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小型热电联产机组可持续发展创新应用

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成果主要完成人

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项目概况

如东协鑫环保热电有限公司位于江苏省如东县掘港镇友谊西路,于 2003年十一月成立,建设规模为3炉2机,即:3台75t/h次高温次高压循环流化床锅炉,2台15MW抽凝式汽轮发电机组,以及相应供热规模的热网等配套设施。如东协鑫环保热电有限公司(文中简称:如东热电)投产后,不但满足了如东经济开发区一大批工业企业现行生产用汽需要,而且明显改善开发区投资基础环境,大幅度提升了如东开发区的影响和经济地位。如东协鑫现已建成东复线、东线、西线、北线、南线、新北线约85公里供热管网,向掘港镇高新区、如东经济开发区、马塘工业区、城南工业园区、曹埠镇工业园区等一百多家工商企业供汽。 随着如东县经济开发区、高新区及县城城区的不断发展,工业企业不断落户如东县城开发区,在此有利的外部条件下,公司外部热负荷将稳步增长,现有机组的供汽能力已不能满足要求。同时公司被列为2014-2020年如东县热电规划县城城区唯一一家集中供热企业,因此提高现有机组的供汽能力已迫在眉睫。 为提高机组供热能力,满足不断发展热用户的需求,提高企业的竞争能力,如东热电将原有的1#C15-4.9/0.981型抽凝式汽轮机置换成B15-4.9/1.27型背压式汽轮机,增加供热能力,降低煤耗,单独背压机运行,供电煤耗下降至160~180g/KWh;背压机与抽凝机发电并列运行供电标煤耗能够下降80~100 g/KWh 左右,大大的节约了能源,提高热电公司的经济效益。 改造前,机炉热力工况分配,如下图所示,2016年的运行方式,锅炉蒸汽量为225t/h,每台汽轮机达到最大进汽量110t/h,达到最大抽汽量70t/h,两台减温减压器热备用进汽量为5t/h,机组在满负荷情况下,最大供热能力只能达到145t/h,严重制约供热能力的提升; 改造后,机炉热力工况分配,如下图所示,,锅炉蒸汽量为225t/h,背压机最大排汽量150t/h,在三炉一机运行状况下,机组最大供热能力可以达到205t/h,提高供热能力60t/h; 根据汽轮机的热力特性曲线资料与热力系统,对置换前后的工况进行了热力计算。得出了热电公司技改完成前后的热经济指标对比分析如下表: 序号 项目 单位 2016年置换前年度统计 2017年置换前年度统计 1 年售汽量 t/a 792503 1038023 2 年平均装机容量 MW 30 27 3 锅炉蒸发量 t/h 225 225 4 锅炉汽水损失量 t/h 5 5 5 汽机进汽量 t/h 220 225 6 汽机抽汽量 t/h 100 205 7 机组发电年利用小时数 h 7570 8360 8 年发电量 MWh 195268 199423 9 年上网电量 MWh 162747 171137 10 供电标煤耗 g/KWh 403 302.251 11 供热标煤耗 Kg/GJ 40 40 12 综合厂用电率 % 16.48 13.66 13 热电比 % 465.561 568.02 14 总热效率 % 61.94 70.15 15 年供汽量 t/a 854712 1106920 16 年平均供热负荷 t/h 97.57 126.361 背压机改造后,机组供热能力得到了较强的提升,总的售汽量比较,2017年机组供热量达到104万吨,较2016年提高24万吨,极大减轻了如东热电的经营压力,同时供电标煤耗由403 g/KWh降低至302.251g/KWh,降幅达到100.749g/kwh,一年按前1.67亿kwh电量计算,共节约标煤16825吨,按每吨煤600元算,共节约成本16825×600=1009.5万元 置换一台汽轮机总的成本在1000万元左右 取每年的维护费用10万元左右 扣除支出费用,每年的净增收效益S 1000/1009.5=0.99 12个月年即可收回设备改造的投资成本,以后每年可为企业减少成本开支收入1009.5万元 抽凝式机组改造为背压式供热机组,消除了汽轮机的冷源损失,是一项节能、简化运行系统和减轻环境污染等多方面收益的可行性项目;同行背压机与抽凝式机组配合进行热电联产,解决了背压机组供热、发电量全部由供汽量决定,没有任何调节余地的问题,提高了机组供热能力,实现了能源梯级利用,有很高的推广意义。 抽凝式机组改造为背压机组后经济性明显增强,对外供热能力提升30%,这对适应外部热负荷的增长将发挥重大作用。同时机组经改造后,汽轮机本体和热力系统的热效率得以提高,供电标煤耗下降约100g/kwh,可节约标煤大约17000吨左右,使机组的盈利能力得到较大幅度的提升,同时符合国家节能减排能源政策。