背压式供热汽轮机组滑压运行经济分析

背压式供热汽轮机组滑压运行经济分析
摘要：为了减少汽轮机组滑压运行模式的能源消耗，提升系统的综合经济效益，本项目拟开展背压式汽轮机组滑压运行技术的研究。

在大型背压式汽轮机组滑压运行过程中，经常会使用背压式汽轮机加热技术。

在对630 MW汽轮机及背压式汽轮机进行了性能测试之后，分别使用定主蒸汽流量法和定发电功率法，比较并分析了背压式汽轮机加热技术的经济效益。

同时，还与发电企业的具体情况相联系，总结出了一种科学的加热效益评价方法，为背压式汽轮机加热技术的评价奠定了基础，具有明显的工程应用价值。

同时，对背压式汽轮机组滑压运行模式进行了研究，并对其特性进行了分析，以得到的蒸汽透平性能极限值为依据，对给水系统进行了优化，从而达到了总体技术优化。

从试验结果来看，经改进后的背压式汽轮机组滑压运行下的热能消耗明显减少。

关键词：背压式供热；汽轮机组；滑压运行；经济分析
国电承德热电厂是我国电力系统的主力设备，在运行过程中容易受能量负荷的干扰。

目前，由于我国能源结构不合理，火力发电厂中的汽轮机组调节性能偏低，特别是近年来新建的汽轮机组中又以大功率为主，因此，对汽轮机组调节能力和调节效能进行优化成为汽轮机组调节技术发展的必然。

深度调峰能够有效地提升汽轮机组的工作效率，而在其工作过程中，首先要关注的是其工作过程中的滑动压力，因为滑动压力的变化将会对汽轮内部的效率和循环系统的效率造成一定的影响，当这些变化与经济特性相结合时，将会出现一个在深度调峰条件下的最优滑动压力。

为获取最佳汽轮机组运行滑压，一般通过相同水深条件下的滑压差测试，并通过对水深工况的滑压比进行推算。

在深度调峰条件下，在滑压操作中还要注重确保操作的平顺性，并对滑压操作有关的参数进行了优化，从而达到减少汽轮机组运行滑压的运行能量消耗，提升其总体经济效益的目的。

一、现有热电机组能效指标评价方法
（一）热量分摊法
根据热量分摊得到的单位发电标煤耗，表面上采用的是汽机梯级利用热量所
产生的发电量，但本质上仍是以加热比来分摊锅炉耗热量，因此，反压式机组的
热效率或单位发电标煤耗看上去非常理想，忽视了电力作为高品位能源的作用。

无论是用与背压式机组配套的高温超高压锅炉来加热，还是用背压机泵送气体加热，加热所需要的热量都没有变化，所以加热率也没有变化。

为克服各种标准中
对不同种类的热电机组在发电标煤的计算上的差别，并考虑到锅炉的高压端的水
蒸气经降压后，不经汽机做功，采用“热量分担法”对机组的产量与供应进行核算，并引进电的热当量 R，对热电单元燃烧的煤炭进行分配，将热能与电力都当
作热能来核算，由此体现出“热量分担法”的实质简单来说，就是采用“以热定电”的方式，将水蒸气定义为主要产品，将电力定义为副产品，但却没有对两种
能源产品质量的差别加以区别。

（二）热电分产法
在热电联产机组的设计方案比选过程中，设计单位通常将“中央加热锅炉和
纯发电机组组合”的方法与热电联产进行比较论证，将其界定为：由热电联产机
组生产的热量等同为燃煤锅炉直接减温减压供应。

使用此方法后，从热电联产总
的标煤量中减去中央加热锅炉生产相同热量所需要的标煤量，即为纯发电机组所
需要的标煤量。

与热电联产相比，热电分产法采用的是直接燃烧原煤进行加热，
这会导致燃煤的使用效率下降，它是将热电联产的好处归结为供暖，并不是目前
国家所提倡的集中加热方式。

所以目前的热电分产法设计单位以这种不合理、效
率低下的温差发电法的评估方法为参考模型，与其他方法的节能效果进行对比明
显不合适。

所以，热电分产法的评估方法也是会使热电联产机组的热效率高于其
他的形式，同时也没有考虑到电和热的差别。

二、技术经济分析
我国2×12 MW、2×24 MW两种规模的热电联产机组，在全国各地都出现了
较大程度的亏损。

而且随着采暖时间的缩短，亏损也会随之增大，在采暖时间为170天的情况下，2x24 MW的发电系统在东北部基本上达到了损益平衡。

如果在
上述区域内建设小型反压发电系统，就必须进行供热价格的补贴。

在同一加热周
期内，热电联产机组大功率比热电联产机组小功率的热电厂具有更好的经济效益。

与此对应的是，如果采用了供热价格的补贴方式，则随着机组的增加，所得到的
补贴也会随之减少。

比如在东北地区，新的电厂总的内部回报率比较高，经济效
益比较好；由于该区域的电力市场价格比较便宜，因此，在该区域建立背压式热
电联产机组，需要给予背压式机组发电企业的价格补偿；在华北区域，新装置的
投资回报率较低；在华中区域，由于项目总的回收周期较长，项目总投入的回报
率较高，不宜建设2×50 MW的背压发电装置。

三、敏感性分析
通过对几个重要不确定性因子的灵敏度分析，可以更容易地对比不同因子对
内部回报率的影响程度和效应。

比如，在对新建机组税后全投资内部收益率产生
影响的各种因素中，按照灵敏度从大到小的顺序，分别是煤价、热价、供热煤耗、上网电价、初始投资，并且各个区域的灵敏度系数排名都是一样的。

此外，与东
北及华北相比，西北区域对煤、热价格的敏感系数显著高于东北及北方，表明该
区域有可能通过下调煤、热价格来提高已建背压式机组的内在回报率，进而推动
该区域的背压式机组的发展。

从其影响方向来看，与其变动趋势一致的是发电价格、供暖价格，而与其变动趋势相反的是煤炭价格、供暖煤耗。

结语
在去掉了回热加热之后，虽然增大了机组的发电和供暖容量，但是机组的发
电煤耗会上升，机组的热效率也会下降，对于电站来说，实现利润的必要条件是，新增的发电量和供热量的经济增值要远远大于增加的煤耗所带来的成本费用。

因
为背压机采用了以热定电的原则，在对其进行改进之后，会导致其在一个完整的
供暖周期中，出现大量的与设计工况相违背的现象，从而使得该机组不仅没有获
得更多的发电量，所以根据热负荷和背压机组的供热能力，确定最佳热化系数，
从而导致机组在其工作过程中，整个供暖周期中都处于较高的状态，进而使得机
组的经济收益的提升。

参考文献：
[1]陆群.大型汽轮机抽汽采用背压式汽轮机供热技术经济效益评价[J].电工
技术,2021(23):185-187.
[2]孙同会.背压式热电联产机组能效指标评价[J].节能,2020,39(09):49-53.
[3]杨上.深度调峰下汽轮机组滑压运行优化技术研究[J].现代信息科
技,2020,4(17):155-156+160.
[4]李玉宝,何振宇,吴昕,朱龙飞,谢昌亚.供热背压式小汽轮机甩负荷分析研究[J].电站系统工程,2020,36(05):58-60.
[5]赵长红,杨胜,袁家海.背压式热电联产煤电机组的经济性评价[J].煤炭经济研究,2019,39(12):31-35.
[6]李强,蓝继聪.背压式供热机组非满负荷工况经济运行分析[J].应用能源
技术,2019(09):24-28.
[7]余炎,金益波,杨红霞,蔡小燕.超临界350 MW机组采用背压式给水泵小汽轮机工业供热研究[J].动力工程学报,2018,38(10):849-854.。