能量上是等量关系,但品质大不相同,热和电的价值相差很大。1万kWh的电价值约为3700元(按上网电价为0.37元/千瓦时),而36GJ热价值约为1188元(按供热价为33元/吉焦),两者价值相差约为2512元。按电负荷相差1万千瓦时,一个供热季减少净利润723.5万元。对于300MW等级机组,发电比每相差1%(发电比:电负荷与锅炉给汽轮机总热负荷之比),电负荷相差7.4MW。根据统计有不少机组,发电比相差达5%以上,发电负荷相差37MW左右。按供热期为2880小时计算,净收益差值高达2892万元。

因此机组实施高背压供热改造后,为了既能满足供热的需求,又能实现经济效益最大化,在供热期运行时必须对供热工况进行实时分析和跟踪,在不同的外界温度下实时调整供热温度、凝汽器进出水温度、热网循环水量、机组抽汽量等参数,以保证在不同环境温度下的最佳发电比。实际运行中,运行人员既要保证安全性又要把握经济性是较困难的,又加上往往安全性和经济性是对立的更增加了技术难度,因此开发了本软件指导运行人员正确操作,达到效益最大化的目的。

2、功能特点

机组运行优化指导系统基本原则是,不同环境温度下给出最佳的出水温度,并根据出水温度对进水温的的影响程度,给出最佳的循环水量和最佳的出水温度,提高发电比,满足收益最大化的要求。在环境温度很低的情况下,经济运行工况可能无法满足供热要求时,电厂应当牺牲一部分效益满足供热的要求。

该系统通过对外界环境温度、热网回水温度、热网出水温度、热网循环水流量等运行参数进行实时监控,并通过计算与当地设计供热模型进行比较,当地供热模型中理想热负荷用红色线表示,目前实时的热负荷,用绿色线表示,当绿线比红线高出一定数值时提示运行人员正确的操作方式,降低了操作人员既要保证安全性又要把握经济性的操作困难程度,该系统本身并不参与DCS控制。运行监测界面如下图所示。

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运行监测界面

在运行过程中采集实时运行数据,对机组运行中的功率、热耗、发电煤耗、发电比、实时燃标煤量、上网电量、厂用电量、供热煤耗、厂用电分摊比例、发电厂用电率、供热厂用电率、机组循环效率、实时毛效益、累计节煤量、实时节煤量、热网实时热负荷进行分析和实时计算并显示。机组运行优化指导系统主界面如下图所示。

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机组运行优化指导系统主界面

该系统主要监测模块包含:机组运行效率监测模块、机组运行经济指标监测模块、热网系统安全报警监测模块、热网系统优化监测模块、经济运行优化监测模块等。

3、应用价值

本系统将参考机组相关数据进行实时统计分析,在保证机组安全的前提下,以友好、直观的方式实时指导运行人员调整机组参数,使机组效益达到最优,在满足用户供热基本要求的情况下,尽量多发电,使机组效率、效益达到最优。

4、典型用户

用户名称机组装机容量改造方式改造时间合作形式
河北华电石家庄鹿华热电有限公司 #1330MW空冷机组高背压循环水供热改造 2013.7-2013.12 系统开发
河北华电石家庄裕华热电有限公司 #2300MW低压缸双背压双转子互换循环水供热改造2014.9-2014.11系统开发
华电滕州新源热电有限公司 #2150MW低压缸双背压双转子互换循环水供热改造2015.9-2015.12系统开发
华电新疆发电有限公司昌吉热电厂 #2330MW空冷机组高背压循环水供热改造 2015.9-2016.12 系统开发
华电新疆发电有限公司昌吉热电厂#1330MW空冷机组高背压循环水供热改造 2015.9-2016.12 系统开发
华电青岛发电厂#2300MW低压缸双背压双转子互换循环水供热改造2016.9-2016.11系统开发
华电新疆喀什热电有限公司 #5350MW超临界间接空冷机组高背压循环水供热改造 2016.6-2016.12系统开发
华电新疆喀什热电有限公司 #6350MW超临界间接空冷机组高背压循环水供热改造 2016.6-2016.12 系统开发
华电淄博热电有限公司#4145MW低压缸双背压双转子互换循环水供热改造 2016.9-2016.12系统开发
大唐清苑热电有限公司#2300MW低压缸双背压双转子互换循环水供热改造2