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燃气分布式能源在燃煤热电厂“煤改气”中的应用

2017-12-08 16:22:35 来源:天然气分布式能源 作者:吴卫 　 点击量： 评论 (0)
前言：2013年9月国务院颁布了《大气污染防治行动计划》，要求到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，空气质量达到优良的天数应逐年提高;京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分

改造为给水加热型燃气—蒸汽联合循环
 
图4给出了改造为给水加热型燃气—蒸汽联合循环的系统，仍保留燃煤锅炉，这种方案的特点是：
 
 
图4 给水加热型燃气—蒸汽联合循环系统
 
(1)在原燃煤电站基础上，增设燃气轮机和余热锅炉，余热锅炉产生主汽供蒸汽轮机，燃气轮机的排气余热用来加热蒸汽轮机的凝结水和给水，减少蒸汽轮机回热抽汽。
 
(2)按全部给水加热来设计时，Pgt：Pst=0.35左右。
 
(3)只通过汽水管道相连，因而布置场地较灵活，投资较低，施工周期较短，运行可靠性较好。
 
 
优化原则
 
在燃煤电站改燃气的设计优化中，应综合考虑燃煤电站已运行的年限、现有设备可用度、系统效率最大化等因素，寻求既能使系统功率、效率最大化，增加投资最小化，又能满足环保超低排放的最新要求的统一。
 
影响因素
 
燃煤电站已运行年限、设备可用度
 
目前，国内能够与燃气分布式能源配比的，燃煤电站装机容量均不超过50兆瓦级别，而根据我国对于新建小型燃煤机组的管控，50兆瓦以下燃煤机组(非背压式)的运行投产大多年代久远，因此，对于主机等重要设备的改造后可用度应有详细的论证。
 
燃料保障性
 
在不缺乏天然气的地区，可以优先采用常规不补燃的联合循环机组，它可使燃煤机组的功率和效率获得最大程度的改善，污染排放降至最低，改造投资费用也较少。但由于目前天然气价格仍较高，为降低运营成本，改造后的机组必须承担基本负荷或中间负荷。
 
余热锅炉与蒸汽轮机参数的匹配
 
目前，在常规的不补燃的联合循环中，与分布式燃气轮机相匹配的蒸汽轮机的参数都不超过高压参数，因此，只有高压参数以下的蒸汽轮机机组才有可能改造为常规的不补燃的燃气联合循环系统。
 
改造后效率
 
对于供电效率约为40%左右的燃煤电站来说，分别采用以上所述“排气助燃锅炉型“并列动力布置型”和“给水加热型”改造后，供电效率将提高2.5%～2.8%(不设GGH可达4%)。当然，采用常规不补燃的改造方案，供电效率增长到52%，大约增加15个百分点。
 
 
图5 几种改造方案的效率变化
 
改造投资费用下图6给出了几种改造方案投资费用的相对关系。由图可知：“排气助燃锅炉型”改造费用最高，主要是由于燃煤锅炉、低氮及烟气系统的投资较大;“并列动力布置型”投资次之，“给水加热型”投资最低廉。
 
 
图6 几种改造方案的投资费用相对关系
 
按照目前市场价格，新建一套常规不补燃的分布式燃气轮机机组，单位造价约为5000元/千瓦，与“并列动力布置型”投资相比具有竞争力。
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