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13 汽輪機設備及系統

13.1 汽輪機設備

13.1.1 發電廠的機組選擇應符合下列規定:

1 供熱式汽輪機的容量和臺數應根據熱負荷的大小和性質,并以熱定電的原則合理確定。條件許可時,應優先選擇較大容量、較高參數的汽輪機。

2 小型發電廠不宜選用凝汽式汽輪機。在電網覆蓋不到的邊遠地區或無電地區,當不具備小水電和可再生能源資源且煤炭資源豐富而又交通不便,以及電網覆蓋不到的小水電供電地區,考慮枯水期補充電力的需要,在有煤炭來源條件時,可因地制宜地選擇適當規模容量的凝汽式汽輪機或抽凝式汽輪機。

3 干旱指數大于1.5的缺水地區,宜選用空冷式汽輪機。

系原規范第8.1.1條的修改。

國家發改委、建設部2007年《關于印發〈熱電聯產和煤矸石綜合利用發電項目建設管理暫行規定〉的通知》中明確:在已有熱電廠的供熱范圍內,原則上不重復規劃建設企業自備熱電廠。除大型石化、化工、鋼鐵和造紙等企業外,限制建設為單一企業服務的熱電聯產項目。在熱電聯產項目中,優先安排背壓式熱電聯產機組,當背壓式機組不能滿足供熱需要時,鼓勵建設單機200MW及以上大型高效供熱機組。在電網規模較小的邊遠地區,結合當地電力電量平衡需要,可以按熱負荷需求規劃抽汽式供熱機組,并優先考慮利用生物質能等可再生能源的熱電聯產機組;限制新建并逐步淘汰次高壓參數及以下燃煤(油)抽凝機組。

根據國家新的能源政策,熱電聯產應當以集中供熱為前提,以熱定電。在熱負荷可靠落實的前提下,應優先選用容量較大、參數較高和經濟效益更高的供熱式汽輪機。

對于干旱地區,水資源非常緊張,節約水資源是我國保護環境的基本國策,因此,干旱地區宜選用空冷式汽輪機。

13.1.2 供熱式汽輪機機型的最佳配置方案應在調查核實熱負荷的基礎上,根據設計的熱負荷曲線特性,經技術經濟比較后確定。

系原規范第8.1.2條。

13.1.3 供熱式汽輪機的選型應符合下列規定:

1 具有常年持續穩定的熱負荷的熱電廠,應按全年基本熱負荷優先選用背壓式汽輪機。

2 具有部分持續穩定熱負荷和部分變化波動熱負荷的熱電廠,應選用背壓式汽輪機或抽汽背壓式汽輪機承擔基本穩定的熱負荷,再設置抽凝式汽輪機承擔其余變化波動的熱負荷。

3 新建熱電廠的第一臺機組不宜設置背壓式汽輪機。

系原規范第8.1.3條的修改。

1 選用背壓式機組,特別強調必須具有常年持續穩定的熱負荷。如一些化工企業,一年四季不分冬夏、不分晝夜,除按計劃停產檢修外,連續生產,用汽熱負荷非常穩定,這樣的企業自備熱電廠,非常適合選用背壓式機組或抽汽背壓式機組來承擔全年中的基本熱負荷。

背壓式機組滿負荷運行時,有很高的經濟性。但低負荷時,效率降低很多。因此應讓背壓式汽輪機帶足全年中的基本熱負荷,這樣節能效果顯著。通常背壓式汽輪機的最小熱負荷,不得低于調壓器正常工作允許的最小出力,為額定出力的40%左右。

2 熱電廠各熱用戶或企業自備熱電廠各車間的用汽量和用汽時間不均衡,在全年的熱負荷中有一部分是常年穩定的熱負荷,而另一部分是隨季節和晝夜而波動的熱負荷。在機組選型時,必須實事求是,有多少是常年穩定的基本熱負荷,就選用多大容量的背壓式汽輪機或抽汽背壓式汽輪機,另設置抽凝式機組承擔變化波動的熱負荷。

3 本條提出了“新建熱電廠的第一臺機組不宜設置背壓式汽輪機”這一點在我國是有經驗教訓的。熱網建設牽涉到城市規劃和各行各業,雖然強調與熱電廠同時設計、同時施工、同時投產,但往往因種種原因而滯后較長時間,新的經濟開發區熱負荷穩定一般需要1年~2年,甚至2年~3年時間。在這種情況下,第一臺機組選用了背壓式汽輪機,常常因熱負荷不足,而不能正常投運,不得不改為先安裝抽凝式機組,后安裝背壓式機組。

13.1.4 熱電廠的熱化系數可按下列原則選取:

1 熱電廠的熱化系數宜小于1。

2 熱化系數必須因地制宜、綜合各種影響因素經技術經濟比較后確定,并宜符合下列規定:

1)單機容量小于或等于100MW級、兼供工業和民用熱負荷的熱電廠,其熱化系數宜小于1。

2)對以供常年工業用汽熱負荷為主的熱電廠,其熱化系數宜取0.7~0.8。

3)對于以采暖熱負荷為主的成熟區域(即建設規模已接近尾聲,每年新投入的建筑面積趨于0),其熱化系數宜控制在0.6~0.7之間。

4)對于以采暖熱負荷為主的發展中供熱區域(每年均有一定量新建筑投入供暖的),其熱化系數可大于0.8,甚至接近1。

5)在選取熱化系數時,應對熱負荷的性質進行分析。年供熱利用小時數高、日負荷穩定的,取高值;年供熱利用小時數低、日負荷波動大的,取低值。

系原規范第8.1.4條的修改。

為了使熱電聯產系統的經濟性達到最佳狀態,應該正確選擇供熱式汽輪機的形式、容量,并建設一定容量的尖峰鍋爐實行聯合供熱。熱化系數是標志熱電聯產系統經濟性是否達到最佳狀態的一個重要指標。在工程中具體取多少,必須因地制宜,論證確定。

熱化系數取值過小,滿足了熱電廠本身的經濟效益,則可能使熱電廠機組容量小、擴建周期短而新建尖峰鍋爐房多;熱化系數取值過大,則設備投資和熱電廠的運行經濟效益受熱負荷的增長速度的嚴重制約。

影響熱化系數的主要因素有熱負荷的種類、大小、特性和增長速度,地區氣象特征;供熱式機組的形式、容量、熱電廠的擴建周期和綜合造價;尖峰鍋爐房的容量和綜合造價;熱網的參數、形式、規模和綜合造價;熱電廠的燃料和供水條件及費用;地區的煤價、熱價、電價和熱電廠在電網中的地位等。這些因素都是隨時間和地點而變化的,同時也在一定程度上受到國家能源政策和經濟政策的約束。因此合理選取熱化系數是一個政策性強、涉及面廣、較復雜的系統優化組合問題。

熱化系數作為衡量熱電廠經濟性的宏觀指標,一般在0.5~0.8范圍內,這就說明建成熱電廠之后仍有20%~50%的供熱負荷不依靠電廠,直接由調峰鍋爐供給。而保留一部分外置區鍋爐房,既有利于電廠的經濟運行,降低熱電廠的建設投資,又對供熱區域起到調峰和備用作用。

13.1.5 對季節性熱負荷差別較大或晝夜熱負荷波動較大的地區,為滿足尖峰熱負荷,可采用下列方式供熱:

1 應利用熱電廠的鍋爐裕量,經減溫減壓裝置補充供熱。

2 應采用供熱式汽輪機與尖峰鍋爐房協調供熱。

3 應選留熱用戶中容量較大、使用時間較短、熱效率較高的燃煤鍋爐補充供熱。

系原規范第8.1.5條和第8.1.6條。

13.1.6 采暖尖峰鍋爐房與熱電廠采用并聯供熱系統或串聯供熱系統,應經技術經濟比較后確定,并宜符合下列規定:

1 當采用并聯供熱時,采暖鍋爐房宜建在熱電廠或熱電廠附近。

2 當采用串聯供熱時,采暖鍋爐房宜建在熱負荷中心或熱網的遠端。

系原規范第8.1.5條和第8.1.6條。

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