试论背压机在城市热电联产中的应用

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国家能源集团内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司 内蒙古 呼伦贝尔 021037

摘要：随着经济社会的快速发展和人民生活品质的提高，城市对供热的需求急剧增长，很多城市原有热源点供热能力已不能满足要求。除了新建热电厂来增加供热能力外，将城市周边原有纯凝式发电机组改造为热电联产机组也是一种重要方法。热电联产机组具有节约能源、改善环境、提高供热质量等综合效益，也是治理大气污染和提高能源利用率的重要措施。

关键词：背压机；热电联产；应用

热电联产将普通电厂本来废弃的热量加以利用，为工业用户和家庭提供廉价的热量供给，大大地提高了电厂的热效率。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益，是被世界各国公认的提高能源利用效率和保护环境的重要手段。

一、背压机热电联产项目技术特点

1、符合国家产业政策。按照我国《节约能源法》，电网企业应当按照国务院有关部门制定的节能发电调度管理的规定，安排清洁、高效和符合规定的热电联产、利用余热余压发电的机组以及其他符合资源综合利用规定的发电机组与电网并网运行。热电联产项目中，优先安排背压型热电联产机组，背压型机组的发电装机容量不计入电力建设控制规模。按照国家能源局《关于做好近期热电联产建设有关工作的通知》要求，国家能源局表示，40 万人口以上的城市将由火电机组和大型火电企业联合经营。集中供热和集中供热时的热负荷在热电联产过程中相互作用，这样一来就能够有效地确保资源的节约。现在国内已经有1800 万m2 以上的集中供热面积，这一技术的应用是毋庸置疑的。过程中，首先可以安装大型抽气冷凝机组来对热力进行提取，必要的时候安装背压装置以确保产能。

2、批准简单。供热地区热电联产工程只能在安装背压机组或调峰锅炉后进行，如果没有联合生产计划，可直接进入可行性研究报告。当城市供热面积小于1400 万m2 时，可先建锅炉房集中供热，但经过合理的技术经济分析后，采用后供热组合式压力热水器。由于热负荷全年稳定，背压机组应是工业区公用热电厂的首选。相比较集中锅炉房来说，传统的供热工作有着较高的成本，而且不能够享受政策支持和优惠，热电联产项目在运行过程中则是和锅炉房一样享受热价补贴，因而发电厂可以享受同样的价格优惠。

3、高效率低能耗。目前，我国2×350 MW 的超临界机组这也是众多火电机组中热循环效率最高的机组。根据设计手册，热电联产总热效率为70%~80%，发电煤耗为154~175 g/kw•h。背压热电联产的工程实践表明，背压热电联产具有较高的运行效率和较低的煤耗。

4、灵活的单元配置。背压热电联产项目的进口压力为0.1~88×33 MPa，传统的单机容量为1.5~80 MW，这种容量的设备是硫化床锅炉运行过程中最为常见的机器, 具有适应性强、热效率高、节能环保的特点, 可根据不同用户的需要灵活设置，既满足工业热负荷，又能为周围居民提供热量。小型热电联产模式的设计使梯级综合能源的利用成为可能。传统能量的形式相对简单。当用户同时提供冷、热等多种形式的电能时，只需要上述电力需求,小型热电联产系统难以实现能源的综合梯级利用。通过不同时期的有机结合，既能满足用户的需求，又能实现能源的综合利用，从而克服冷热远距离传输的问题。

二、热电联产中的背压机应用

热电联产2×350 MW 的超临界机组结合了普通电厂可以处理的热能，为工业用户和家庭提供低成本供热，大大提高了电厂的热效率。同时，与小锅炉和火电厂相比，热电联产项目具有锅炉容量大、除尘、脱硫、脱硝等特点，具有显著的环境效益和社会效益。实际运行的过程中热电联产不仅能够有效地提供热量和电力，与此同时还有着改善环境节约能源的良好应用效果，也正因为这些应用过程中体现出的优势而被认为是提高能源利用效率和保护环境的重要手段。在这样的背景下，热电联产就称为国家在节能减排方面所采取的一项重要节能战略。在调整能源结构和可持续发展战略的条件下，热电联产现在已经在各大城市当中逐渐展开应用，也有了越来越重要的应用地位。背压机组是汽轮发电机组的热电联产机组，背压消除了凝汽器冷源的损耗，使许多汽轮发电机具有最高的热循环效率，从而降低了发电量。循环经济是以资源的有效利用和循环利用为基础，是传统消费增长方式的根本转变。热电联产是以能源梯级利用概念为基础，集冷、热和发电于一体的综合能源系统，其主要特点是不同质量能量的梯级利用，首先大量的热量被用来发电，随后利用剩余下来的较低能级的热能进行冷却和加热，形成冷、热、电的供应系统。热电联产工程是区域循环经济的能源供应中心，实际运行的过程中可以为许多经济体提供电力、工业蒸汽、供暖、制冷、生产和生活热水，是区域经济的核心。

1、工业负荷。热电联产机组的选择需要科学论证，为了保证火电机组的稳定运行，必须认真考虑供热、供热火电机组的合理选择，不断提高能效。例如，工业园区当中操作员分析工业热负荷，并将其与工业热负荷的大小相结合。根据火电机组的供热情况，增加火电机组的容量，提高火电机组的整体运行效率。此外，运行人员还应结合区域水文地质条件，包括燃料燃烧特性，准确计算热电联产机组的热负荷，并根据工况选择合适的热电联产类型特性。本实用新型设计的一种保证城市和工业园区供热系统安全运行的装置。在选择热电联产机组时，应选择较小的机组。为了保证背压发电机组的可靠性，常用的热电联产机组是背压发电机组。在运行中，要合理控制机组的运行效率，有效降低火电机组的故障率。

2、热负荷。2×350 MW 的超临界机组加热装置具有良好的加热效果，为了保证更好地供热，运行人员需要准确计算建筑物的供热面积，并根据供热面积的供热周期确定最终的供热量。对于热负荷，选择合适的热电联产发电机。当没有暖气时，由于电厂需要发电，会产生大量的烟尘，可能造成严重的污染。为了更好地满足城市和工业园区的供热需求，选择热电联产汽轮机。在计算热负荷时，有关人员应根据锅炉运行特点，不断优化热电联产机组内部结构，在保证锅炉能效的基础上减少环境污染物，同时确保火电机组的运行稳定性，为城市居民提供更加舒适的生活环境。

3、工业热负荷和热负荷。一般来说，满足工业热负荷和热负荷的热电联产机组主要分为C泵和CC泵。城市、重点工业园区的工业热负荷超过规定限值，经营者可以选择对火电机组施加逆压。尽量不要使用数控热电机组，因为作为动力机组，数控热电机组会减少抽汽量，不能满足工业热负荷的要求。或者，可以使用多孔萃取和冷凝装置。与传统热电联产机组相比，多台空冷凝机组可结合热负荷的要求，提供适当的排汽能力，如50 MW 排汽能力，蒸发量只能提供50 t/H 抽汽，因此在实际工作中，运行人员应根据火电机组的抽汽能力选择相应的火电机组。通过对工业热负荷和供热热负荷的准确计算，保证了热电联产机组的稳定运行，提高了供热效果。

在国家节能减排和举措强力推行和深化之际，热电联产的大力发展，将是必然的选择。背压机热电联产项目符合国家产业政策，项目审批简单，机组配置灵活，运行效率高，能耗低，项目建设周期短，具有良好的环境效益、社会效益、经济效益，因此在城市供热系统中得到广泛应用。

参考文献：

[1] 张霞. 热电联产机组大功率同步自动离合器研制[J]. 热能动力工程，2019，34（1）：87-91.

[2] 赵翠. 城市热电联产机组供热能力和余热利用分析[J]. 能源研究与管理，2019，38（1）：25-27.