論大同發電廠供熱機組改造項目經濟性評價

柴青

摘 要：熱電聯產的重要作用很多，如由于熱能供應方式的改變帶來的充分利用。為滿足大同市不斷增長的熱負荷需要，大同發電廠不僅將一期的6臺國產20萬kW機組改造成供熱機組，并將二期工程2臺600MW空冷發電機組和三期新建的2×660 MW超臨界直接空冷機組改成供熱機組。

關鍵詞：熱電聯產 裝機容量 供熱機組 經濟性能

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0218-02

1 概述

1.1 課題的提出

當前，由于中國各省市經濟發展不平衡，各地區氣候和自然條件與基礎設施也有很大的不同，客觀條件確定了熱電聯產的發展一定要依據每個工程的具體情況，因地制宜地建設大、中、小型并舉，區域熱電廠改造等按具體情況發展。目前我國熱電聯產已經逐步進入發展階段，在技術水平、系統設備等方面，已經取得了良好的效果。熱電聯產已經逐步地走進電力企業，這不僅能夠為其帶來良好的經濟前景，也能為優化電力結構起到重要作用。

大同發電廠隨國電電力發展股份有限公司統一納入五大發電集團之一——中國國電集團公司管理范疇，屬于國電電力股份有限公司的直屬企業，是國電電力發展股份有限公司全資擁有的特大型發電企業，是國家“六五”期間為發揮山西的能源優勢、充分利用大同地區豐富的煤炭資源，緩解北京地區用電緊張局面而興建的重點建設工程項目。1984年6月30日1號機組投產發電，到1988年11月25日工程全部完工，共安裝6臺國產20萬kW發電機組，總裝機容量120萬kW。

國電電力大同發電有限責任公司，是大同發電廠二期及三期改建工程，是國電電力發展股份有限公司（出資比例60%）和北京京能國際股份有限公司（出資比例40%）共同投資組建的項目法人公司。其中，二期工程是2臺600 MW空冷發電機組系統，是我國國內首家600 MW機組采用直接空冷技術的電廠，三期改建工程于2007年4月18日獲國家發展和改革委員會核準，建設規模為2臺660 MW超臨界直接空冷機組。二、三期工程機組全部采用直接空冷技術和利用城市中水作為生產用水，100%全煙氣脫硫，綠色環保特色明顯，對在北方缺水地區建設大容量發電機組、提高城市污水綜合利用水平、實現大型燃煤機組煙氣脫硫具有良好的示范作用。

由于熱電聯產的重要作用很多，如由于熱能供應方式的改變帶來能量的充分利用。與分散供熱的供熱鍋爐相比，出于熱電廠的鍋爐效率遠高于供熱鍋爐，所以集中供熱比分散供熱的煤耗低得多。因此，為實現更好的供熱條件，大同發電廠實施了三期改建項目，第一期工程建設2*220 MW燃煤發電機組的供熱，于2007年完成；二期改建工程2*660 MW燃煤熱電聯產機組，于2009年完成；三期改建工程2*660 MW燃煤熱電聯產機組，于2011年完成。

此論文根據各影響因素對該供熱機組的改建項目經濟性的影響大小，決策者可以對其采取相應的措施以有效地改建項目的經濟效果。通過實證分析，將分層次綜合評價經濟性，不僅能把生產因素、設備因素、人員因素和環境因素等有機地結合起來，還能科學、客觀地反映出該改建項目的經濟性。

2 大同市熱負荷分析

2.1 大同市供熱現狀

大同市系我國重要的煤炭產區，煤炭資源蘊藏豐富，是我國重要的能源基地。建國以來興建了大型火電廠主要是為了保證向首都供電。大同市地處雁北高寒地帶，冬季嚴寒采暖期長達5個月，且市區東西方向寬而南北方向窄，現有幾個中小型熱電廠都偏于西側。從熱力網建設投資和運行費用考慮，不能經濟有效地向市區中部、南部和東部供熱。因此至今大同市的采暖熱源還有相當部分是靠小型集中鍋爐房分散供給，單純發電的大型火電廠和大量的采暖鍋爐房排放的煙氣導致城市大氣污染相當嚴重。

從1994年起，大同市開始建設采暖熱力網，由華北市政工程設計院承擔設計，1997年熱網投產，隨著采暖熱用戶需求增加，熱源又不能滿足要求。供熱缺口達1000萬m2以上。

2.2 改建大同市供熱項目的必要性

大同發電廠位于大同市南側，地處大同市城市邊緣，距市中心4 km，靠近大同市城南及城東供熱負荷中心，具有得天獨厚的地緣優勢，是理想的熱源廠位置。利用大同發電廠的熱源對市區內實施集中供熱有明顯的有利因素：一是有利于大同市大氣環境的改善，盡快改善大同市大氣環境質量，大同發電廠實施熱電聯產集中供熱可增加1000萬m2熱源，可拆除市區燃煤小鍋爐500多臺，從而減少有害氣體排放。二是有利于大同市棚戶區改造、城中村改造，促進城市建設。隨著大同城市建設、棚戶區改造、城鄉結合部改造的發展，城市集中供熱需求改大與現有集中供熱熱源不足及布局不合理的矛盾也越來越突出，特別是對于一些棚戶區、城中村熱源難以覆蓋。三是有利于發展大同市集中供熱事業。四是有利于企業今后的進一步的生存和發展。同時還具有鋪設供熱管網距離短，管網投資相對較低，供暖熱負荷穩定、均勻，熱效率高的優勢。2007年大同市改大集中供熱盡快改善市區大氣質量，推進省、市“藍天碧水”工程，因此，大同發電廠供熱改造便成為其中一項重要措施。

3 大同發電廠供熱機組改建項目經濟性評價

3.1 供熱機組經濟性能

大同發電廠裝有6×DG670—140—540/540型東方鍋爐廠生產的超高壓鍋爐，配套6×N200—12.7/535/535型東方汽輪機廠生產的超高壓中間再熱三缸三排汽凝汽式汽輪發電機組，近年來各臺機組都進行了包括主機、輔機在內的現代化改造，如：各臺汽輪機通流部分現代化改造，#1～#6鍋爐脫氮燃燒器改造、鍋爐預熱器、省煤器改造、鍋爐低再增容改造、鍋爐吸風機由單吸改為雙吸風機；#1～#6爐電除塵器改造后，其除塵效率高于98%；投資1.65億元安裝的#2和#3爐煙氣脫硫裝置已于2007年2月投運，其脫硫效率可達99%；#6爐煙氣脫硫裝置已于2005年10月投運，其脫硫效率可達98.6%；#1～#4機組凝汽器改造和水塔大修改造；#1～#6機組熱控系統自動化DCS改造；#1機組給水泵進行變頻調節優化改造，#2、#3、#4機組進行了汽動泵改造；2002年投資新建了生產、生活廢水處理廠等。近幾年來全廠6臺機組投運安全可靠，未發生一般設備事故，現已連續安全運行1446天。全廠6臺機組平均等效可用系數分別為：2004年93.57、2005年93.26、2006年89.89（有兩臺機組進行大修）。2006年#1～#4濕冷機組供電煤耗357.8g/kWh，比同型機組全國平均水平367.8 g/kWh低了10 g/kWh。廠用電率6.37%，較同型機組全國平均水平7.92%低1.55%。全廠生產生活用水原來全部由市供水公司供給的每天60000 t自來水或地下水，在2003年生產、生活廢水處理廠建成后已開始充分利用中水，目前生產及生活用水已全部回用（除鍋爐除灰水外），每天7600～8000 t中水回用替換了自來水或地下水，工業用水重復利用率達97%，通過設備整治和節水改造等工作，現每天全廠每天用水50000～52000 t，比過去每天節水10000～8000 t，發電綜合水耗為2.42 kg/kWh。全廠各設備改造成效卓著并安全可靠性和經濟性在同類型機組中居中上水平，節能環排水平居全國同類型機組先進水平，這些為大同發電廠機組進行供熱改造并進一步為大同市節能減排打下了牢固基礎。endprint

3.2 熱源和首站工程原理

（1）汽輪機本體更換兩根予制的∮920 mm中低缸連通管，在至雙流低缸入口側兩管上各安裝一個調節碟閥和通低缸的安全閥。兩根連通管間有短管相連通。

（2）在連通管靠A列側開孔引出一根∮1100 mm的供熱抽汽管，該管上裝有手動隔離閥、逆止快關閥和調節閥，以及膨脹節和支架等。

（3）DCS和DEH補充熱控和保護功能。

（4）采用單元制首站。在汽輪機組與A列墻（兩臺循環泵）之間的井口處架設標高約6.5～12 m2的熱網加熱器平臺。安裝2臺換熱面積達1250 m2的臥式熱網加熱器。3臺熱網泵及疏水泵安裝在機房零米。A列墻外與機組軸線平行裝設∮1200 mm的一對熱網供水與回水干管。

3.3 計算條件

3.3.1 每年采暖期從11月初至次年3月底共計5個月，3624 h。

3.3.2 考慮到采暖期內平均氣溫與嚴寒氣溫的差別，供熱平均負荷率以0.72計，即在5個月采暖期內，供熱量利用小時=3624 h×0.72=2609 h。

3.3.3 機組在純凝工況時，主汽流量=610 t/h ，發電出力=210 MW；

機組在供熱工況時，主汽流量=670 t/h發電出力以熱定電節能增利經濟效益即以610 t/h純凝工況和670 t/h條件下以熱定電工況相比。

3.4 在電力尖峰時，熱電聯產的經濟調度有以下兩種方法

（1）平均熱負荷法

將爐出力增至最大（670 t/h），調整供熱抽汽量使電出力達到210 MW 使總供熱抽汽量由各機平均分擔。

（2）熱電錯峰法

由于電力尖峰時間不長，而熱水網的熱容量很大，可以在電力尖峰時降低抽汽量以保證最高發電出力，由于水網的熱慣性，短時間內不會影響熱用戶，在電網調度允許下逐漸降低發電出力同時逐步補足供熱抽汽量。

3.5 供熱機組抽汽量越大，電廠節煤節水效益越大

目前設計的指導思想應是機組充分發揮其本身固有的供熱潛力，同時又要在70%負荷低谷工況下盡量增加供熱量并提高供水溫度，這是加強大二供熱機組在華北電網以及大同熱電聯產系統中競爭力的關鍵環節。

可以看出，設備的自身條件即設備的先進性、檢修率等，都或多或少地影響著機組的運行，提高機組的先進性必然是熱電聯產發展的一大趨勢，同時，加強機組建設的配套設施也不容忽視，同時，在生產運行上，要嚴格的服從國家的各項產業政策，環境保護政策，在內外部經濟性的條件下，實現項目的良性循環發展。

4 結語

通過以上分析，實現熱電聯產的經濟效益比較顯著，在相應的基礎條件基本確定的情況下，可以通過采取提高機組設備的技術先進性，即采用改建項目，不僅改大了機組的容量，而且可以彌補日益增長的電力增長需求和供熱需求，說明該改建項目具有較強的經濟性，此項目不僅能夠滿足內部的要求，同時也可以帶動產業的發展，為大容量熱電聯產提供參考，有助于電網產業結構的優化和穩定?？梢哉f，熱電聯產是電力工業發展的重要組成部分，發展熱電聯產是節約能源的需要，是環境保護的要求。

參考文獻

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