发电厂厂用电率的科学计算

1、发 电 设 计发电厂厂用电率的科学计算 3收稿日期 :2008204225 作者简介 :何宏源 (19802 , 男 , 硕士 , 工程师。发电厂厂用电率的科学计算何宏源(辽宁电力勘测设计院 , 辽宁 沈阳 110005摘要 :厂用电率是发电厂重要的经济指标之一 , 降低厂用电率可以降低发电成本 , 提高发电厂的经济效 益 。 因此 , 本文基于本院在某一 2×300MW 机组热电厂投标工程 , 在各工艺系统对厂用电负荷进行充分 优化设计的基础上 , 对该热电厂的厂用电率进行了科学的分析和计算 , 结果表明 , 通过优化设计和科学 的计算 , 在降低该工程厂用电率的同时 , 使厂用电

2、率的计算结果更加精确 , 该计算结果对降低工程造价 , 为电厂一年中不同时期的经济性分析提供了更加可靠的依据 。 关键词 :厂用电率 ; 厂用电负荷 ; 计算 1中图分类号 :T M621 文献标志码 :B 文章编号 :167129913(2008 0320037204The Sci enti fi c Co mputi n g for Power Consu mpti onRates i n Pl (L iaoning E D , China Abstract:ti on rates is one of the i m portant econom ic index on the power

3、 p lant 1T o debase the power consu mp ti on rates can debase the generating cost and i m p r ove the econom ic benefit of the power p lant 1There 2f ore, this paper analyses and computes the power consu mp ti on rates particularly on the 2×300MW units which is a stea m power p lant bidding eng

4、ineering based on the op ti m u m design for the p lant l oad de mand of each p r ocess sys 2te m 1The result shows that by op ti m izing design and scientific computing, the power consu mp ti on rates can be de 2based and at the sa me ti m e the computing result is more p recise 1The result p r ovi

5、des the more credible reference t o debase the constructi on cost and make the econom ic analysis for the power p lant in different phases a year 1Key words:power consu mp ti on rates; p lant l oad de mand 1为适应电力设计行业竞争日趋激烈的严峻 形势 , 不断降低厂用电率 , 减少发电成本 , 已 经成为各电力设计部门优化设计中所关注的重 要指标之一 。发电厂厂用电率是指年机炉发电和供热所

6、需的自用电能消耗量分别与同一时期对应机组 发电量和供热量的比值 , 它是衡量发电机组经 济性能的重要经济技术指标之一 。对于热电厂 , 厂用电率包括发电厂用电率和供热厂用电率两部分 。 供热厂用电率是热电厂对外供热所耗用 的厂用电量与供热量的比率 ; 发电厂用电率是 热电厂发电耗用的厂用电量与发电量的比率 。 对厂用电率进行科学合理地计算 , 决定了热电 厂如何合理地分摊发电和供热的成本 , 为热电 厂确定经济指标考核值 , 评价热电厂的经济性 提供了可靠的依据 。本文针对本院在某 2×300MW 机组热电厂 扩建工程在投标设计阶段的实际情况 , 对该工73 发电厂厂用电率的科学计算

7、 发 电 设 计程厂用电率的计算方法进行了深入地分析 , 该 方法是在各工艺系统对厂用电负荷进行充分优 化设 计 的 基 础 上 , 采 用 科 学 的 统 计 方 法 提 出的 。1 厂用电负荷的优化对用电设备进行优化设计 , 调整用电负荷 功率 , 对降低厂用电率起到了十分关键的作用 。 下面就简单介绍一下主要用电设备的优化措施 : (1 引风机 :通过采用效率较高的静叶可 调轴流风机和高效电机 , 减少了设备的备用裕 量 , 使 电 机 功 率 由 常 规 的 2500k W 减 少 到 2240k W ;(2 一次风机 :采用效率较高的动叶可调 轴流风机和高效电机 , 减少了设备的备用

8、裕量 , 使电机功率由常规的 2000k W 减少到 1800k W ; (3 热网循环水泵 :限额设计上选热网循 环水 泵 4台 , 单 台 流 量 4100m 3/h, 扬 程 为 150m , 电机功率为 2300k W , 本工程由于采用 60 大温差运行 ,网循环水泵 4台 3/程 170m ,(4 :限额设计上选热网疏水 泵 2×3台 , 单台流量 315m 3/h, 扬程 170m , 电 机功率 200k W ; 本期工程选热网疏水泵 2×2台 , 单台流量 280m 3/h, 扬程 133m , 电机功率 185k W , 本 期 工 程 备 用 1台 疏

9、 水 泵 (不 带 电 机 , 减少了一台疏水泵两台电机 ;(5 热网补水泵 :限额设计上选热网补给 水泵 2台 , 单台流量 210m 3/h, 扬程 25m , 电机 功率 22k W ; 限额设计上定压水泵 1台 , 单台流 量 190m 3/h,扬程 34m , 电机功率 22k W ; 本期 工程补给水泵采用变频控制 , 补给水泵兼定压 , 可减少一台定压水泵 , 因此选热网补给水泵 2台 , 单 台 流 量 105m 3/h, 扬 程 42m , 电 机 功 率 1815k W ;(6 本工程设置了全厂压缩空气站 , 选配 四台 43m3/min, 0175MPa, N =250k

10、 W 螺杆式 压缩机作为全厂供气设备 , 三用一备 , 比常规 分散设置的空压机站节省功率 778k W ;(7 电除尘器灰斗气化没有采用通常的灰 斗气化风机配套气化风加热器的形式 , 而是采 用引接空压机站的洁净空气 , 作为电除尘器灰 斗的气化 , 节省了 2台灰斗气化风机 (电动机 容量 2×11k W 和 2台气化风加热器 (电动机 容量 2×30k W 的功率 ;(8 三座 12米灰库的运转层 , 没有按照 常规设计设置 6台出力 200t/h 的双轴搅拌机 (电动机容量 6×30k W , 经过优化设计后 , 设 置 3台出力 100t/h 的双轴搅拌

11、机 (电动机容量 3×22k W ;(9 全厂压缩空气站的冷却用水来自带压 的开式冷却水 , 节省了 2台冷却水泵 (电动机 容量 2×15k W ;(10 凝结水精处理系统 :凝结水精处理采 用粉 末 树 脂 覆 盖 过 滤 器 , 可 减 少 短 时 电 负 荷 100k W;(11 制氢系统 :本工程不设置水电解制氢 装置和干燥装置 , 可节省功率 74k W ; (13 由于本工程排水全部回收或排入一期 原有系统 , 未建综合排水泵房 , 与常规设计比 较 , 可节省功率约 100k W ;(14 本工程循环水系统滤网采用平板滤 网 , 未采用旋转滤网及清污机 ,

12、与常规设计比 较 , 可节省功率 60k W ;(15 一期原有消防水泵的 4台高压消防水 泵 , 功率 45k W , 2台运行 , 2台备用 , 稳压水 泵 1台 , 功率 45k W , 本工程将这些水泵拆除 , 并利用这些设施余下的电功率为本工程使用 ; (16 预处理及锅炉补给水处理系统 :本工 程利用一期建设的补给水处理系统 , 电负荷没 有增加 , 较常规方案减少连续电负荷 300k W; 通过上述比较可以看出 , 经过各工艺专业 的优化设计 , 厂用电负荷可节省大约 4500k W , 这样大大降低了厂用电率 。2 厂用电率的计算方法211 计算公式根据 火力发电厂厂用电设计技

13、术规定 , 供热式机组的热电厂 :83 发 电 设 计发电厂厂用电率的科学计算e r =(S -S a +S cosQ r×103(1e d =(S c -S coZ W (1-a r cos avP e×100%(2 式中 :e r 为热电厂供热厂用电率 (k W h /G J ;e d 为热电厂发电厂用电率 (% ; S c 为厂用电计算 负荷 (kVA ; S coZ W 为用于热网的厂用电计算负荷 (kVA ; a r 为供热用热量与总耗热量之比 :a r =Q r /(D i 0-W g i g ; D 为 汽 轮 机 主 蒸 汽 消 耗 量(t/h ; i 0为

14、汽轮机入口主蒸汽焓 (kJ /kg ; W g 为汽轮机高压加热器出口给水量 (t/h ; i g 为汽轮机高压加热器出口给水焓 (kJ /kg ; cosav 为电动 机在运行功率时的平均功率因数 , 一般取 018; Q r 为供热用的热量 (MJ /h :Q r =D r i r +Wr i s W k i k (D r +Wr -W k i b ; D r 为供热蒸汽量 (t/h ; i r 为 供热蒸汽焓 (kJ /kg ; W r 为供热水量 (t/h ; i s 为 供热水焓 (kJ /kg ; W k 为回水量 (t/h ; i k 为回水 焓 (kJ /kg ; i b 为

15、补 充 水 焓 (kJ :i b =411868t b ; t b ; P Q r时 , 按采暖期和非采暖期两种工况 , 在分析采暖 期和非采暖期供热蒸汽量 D r , 供热水量 W r , 回水 量 W k 的不同数值后分别计算 。利用上述公式计算供热用热量与总耗热量 之比 a r 时 , 按采暖期 、 非采暖期双机运行和非采 暖期单机运行三种工况 , 在分析采暖期 、 非采暖 期双机运行和非采暖期单机运行汽轮机主蒸汽 消耗量 D, 汽轮机高压加热器出口给水量 W g 的不 同数值后分别计算 。在计算厂用电负荷 S c 时 , 按采暖期 、非采 暖期双机运行和非采暖期单机运行三种工况分 别计

16、算 , 其计算根据 火力发电厂厂用电设计 技术规定 采用换算系数法 , 其计算原则大部 分与厂用变压器的负荷计算原则相同 , 不同部 分按如下原则处理 :(1 只计算经常连续运行的负荷 ;(2 对于备用的负荷 , 即使由不同变压器 供电也不予计算 ;(3 全厂性的公用负荷 , 按机组的容量比例分摊到各机组上 ;(4 在 24小时内变动大的负荷 (如输煤 、 中间储仓制的制粉系统 , 可按设计采用工作班 制进行修正 , 一班制工作的乘以系数 0133, 二班制工作的乘以系数 0167;(5 照明负荷乘以系数 015。 212 计算方法针对该工程一年中采暖期和非采暖期供热 用的热量 Q r 和厂用

17、电负荷的不同 , 以及热电厂 在非采暖期有相当长的时间要求单机运行的具 体情况 , 厂用电率按以下三种工况 进行分 别 计算 :(1 采暖期双机运行时 , 每年运行 3600小 时 , 在此期间 , 两台 300MW 发电机组实际发电 功率 为 2×239720k W , 厂 用 电 计 算 负 荷 为 57645k VA , 其 中 用 于 热 网 厂 用 电 负 荷为 6815k VA;(21246, 发电机组实际发 ×252770k W , 厂 用 电 计 算 负 荷 为 50830k VA;(3 非采暖期单机运行时 , 每年运行 3914小时 , 在此期间 , 一台

18、 300MW 发电机组实际发 电 功 率 为 241210k W , 厂 用 电 计 算 负 荷 为 26893k VA 。对以上三种工况分别计算厂用电率 , 见表 1, 其中发电厂用电率依次为 6157%, 6174%, 7109%, 供 热 厂 用 电 率 依 次 为 3149, 0174, 0178。 对三种工况下的厂用电率按运行时间进行加权平均 , 得到该热电厂的全年厂用电率计 算公式 :全年发电厂用电率 :E r =e ×Q ×t +e ×Q ×t +e ×Q ×t Q r1×t 1+Q r2×t 2+Q

19、 r2×t 3(3式中 :e r1, e r2, e r3分别为热电厂在采暖期 , 非采 暖期双机运行和非采暖期单机运行三种工况下 的供热厂用电率 ; Q r1, Q r2分别为采暖期和非采 暖期供热用的热量 ; t 1, t 2, t 3分别为上述三种工 况下发电机的运行时间 。全年发电厂用电率 :93 发电厂厂用电率的科学计算 发 电 设 计E d = e ×P ×t +e ×P ×t +e ×P ×t t ×2×30(4式中 :ed1, e d2, e d3分别为热电厂在采暖期 , 非 采暖期双机运

20、行和非采暖期单机运行三种工况下的发电厂用电率 ; P1, P 2, P 3分别为上述三种工况下发电机的发电功率 , t1, t 2, t 3分别为上述 三种工况下发电机的运行时间 ; t 为发电机在额 定功率下的允许工作时间 , 本工程取为 5500小时 。全年综合厂用电率 :E =QrPe+E d (5 根据上述计算方法 , 计算出该工程全年供 热厂用电率为 3100k W h /GJ,全年发电厂用电 率为 6175%, 全年综合厂用电率为 7152%。表 1 厂用电率计算结果参 数 采暖期 非采暖期双机运行 非采暖期单机运行 供热蒸汽量 Dr/t/h101101101供热蒸汽焓 Ir/kJ/kg304530453045供热水量 Wr/t/h63721800供热水焓 Is/kJ/kg545181545181545181回水量 Wht/h63721800回水焓 Ih/kJ/kg291163291163291163补充水天然平均