石化自備熱電廠幾種設(shè)定運(yùn)行工況下的經(jīng)濟(jì)性比較

摘要：作為以燃油為主的中石油自備電廠，隨著燃料、動(dòng)力成本的上升，經(jīng)濟(jì)性越來越差，效益空間越來越小，就大連石化自備熱電廠具體情況，根據(jù)目前燃油和動(dòng)力電的市場價(jià)格，對(duì)幾種設(shè)定運(yùn)行工況下的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，供同行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員和領(lǐng)導(dǎo)運(yùn)行決策參考。

關(guān)鍵詞：高加；燃油價(jià)格；效益；汽輪機(jī)；減溫減壓器

中圖分類號(hào)：F12文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-291X（2010）36-0140-02

引言

大連石化公司熱電聯(lián)合車間是以燃油和瓦斯為燃料的自備熱電廠，隨著公司新區(qū)投產(chǎn)，裝置產(chǎn)用汽的增加，以及燃料、動(dòng)力成本的上升變化，電廠運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性、安全性需要放在公司大的層面統(tǒng)籌考量。比如，電廠自用汽的變化，對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響。下面設(shè)定幾種運(yùn)行工況，從自用汽變化，引發(fā)燃油消耗、發(fā)電產(chǎn)出等變動(dòng)費(fèi)用的量化分析進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的比較。

比較計(jì)算的前提條件：（1）鍋爐燃油按公司市場油價(jià)3 120元/噸；（2）電價(jià)按未上稅的0.49元/度核算；（3）因?yàn)橥咚篃亢艿停仩t按100%燃油、熱效率按91%考慮；（4）汽輪機(jī)發(fā)電綜合效率65%。

一、電廠高壓加熱器（下文簡稱高加）的投停對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響

（一）現(xiàn)狀

定性分析，電廠高加取做過功（發(fā)電）的蒸汽給鍋爐給水加熱，這部分蒸汽冷凝成水后補(bǔ)充到鍋爐，經(jīng)鍋爐加熱變成蒸汽，再進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，之后又凝成水補(bǔ)入鍋爐，完成最為高效的熱力循環(huán)（無冷源損失）。從這個(gè)意義上講，高加回?zé)峒訜嵩酱螅?jīng)濟(jì)效益越大，但是回?zé)釡囟仍礁咭淮涡酝顿Y（高加材料設(shè)備）越大，產(chǎn)出比越小，因此在電廠回?zé)嵩O(shè)計(jì)上是有限定的。

目前電廠1#爐104℃給水，無回?zé)嵩O(shè)施。中壓爐2#爐、3#爐共用兩臺(tái)高加，設(shè)計(jì)給水溫度170℃（可短期104℃運(yùn)行，但長期如此運(yùn)行會(huì)引起尾部空氣預(yù)熱器露點(diǎn)腐蝕、鍋爐在此工況下不能滿發(fā)等系列問題），高壓爐4#爐、5#爐、6#爐設(shè)計(jì)給水溫度210℃（同樣存在2#、3#爐的情況），分兩級(jí)高加（一級(jí)高加170℃，二級(jí)高加210℃）。

下面分別核算每種高加投用經(jīng)濟(jì)效益。

（二）中壓爐高加投用效益

回?zé)嵴羝?給水流量*（出水焓值-進(jìn)水焓值）/（進(jìn)汽焓值-疏水焓值）=22.48t/h。

回?zé)嵴羝咝аh(huán)耗油=回?zé)嵴羝?（3.5Mpa435℃蒸汽焓值-1.0Mpa300℃蒸汽焓值）/41 800/鍋爐熱效率=0.15t/h（該過程耗電、水泵、風(fēng)機(jī)等可忽略）。回?zé)嵴羝咝аh(huán)發(fā)電量=回?zé)嵴羝?發(fā)電汽耗=1 248.89kw.h（1#機(jī)發(fā)電汽耗取18kg/kw.h）。效益=（電價(jià)*發(fā)電量-燃料油油價(jià)*耗油）*720=103 648元/月。油價(jià)達(dá)到4 079.71元/噸時(shí)，此高加效益為零。

（三）高壓爐高加投用效益

1. 3#機(jī)高加

一級(jí)高加：計(jì)算方法同中壓爐高加（3#機(jī)發(fā)電汽耗取11kg/kw.h）。效益=155 868元/月。

油價(jià)達(dá)到3985.93元/噸時(shí)，此高加效益為零。

二級(jí)高加：回?zé)嵴羝?給水流量*（出水焓值-進(jìn)水焓值）/（進(jìn)汽焓值-疏水焓值）=13.15t/h.。回?zé)嵴羝咝аh(huán)耗油=回?zé)嵴羝?（9.0Mpa535℃蒸汽焓值-2.5Mpa390℃蒸汽焓值）/41800/鍋爐熱效率=0.088t/h（該過程耗電、水泵、風(fēng)機(jī)等可忽略）。回?zé)嵴羝咝аh(huán)發(fā)電量=回?zé)嵴羝?（9.0Mpa535℃蒸汽焓值-2.5Mpa390℃蒸汽焓值）* 汽輪機(jī)發(fā)電綜合效率/3600=793.64kw.h。效益=（電價(jià)*發(fā)電量-燃料油油價(jià)*耗油）*720=82 313元/月。油價(jià)達(dá)到4 419元/噸時(shí)，此高加效益為零。

2. 4#機(jī)高加

一級(jí)高加：計(jì)算方法同中壓爐高加（4#機(jī)發(fā)電汽耗取9kg/kw.h）。效益=315 306元/月。油價(jià)達(dá)到4 871.70元/噸時(shí)，此高加效益為零。

二級(jí)高加：4#機(jī)二級(jí)高加參數(shù)和計(jì)算方法與3#機(jī)二級(jí)高加相同。效益=82 313元/月。油價(jià)達(dá)到4 419元/噸時(shí)，此高加效益為零。

（四）結(jié)論說明

綜上所述，高加的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯，設(shè)定停用高加一般情況下是不經(jīng)濟(jì)的。即使燃油價(jià)格高到一定程度，高加的發(fā)電效益已經(jīng)不存在了，仍然不能長期停用高加：如果鍋爐在104℃上水溫度下運(yùn)行，鍋爐排煙溫度偏低，無法保證在露點(diǎn)溫度下運(yùn)行，鍋爐空氣預(yù)熱器會(huì)很快腐蝕泄露，漏風(fēng)，使鍋爐熱效率大幅下降，導(dǎo)致鍋爐帶不滿負(fù)荷，無法保證安全生產(chǎn)。夏季負(fù)荷低時(shí)，高壓鍋爐在170℃上水溫度下運(yùn)行，也會(huì)出現(xiàn)相同問題，所以，高加的安全作用更要大于經(jīng)濟(jì)作用，要確保完好投用。

二、電廠汽輪機(jī)開停對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響

同高加運(yùn)行一樣，電廠背壓機(jī)運(yùn)行沒有凝汽純電廠冷源損失，是高效的發(fā)電模式，理論上應(yīng)當(dāng)是盡可能使蒸汽通過汽輪機(jī)發(fā)電，但如果停用汽輪機(jī)，投用減溫減壓器，因?yàn)闇p溫水的加入可增加10%以上的蒸汽，相當(dāng)于減少對(duì)應(yīng)的一部分燃料油消耗，在高燃油價(jià)情況下，可能效益逆轉(zhuǎn)，下面通過考慮設(shè)定工況的各種參量變化，綜合定量進(jìn)行分析。

（一）1#機(jī)停運(yùn)，投用減溫減壓器效益比較

若停用1#機(jī)，投減溫減壓器。

因投入減溫水鍋爐減少的發(fā)汽量=進(jìn)汽流量*（1-減溫水比例）*減溫水比例=17.622t/h。減少燃料量=減少發(fā)汽量*76=1.339272t/h。此工況下每月?lián)p失效益=（發(fā)電量*電價(jià)-燃料油油價(jià)*減少燃料量）*720=519 459.38元/月。當(dāng)油價(jià)達(dá)到3 658.7元/噸時(shí)，運(yùn)行1#機(jī)沒有效益。

（二）3#機(jī)停運(yùn)，投用減溫減壓器效益比較

若停用3#機(jī)，投減溫減壓器，3#機(jī)二級(jí)高加也隨之停用。

因投入減溫水，鍋爐減少的發(fā)汽量=[進(jìn)汽流量*（1-減溫水比例）-二級(jí)高加抽汽量]*減溫水比例=24.647t/h。減少燃料量=（因投入減溫水鍋爐減少的發(fā)汽量+二級(jí)高加抽汽量）*76=2.873172t/h。此工況下每月?lián)p失效益=（發(fā)電量*電價(jià)-燃料油油價(jià)*因投入減溫水而減少燃料量-燃料油油價(jià)*因停用二級(jí)高加而減少燃料量）*720=603 054.26元/月。當(dāng)油價(jià)達(dá)到3 411.58元/噸時(shí)，運(yùn)行3#機(jī)沒有效益。

（三）4#機(jī)停運(yùn)，投用減溫減壓器效益比較

若停用4#機(jī)，投減溫減壓器。計(jì)算同3#機(jī)停用，每月?lián)p失效益=2 730 116.1元/月。當(dāng)油價(jià)達(dá)到4 324.87元/噸時(shí)，運(yùn)行4#機(jī)沒有效益。

（四）結(jié)論說明

綜上所述，汽輪機(jī)的發(fā)電效益非常明顯，在市場燃料價(jià)格為3 120元/噸的情況下，停用任何一臺(tái)汽輪機(jī)，走減溫減壓器，都存在較大的發(fā)電效益損失。

三、經(jīng)濟(jì)性比較結(jié)果

以上第一部分和第二部分的經(jīng)濟(jì)性比較結(jié)果如下：

如此可以得出，在此油價(jià)條件下，不但不應(yīng)該停用任何高加或汽輪機(jī)，反而應(yīng)該保證設(shè)備完好投用，盡量提高效率，提高發(fā)電量，以創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。所以不推薦停用任何一臺(tái)高加或汽輪機(jī)來減少裝置自用汽。應(yīng)該細(xì)化管理，從減少設(shè)備泄露、減少熱機(jī)設(shè)備切換、限制工藝指標(biāo)、提高鍋爐、汽輪機(jī)效率等項(xiàng)目入手，降低自用汽率，以達(dá)到少耗油，少耗汽，少用電，多發(fā)電的目的。