淺談200MW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組調(diào)峰方式的選擇

馬傳慶　劉文

【摘 要】燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組采用何種調(diào)峰方式與機組乃至整個發(fā)電廠的經(jīng)濟效益密切相關(guān)。本文分析了聯(lián)合循環(huán)機組啟停的經(jīng)濟性，并對低負(fù)荷運行和兩班制運行調(diào)峰做了經(jīng)濟性比較，為兩種方式的選擇提出合理建議。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合循環(huán)；調(diào)峰；方式

0 前言

燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組的調(diào)峰方式一般包括：（1）兩班制運行，即夜里短時間停運，早上再啟動。 （2）低負(fù)荷運行，帶基荷機組降至最低技術(shù)出力運行，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷增大，機組快速帶負(fù)荷。在供氣充足的情況下，某電廠兩套燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組采用一套機組連續(xù)運行，另一套機組調(diào)峰的運行方式。但近些年供氣一直呈現(xiàn)量少價升的形勢，通常所供的天然氣只能維持一套燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組運行，嚴(yán)重影響電廠發(fā)電效益。本文主要對電廠燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組低負(fù)荷連續(xù)運行和兩班制調(diào)峰運行經(jīng)濟性進行簡要分析。

1 聯(lián)合循環(huán)機組啟停經(jīng)濟性分析

某電廠燃?xì)饴?lián)合循環(huán)調(diào)峰機組與連續(xù)運行機組的區(qū)別在于：聯(lián)合循環(huán)調(diào)峰機組啟停過程耗氣量、廠用電量、耗水量及啟停的設(shè)備損耗折舊費用有所不同。

已知條件如下，氣價：0.9275元/m3，上網(wǎng)電價：0.4203元/kWh，反供電價：0.65元/kWh，除鹽水價：e3=10元/t，聯(lián)合循環(huán)機組單位電量折舊額為0.08元/kWh。

調(diào)峰機組啟動到并網(wǎng)和機組開始減負(fù)荷到解列計算如下：（1）燃?xì)廨啓C啟動到并網(wǎng)耗氣：800m3；（2）燃?xì)廨啓C啟動耗廠用電量：200 kWh；（3）燃?xì)廨啓C并網(wǎng)后到汽機并網(wǎng)需要1 h，耗氣25200m3，廠用電量：1166kWh，發(fā)電量：34000kWh。（4）汽輪機從開始減負(fù)荷到機組解列需要0.5h，耗氣3800m3，廠用電量1555kWh，發(fā)電5400kWh。

以天然氣價格：0.9275元/m3，上網(wǎng)電價：0.4203元/kWh計算，啟機所耗的天然氣及廠用電費用共：（800+25200）×0.9275+（200+1166）×0.65=25002.9元，而上網(wǎng)電量價費用為：34000×0.4203=14290.2元，故實際的聯(lián)合循環(huán)啟機消耗費用應(yīng)為：25002.9-14290.2=10712.7元RMB。

停機所耗的天然氣及廠用電費用共：3800×0.9275+1555×0.65=4535.2元，上網(wǎng)電量價費用為：5400×0.4203=2269.6元。故實際聯(lián)合循環(huán)停機消耗費用應(yīng)為：4535.2-2269.6=2265.6元。

這樣，聯(lián)合循環(huán)機組啟停機一次所消耗的費用總共為：10712.7+2265.6=12978.3元。

2 兩班制調(diào)峰與連續(xù)運行經(jīng)濟性分析

2.1 建立模型分析

假設(shè)：總供氣Mm3，上網(wǎng)電價為e1元/kWh，天然氣價格為：f元/m3，氣耗為X，除鹽水水價格為：w元/t，耗水量為H噸，反供廠用電價格：e2元/kWh，停機后廠用電量：G，調(diào)峰折舊費用：K1，連續(xù)運行發(fā)電折舊費用：K2。啟停費用：Y=12307元。

調(diào)峰機組：耗完供氣M，發(fā)電獲得的總毛利潤：Y1=e（M÷X1）-（f×M）-（e2×G）-（w×H）-K1-12307（1）連續(xù)運行機組：耗完供氣M，發(fā)電獲得的總毛利潤：Y2=e（M÷X2）-（f×M）-K2（2）

針對聯(lián)合循環(huán)機組進行具體分析，算式（1）中，第一項e（M÷X1），因調(diào)峰機組開機的時間、調(diào)峰負(fù)荷不能夠確定，氣耗X1是一個變量，故第一項為變量。第二項（f×M），因供氣M不變，故第二項為定值。第三項（e2×G），因機組停機時間不確定，故廠用電量G為變量。第四項（w×H），調(diào)峰機組啟停一次的耗水量H為定值，即H=40t。第五項K1，調(diào)峰折舊費用因發(fā)電量不確定，故為變量。

算式（2）中，第一項e（M÷X2），因機組連續(xù)運行，根據(jù)海南電網(wǎng)調(diào)峰機組實際情況，在M一定的情況下，電網(wǎng)下達的負(fù)荷不變，因此氣耗X2也是不變的，故第一項為定值。第二項（f×M）為定值。第三項連續(xù)運行發(fā)電折舊費用K2，在發(fā)電量一定的情況下K2是不變的。

在總供氣一定的情況下，當(dāng)Y1=Y2時，調(diào)峰機組與連續(xù)運行機組利潤一樣，當(dāng)Y1>Y2時調(diào)峰機組利潤高，當(dāng)Y1

2.2 實例計算

啟機共耗氣量：25200+800=26000m3，發(fā)電量34000kWh，停機耗氣3800m3，發(fā)電量：5400kWh。啟停機一次共消耗天然氣：26000+3800=29800m3，發(fā)電量：34000+5400=39400kWh。根據(jù)電廠實際情況，全廠停機后的廠用電量為：0.0625kWh/h。燃?xì)廨啓C滿負(fù)荷時的天然氣流量為55000m3/h，一套燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組滿負(fù)荷為200MW，調(diào)峰機組以次日零點停機為準(zhǔn)。

以天然氣供90萬m3計算為例，對于調(diào)峰機組，除去機組啟停后，滿負(fù)荷運行所需的天然氣為：900000-29800=870200m3，滿負(fù)荷運行時間為：870 200÷55000=15.8h，滿負(fù)荷連續(xù)運行機組總發(fā)電量為20×15.8=31萬kWh，調(diào)峰機組總發(fā)電量為316+3.4+0.54=319.94萬kWh。理想調(diào)峰機組的運行時間為：15.8+1+0.5=17.3h，調(diào)峰機組停機時間為24-17.3=6.7h，因啟停一次相當(dāng)于10h，故調(diào)峰機組均負(fù)荷為319.94÷（17.3+10）=11.7萬kW，啟停一次損耗所分擔(dān)的電量為11.7×10=117萬kWh。對于連續(xù)運行機組而言，根據(jù)海南電網(wǎng)調(diào)頻規(guī)律情況，發(fā)電氣耗為0.32kWh/m3，總發(fā)電量則為90÷0.32=281.25萬kWh。因調(diào)峰機組停機6.7h，故耗廠用電量0.0625×6.7=0.44萬kWh，通過算式（1）得出：Y1=3 199 400×0.4203-900 000×0.927 5-4400×0.65-40×10-（1170000+3199400）×0.08-12307=144838.82元。通過算式（2）得出：Y2=2812500×0.4203-900000×0.9275-2812500×0.08=122 343.75元。因Y1>Y2，故在總供氣90萬m3時，調(diào)峰機組比連續(xù)運行機組的利潤還要高，此時的供氣情況下應(yīng)采用機組調(diào)峰方案。

同樣方法的實例計算得出，在供天然氣95萬m3時出現(xiàn)了Y1=Y2，達到了臨界點，在供氣95萬m3以上時出現(xiàn)Y1﹤Y2，95萬m3以下時Y1﹥Y2。通過各供氣情況分別計算出調(diào)峰機組理想的啟機時間。

通過上述實例計算分析和實踐驗證，在供天然氣95萬m3時，調(diào)峰機組與連續(xù)運行機組的效益達到平衡點，即在供氣95萬m3以下，采用機組兩班制調(diào)峰的效益較好，在95萬m3以上，采用機組連續(xù)運行來調(diào)峰的效益較好。

3 結(jié)語

本文對200MW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組啟停經(jīng)濟性進行了分析，通過建模、實例分析和實踐得出了兩班制調(diào)峰和低負(fù)荷運行效益的平衡點，提出了合理的調(diào)峰方案，可供燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機組調(diào)峰參考運用。

【參考文獻】

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[責(zé)任編輯：李書培]