460MW联合循环供热机组热效率与经济性分析
吴为彪
（中海油珠海天然气发电有限公司，广东珠海519050）
摘要：随着供电、供热机组在南方不断上马运营，供热成本及机组整体效益等问题变得越来越重委，因此对联合循环机组供电、供热效益的研究显得十分必要，文中分析了联合得环机组供电及少量供热的经济性，并对纯发电运行和少量供热运行做了经济性比较，为机组发电及供 热量的选择提出合理建议.
关键调：纯发电：供热发电：调峰：方式
中图分类号：TK229.4文献标志码：B文章编号：1009-3230（2017）04-0026-04
ThermalEfficiency andEconomyAnalysis of460MWCombinedCycleHeatingUnit
(CNOOC Zhuhai Natural Gas Power Generation Co. Ltd. Zhuhai 519050 Guangdong China) WU Wei -biao
Abstract; With the power supply heat supply in the south of the unit operation the problem suchas heating unit costs and overall eficiency bees more and more important so the power supply heating efficiency of bined cycle unit of study is very necessary this paper analyzes the efficienyof power supply and a small amount of heating bined cycle unit and the pure power generation and a small amount of heating operation economy made a parison for generating units and thechoice of heating load put forward reasonable Sugestions.
Key words: Pure power generation; Heating power; Peak; Way
的QF-150-2型空冷发电机.
0引言
中海油珠海天然气发电有限公司配备两套三1供热系统介绍
菱M701F4级联合循环热电机组，每套机组包括1台燃气轮机，1台汽轮机，1台余热锅炉，2台发电机；燃气轮机、蒸汽轮机与发电机布置形式为双轴，额定转速3000pm.蒸汽轮机为LCC145-10.9/2.3/1.3/566/566型双缸、三压、再热、抽凝式汽轮机，余热锅炉为三压再热、自然循环、卧式、 无补燃、露天布置，型号为BHDB-M701F4-Q1；燃机发电机由东方电机厂制造QFR-320-2型全氢氢冷发电机，汽机发电机由东方电机厂制造
供热机组为双抽可调式，1段抽汽布置于中压2级后，采用工业抽汽阀（座缸阀）控制，额定抽汽压力2.3MPa；2段抽汽布置于中压5级后，采用旋转隔板控制，额定抽汽压力1.3MPa.运行方式是以带额定热负荷为主，兼顾纯发电调峰 运行，其中额定供热参数为：2.3MPa，350℃C，114.5t/h；1.3MPa 240°℃，50.5th；最高状态参数为：2.3 MPa 350 ℃C 229 h;1.3 MPa 240 °℃ 101Vh.面且当事故工况时，一台机应满足全厂（原两台机）额定热负荷要求.其中第一套机组于2014年9月18日通过168h试运行后正式投产，于2015年1月完成该机组的性能验收，该机
组的设计额定效率和性能验收试验数据见表1.
机组性能验收结果
表1
设计值100% 性能 性能试验 性能试验负荷 试验100%-450MW 345 595 50% 230 MW 224999修正后联合循环总输出功率（kW） 修正后总热耗率（kJ/kW） 438 680 6201 6139.8 443 647 6309.8 6 859.8修正后联合循环热效率（%） 58.18 58.63 57.05 52.48
相当热量与供给燃料热耗量的百分比2，即：
由表1可以看出机组在100%纯凝负荷工况下，联合循环性能试验出力高出设计值4967kW，符合合同设计要求；而且100%纯凝负荷工况下，联合循环性能试验热耗率低于设计值61.3kJ/kWh，符合合同设计要求；75%纯凝负荷工况下，联合循环性能试验出力345595kW，热耗 率6309.8kJ/kWh，热效率57.05%；50%纯凝负荷工况下，联合循环性能试验出力224999kW，热耗率6859.8kJ/kWh，热效率52.48%.机组性能试验出力、效率符合合同设计要求.
式中，n为联合循环发电机组热效率，%.
（3）单套机组联合循环毛利润是指不计厂用电、设备损坏、折旧、管理、财务、人工费用，即：
单机毛利润=Z机端发电量x上网电价供热燕汽量×供热单价-Z燃料量×燃料单价.
目前的价格如下，天然气：2.8元/标立方；上网电价：0.745元/kWh：低压供热价格：180元/t（品质：1.1MPa，230℃）.
2计算模型
供热与纯凝运行机组热效率比较
（1）联合循环热耗率是指燃气轮机发电热耗量与联合循环输出功率的比值，即：
分析（以I套机组为例）
运行数据，并结合运行时间的不同分别以实时数 文中列出了机组在纯凝和供热两种模式下的据和连运数据为基础进行对比分析.
q=PD×h/3600式中，q.为联合循环热耗率，kJ/kWh；P为联合循环输出功率，MW；G，为每小时供给燃机的燃料量，Nm²/h：Q为燃料的低位发热量，M/Nm²；D为供热蒸汽量，h；h为供热蒸汽的焙值，kJ/kg.
由表2和图1可以看出，目前供热量恒定10th左右，供热压力1.1MPa，温度230℃，供热蒸汽给值约2950kJ/kg，供热量较少，在相同的机组出力情况下，供热比纯凝的热效率高.
（2）联合循环热效率是指联合循环发电量的
机组热效率买时数对比
取样时间 联合插环 天然气流量 天然气热值 低压抽汽 低压抽汽 联合循环 热耗率 联合环负荷（MW） LHV( Nm² /h) (M/Nm²) 流量（/h） 给值（kl/kg） (k/kw -h) 热效率（%）2016/5/4 20:00 400 75145 34.37 0 6 456.834 6 472.306 55.7549 55./5/4 17:00 2016/5/411:00 纯凝 380 350 71538 66571 34.38 34.42 0 0 / / 6546.782 54./5/3 21 :30 2016/5/4 12:00 280 300 57 893 55335 35.19 34.44 0 0 6 790. 849 6 806.205 53.0125 52./4/29 9:00 400 71666 75306 34.69 34.69 9.9 9.7 2950 2950 6401.091 6 408.751 56. 2404 56./4/29 16;00 2016/4/30 5:00 供热 380 350 1809 34.69 10.7 2950 6 486.196 55./4/29 15:00 2016/4/26 7:30 281 300 5 5873.7 58663 34.69 34.54 10.5 10 2950 2950 6 676.622 6 594.271 54.5928 53.9195
注：以上取释数据均是实时数据，取样时大气器度、压力、湿度相返：机组负荷稳定无波动.
率比较.由表3和图2可以看出，1套机单机连运时，相同发电量的情况下，供热运行热效率略高于纯凝运行热效率.
图1机组热效率比较
鉴于表2中的数据采集存在的偏差较大，以下采用I套机单机连运24h纯凝与供热累计热效
图2机组24小时累计运行热效率对比
机组24小时连续运行热效率对比
表3
日发电量 天然气耗气量 天然气热 低压抽汽累计 拍汽焙值 联合循环热 联合循环热取样时间 （万kWh） （万Nm²) (MJ/Nm?) 流量（t/d） (kJ/kg) 耗率（kJ/kWh） 效率（%）2016/3/12 纯 835.07 156.44 34.67 0 6558. 145 54.892016/3/24 803. 07 150.21 34.68 0 6 541.713 55.12016/4/28 供 836.35 159.52 34.69 236.25 2 950 6485.504 55.512016/4/29 热 803.07 153.92 34.69 242.24 2 950 6510.38 55.3
注：以上数据来源于集控日报表.
下，选取2015年4月30日与3月24日进行比较，纯凝运行时毛利润更多，在用气量少1.74万方天然气.
4 供热与纯凝运行经济性比较分析 （以I套机组为例）
在单机运行消耗天然气量大致相等的情况
机组运行经济数据
表4
发电量 上网电量 供热量 发电的经济 供热的经济 联合循环 盈利日期 （万kWh) （万kWh） (T) （万元） 性（万元） 效率（%） （万元）2015/4/30 725.504 704.616 1071.06 540.5 19.28 58.21 153.82015/3/24 750.336 902 0 559 0 54.36 157.92016/4/28 836.352 814.968 236.251 623.08 4.253 55.51 179.42016/4/29 20908 782.38 242.24 598.29 4.36 55.3 170.22016/3/4 1L'158 835.69 0 634.52 0 55.37 187.52016/3/11 818.43 802.96 0 609.73 55.07 177.92016/3/2 852.22 834.37 0 634.9 0 55.19 186.2
注：产生1吨热需要天然气量为85.4Nm.
但毛利润增加4.1万元：4月30日，因为供热量较多（1071.06t），所以热效率58.21%，远高于3月24日的54.36%.2016年4月29日与3月11日比较，纯凝时少用0.2万方天然气，但毛利润却增加7.7万元；4月29日供热的热效率55.3%，3月11日纯凝热效率55.07%，消耗同样天然气量的情况下，供热热效率高于纯凝热效率.数据表明在环境因素大致相同的情况下，相同的用气量，纯凝运行的经济性更好，表明在现有电价和热价上，供热并不划算.
5 结束语
理论上计算供热机组热效率时，认为供出的蒸汽热值全部被利用（类似于天然气价格是以燃料热值为计价基准），所以计算热效率时将供热蒸汽热值全部化算为电量，例如当前供热蒸汽量D=10/h，炝值h=2950kJ/kg，转换为电量P=D×h/3600=10×29503600=8MW，实际上这些蒸汽仅仅能提高汽机负荷约2MW；所以理论上供热的热效率高.
在现有电价和热价的基础上，供热并不划算，因为燃气机组上网电价运高于燃煤机组，纯凝发电的经济性更好.
参考文献
[1]常静华，燃气一蒸汽联合衡环机组变工况建模及其特性分析[D].昆明：是明理工大学，2008.[2]高阳，基于联合端环的燃气轮机动态模型与仿具[3]崔凝，重型燃机联合通环机组实时动态访真模型 [D].重庆：重庆大学，2002.研宽与应用[D].北京：华北大理大学，2008
图3单机毛利润对比
图4热效率对比
