热电厂机组运行优化方案

热电厂机组运行优化方案

一汽集团热电厂现有运行机组9台，总装机容量91MW，其主要职责是满足一汽集团生产用热、采暖供热和厂区电负荷的需求。在实际运行中，生产用热、采暖供热、机组发电负荷三者之间相互偶合、互相制约，很难同时满足一汽集团的需要，一般情况下是以牺牲机组发电量的方式满足生产、采暖的用热需求。因而，如何更好的调控三者之间的关系，实现机组优化调整，创造更大的经济效益，对一汽集团热电厂具有更好的实践意义。

一、热电厂运行现状

1、生产用热

一汽集团的生产用热包括东厂区、西厂区、锻造、铸造、高温水生产用热。随着一汽集团生产任务的变化，生产用热量也随之发生变化。一般而言，工作日（周一至周五）的生产用热量要高于休息日（周六、周日），白天的生产用热量要高于夜间的生产用热量。下图为2006年11月1日至15日的生产用热曲线。

2、采暖供热

一汽集团的采暖供热包括东宿舍、二宿舍、东厂区、西厂区、老厂区的采暖供热。其中东宿舍、二宿舍为一汽集团生活区采暖，东厂区、西厂区、老厂区为厂房采暖。一般而言，随着室外平均温度的降低，热电厂的采暖供热量随之增加。下图为2006年11月1日至15日的采暖供热量曲线。

在热电厂采暖供热量中，生活区采暖供热量大约占80%，厂区采暖供热量大约占20%。

3、机组发电负荷

机组发电负荷中，部分用于热电厂自用，其余部分用于满足一汽集团的厂区负荷。机组发电负荷也具有工作日高于休息日，白天高于夜间的特点。下图为2006年11月1日至15日的机组发电负荷曲线。

4、三者所占比例

三者之间，生产用热大约占热电厂输出负荷的35%，采暖供热大约占50%，机组发电大约占15%。

二、热电厂目前运行策略和控制方式

1、热电厂控制的优先次序

热电厂首先需要保证一汽集团的生产用热，提供适宜的生产用汽和高温水。然后是保证一汽集团的采暖用热，提供适宜的一次网流量和供水温度。在保证一

汽集团生产用热和采暖用热的基础上，提供一汽集团厂区负荷的需要，在发电负荷无法满足的情况下，还需上网购电。

2、生产用热的控制方式

生产用热包括生产用汽和高温水部分。一般保证生产用汽的蒸汽母管压力（表压）在0.8MPa~0.9Mpa之间。当蒸汽母管压力高时，说明生产用汽的需求量减少，此时需要减少1.0Mpa抽汽（对应机组为#1、#2、#8、#9机）或排汽（对应#5机）；而当蒸汽母管压力低时，说明生产用汽的需求量增加，此时需要增加1.0Mpa抽汽或排汽。高温水的控制范围是130℃~135℃。当水温高于135℃时，需要减少加热器的进汽量；当水温低于130℃时，需要减少加热器的进汽量。

3、采暖用热的控制方式

采暖用热按供热区域可分为生活区采暖和厂区采暖两部分，按供热方式可分为直供系统和间供系统。

下图是直供系统的控制方式。根据不同的室外平均温度，确定相应的供水温度。

下图是间供系统的控制方式。同样是根据不同的室外平均温度，确定相应的供水温度。

其操作方式是室外平均温度在-10℃以上时，供水温度按75℃~80℃运行；-10℃~-15℃时，供水温度按80℃~85℃运行；

-15℃~-20℃时，供水温度按85℃~90℃运行；

-20℃~-23℃时，供水温度按90℃~95℃运行。

4、机组发电负荷的控制方式

由于一汽集团热电厂执行“并网不上网”、“零上网”的电力政策，所以热电厂的发电负荷必须按照一汽集团的厂区负荷运行。有多少厂区负荷，机组就发出多少相应的电量。一汽集团厂区负荷也具有工作日高于休息日，白天高于夜间的特点。而且在实际运行中，为防止厂区负荷突然变化，即使机组能满足厂区负荷的需要，热电厂仍保持4MW的受电量。

上图是2006年11月1日至7日的机组发电曲线，其中机组供电量等于机组发电量减去站用电量。从图中可以看出，在厂区负荷低谷期，机组能够满足一汽集团的需要，即使还有很多发电空间，也必须限电运行；而在厂区负荷高峰期，机组满发也不能满足一汽集团的需要，还需要上网买电。

三、影响热电厂效益的因素

从热电厂运行现状来看，改进采暖控制策略，提高机组发电空间，将有助于热电厂进一步提高运行效益。

1、改进采暖控制策略

目前，热电厂主要根据室外平均温度控制一次网供水温度。在实际操作上，一次网供水温度在一段时期内，基本保持在一定范围内运行。这种控制策略的好处是：宜于运行调整，简便易行；同时在一定程度上，根据回水温度的变化，可以判断所提供采暖供热量的大小。其缺点是：不能事先判定每天应提供多少供热量。这样容易出现在室外平均温度高时多供热，用户开窗散热；在室外平均温度低时供热量不足。

从图中可以看到：当室外平均温度降低时，采暖供热量升高的并不明显；而当室外平均温度升高时，采暖供热量也没有立即降低。提供采暖供热量的多少，完全通过一次网回水温度变化起到的反馈作用来实现。而当用户室内温度升高时，一些用户会通过开窗散热来维持室内温度，在初末寒期这种情况经常发生，而此时一次网回水温度却不能很好的反映。

由于热电厂采暖供热主要是按面积收费，在保证用户室内温度的情况下，过多供热必然造成采暖成本升高，从而影响热电厂的运行效益。按照后面列出的供热量公式校核2006年11月1日至15日的采暖供热量，大约多供了6.5万GJ，占应供总量的33%。按每17元/GJ计算，相当于多投入110万。

而根据室外平均温度确定采暖供热量的多少，会更为合理，目前也是可以实现的。

2、提高机组发电空间

热电厂应尽可能的满足一汽集团厂区负荷的需要，减少买电量。下图是2006年11月1日至7日，热电厂买电和最小买电曲线。

其中，在最小买电情况下（即机组最大可能的发电情况下），热电厂多发电创造的效益将增加13.8%。

机组发电空间受到机组最大发电量和厂区负荷的制约，此外锅炉可以提供的蒸汽量，汽轮机的运行功况等也影响机组发电量。这些制约条件都属于客观因素，运行人员无法通过运行调整来改变。

而在运行中，为了控制一次网供水温度在规定范围内，有时不得不减少机组发电功率，在此情况下，采暖制约了机组发电量。这种情况，在采暖初末寒时期，是时有发生的。若采用控制全天供热总量的方式，在厂区负荷高峰时机组多发电，尽可能满足一汽集团的需要，多供的热量进行累计，而在厂区负荷低谷期少供热，实现全天供热总量的均衡。采用这种运行方式，必将提高机组发电空间。并且，通过对管网特性分析，采用动态供热方式，不会对用户室内温度产生明显影响，可以保证热电厂供热质量。

四、动态供热运行策略分析

1、采暖供热量关系式。

根据历史数据，可以得到采暖热负荷与室外平均温度的关系曲线。下图为2005-2006采暖季，生活区采暖供热量与室外平均温度关系曲线。