探析燃气热电厂供热调峰的运行优化研究

探析燃气热电厂供热调峰的运行优化研究

孟勐

国家电投集团周口燃气热电有限公司河南周口466000

摘要：燃气热电厂供热调峰的优化是其运行的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了集中供热锅炉房调峰供暖的方式，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就集中供热锅炉调峰供暖系统在设计中注意的问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：燃气热电厂；供热；调峰；优化

1前言

燃气热电厂供热调峰的优化是一项实践性较强的综合性工作，其具体过程的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对供热调峰优化的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2概述

目前国内的供热机组主要分为两大类：背压式机组和抽气式机组。背压式机组将汽轮机的所有乏汽送入供热蒸汽管网进行供热，没有冷源损失效率高，在优先满足一定供热功率的条件下发电功率固定无法调节，严格按“以热定电”方式运行。抽气式机组是在汽轮机中间抽取一部分蒸汽作为供热源，其供热功率和风电功率可在一定范围内自由调节，在负荷低谷风电过剩时期，其工作在最小凝汽量工况下，此时运行方式也属于“以热定电”。

根据我国的国情和相关政策，热电厂按照“以热定电”的方式运行“热电厂应根据热负荷的需要，确定最佳运行方案，并以满足热负荷的需要为主要目标。地区电力管理部门在制定热电厂电力调度曲线时，必须充分考虑供热负荷曲线变化和节能因素，不得以电量指标限制热电厂对外供热，更不得迫使热电厂减压减温供汽”。“以热定电”的运行模式已成为制约供热机组调峰能力的主要因素，为此在满足用户供热需求的前提条件下，解耦供热机组的传统运行方式成为提高机组调峰能力的一种方案。

根据我国的国情和相关政策，热电厂按照“以热定电”的方式运行“热电厂应根据热负荷的需要，确定最佳运行方案，并以满足热负荷的需要为主要目标。地区电力管理部门在制定热电厂电力调度曲线时，必须充分考虑供热负荷曲线变化和节能因素，不得以电量指标限制热电厂对外供热，更不得迫使热电厂减压减温供汽”。“以热定电”的运行模式已成为制约供热机组调峰能力的主要因素，为此在满足用户供热需求的前提条件下，解耦供热机组的传统运行方式成为提高机组调峰能力的一种方案。

3集中供热锅炉房调峰供暖的方式

3.1调峰锅炉房单独运行

以调峰锅炉房作为热源单独运行，集中供热的锅炉房系统主要组成部分是锅炉本体及辅机、热网循环泵等由电动机拖动的设备，为了满足不断增加的热负荷需要，锅炉房在运行初期较短的时间就要投运多台锅炉以及相应的设备，电动机的功率也越来越大，使得锅炉房的耗电成本在供热成本中占相当大的比重。对于调峰锅炉房独立供热的系统，如果以煤作为调峰锅炉房的燃料，燃煤供热系统燃煤量随天气变化，会造成严寒期污染气体集中排放，大气环境污染超标天数增加；而以燃气作为调峰锅炉房的燃料，在达到相同的环境效果下，燃气供热系统的供热成本高。调峰锅炉房独立供热的优点是投资少，见效快。

3.2主热源与集中调峰锅炉房联合供暖

集中锅炉房调峰供暖系统的基本形式有：以一个热电厂作为主热源，一个或者几个锅炉房作为调峰热源；以几个热电厂作为主热源，以一个或者几个锅炉房作为调峰热源。在采暖初期和末期，只启运主热源，采用热电厂单独运行的方式，从而可以节约能源，并且可以充分发挥热电厂的作用；在采暖高峰期，当热电厂的供热量无法达到全网的供热量的时候，就启动调峰锅炉房，此时整个系统需要的总热量是由热电厂和调峰锅炉房这两个热源共同承担。这时仍应尽量发挥热电厂的作用，调峰锅炉房为辅，把热电厂提供的所有能量全部投入系统中，不足的部分供热能力（采暖峰期热负荷峰值部分）可以由调峰锅炉房来承担。集中锅炉房调峰供暖系统的应用，使热电厂的能力在整个采暖期可以充分发挥，采取热电厂与调峰锅炉房联合运行的方式实现了资源的合理整合，能源利用率得到最大限度的发挥，使得热电厂及调峰锅炉房都能高效运行。

4集中供热锅炉调峰供暖系统在设计中注意的问题

4.1调峰锅炉房规模的确定

采暖热负荷延续图是城市集中供热规划技术经济分析的重要基础资料，如热电厂供热系流的节煤量计算、最佳热化系数和供、回水温度的确定；区域锅炉房的合理锅炉台数选择等等，都应有热负荷延续图作为分析的依据。根据采暖热负荷延续时间图来确定集中调峰锅炉房的规模、开启时间和随室外温度变化的调峰锅炉房供热量的变化；确定燃气调峰锅炉房的容量，根据绘制出热负荷曲线系统图后确定。调峰锅炉房热负荷过小，调峰锅炉房初投资小，但是主热源的利用率降低，造成设备积压和经济性的降低；调峰锅炉房热负荷大，必然增加燃气消耗量，初投资也相应的增加。当主热源与调峰锅炉房联合供热时，当主热源最大供热能力达到整个系统的采暖热负荷后，主热源仍保持最大供热能力。随室外温度下降出现的不足采由调峰锅炉房逐步增加供热量来补足。绘制采暖热负荷延时图的最主要用途是确定等于或低于某一室外温度下的总耗热量或采暖期的总耗热量，以及调峰锅炉房承担总耗热量的比例。确定调峰锅炉房的容量，主要是选择合理的热化系数。在热负荷一定的条件下，不同地区有不同的合理的热化系数值。在可行性研究阶段应根据具体条件从地区热化系数的合理数值范围内，选取其中的合理数值来确定调峰锅炉房的容量，从而进一步确定调峰锅炉单台容量，同时也就确定了调峰锅炉的台数。

4.2调峰锅炉房燃料的确定

调峰锅炉只在采暖高峰期启动，锅炉调峰的时间很短，从经济角度来看，由于燃气价格远高于燃煤，直接燃烧天然气导致运行成本过高，经济效益差。但是从环保角度来看，燃气作为一种清洁能源，相对于其他燃料有着独特的环保特性，天然气的SO2和悬浮颗粒的排放量极少，而主要排放物NOx对环境的影响也远低于环保标准，而且燃气锅炉启动快速、易于调峰的特性，可以将其作为大规模集中供热的调峰措施。利用燃气锅炉进行调峰供热的目的之一解决燃煤锅炉采暖峰期的污染问题，燃气锅炉采暖的最大优越性在于解决了燃煤锅炉采暖造成的污染问题，排放的大气污染物只有NO、SO2、烟尘和CO2，没有煤灰、煤渣和运煤造成的固体污染物。气体燃料主要分天然气、液化石油气、人工煤气等。气体燃料的主要组分为一氧化碳、氢、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，极易完全燃烧。由于气体燃料的灰分、含硫量和氮量均比煤等固体燃料低，同时没有燃煤时需要处理大量灰尘渣，以及煤在运输、贮存过程中散发的有害气体和粉尘，而且气体燃料烟气的流速、受热面的积灰和污染远比燃煤轻，所以它作为一种清洁环保燃料在锅炉中得到广泛应用。在发热量相同的情况下，燃煤产生的NO、SO2和烟尘等污染物远远高于燃气，进入采暖期，燃煤量比非采暖期增加1～2倍，空气呈现典型的煤烟型污染的特征，SO2浓度增至标准的3倍左右，采暖期总悬浮颗粒三分之二来源于烟尘。这说明燃煤的污染是恶化城市环境的重要原因，所以燃料不同对环境破坏的程度也不同。为了符合城市发展和环保要求，建议采用燃气锅炉房作为调峰热源。

5结语

综上所述，加强对燃气热电厂供热调峰优化的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的供热调峰优化工作过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]王淞，姜波.集中供热锅炉目前存在的问题分析[J].沈阳大学学报.2016（21）：88-89.