供热机组的热力与运行特性研究

摘要：本文首先对目前在电力行业中使用的供热机组类型进行简单介绍，重点分析供热机组的动力特性，在此基础上深入研究供热机组的经济特性，希望通过本文的研究能够更加全面的认识供热机组的基本情况、动力及经济特性，同时也为后期选择更合适的供热机组类型，降低电厂机组能耗提供参考。 关键词：供热机组；动力特性；经济性 1引言

经济社会的发展离不开能源的支持，随着我国经济发展速度的不断加快，能源形式愈加紧张，国家也相继出台政策促进能源利用率的提升，其中热电联产就是一种节约一次性能源，提升经济社会效益的重要方式，但是这种方式应用条件有限，更适用于北方地区，近年来随着大型火电项目建设规模的不断扩大，大量的供热机组也投入使用，热电联产在节能减排中的作用愈加明显。因此在现阶段加强对于供热机组热力及运行特性的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的了解不同类型热电机组的热力特点及经济特性，对比选择更加合适的供热机组，更好的发挥热电联产的作用，提升燃料利用率，促进火电厂的良好发展，实现良好的经济社会效益。

2目前主要的供热机组类型

目前在火电厂使用的供热机组主要分为以下三种，不同类型的机组，其容量及特性也有较大的区别。 2.1背压式供热机组

背压式供热机组是一种容量比较小的供热机组，在我国吉林省地区使用的这种供热机组，其容量最小的仅有3MW，最大的容量也只有50MW。背压式供热机组最大的特点是利用汽轮机做功后产生的排起进行供热，能够最大程度的发挥热力循环的作用，而且不会造成冷源的损失，经济效益比较高。 2.2单双抽汽供热机组

单双抽汽供热机组最典型的代表就是俄罗斯机组，这种供热机组的容量范围比较大，从最小的12MW到单机最大125MW都可以采用这种类型的供热机组。这种机组运行中，其供热抽气量的大小与发电功率呈正比，两者相互关联。 2.3凝汽式机组改造供热机组

以凝汽式机组为基础，对中压缸通流部分进行改造，同时将中压缸末级的通流面积扩大，然后将低压缸的末级叶片剪短，得到抽凝式供热机组。这种机组能够保持较高的运行效率，机组容量也比较大，最大可以达到350MW。凝汽式机组改造的供热机组中机组的发电负荷与供热量呈反比。

供热机组的选型要综合考虑机组的总热效率、热电比和热化系数等，同时满足用电用热的需求，尽量保障热网运行的经济平稳性，进而对机组的容量进行优化配置。

3供热机组的动力特性 3.1背压式机组

背压式机组运行中会存在一定的散热损失，热力循环效率能达到85%左右。一般情况下是根据热负荷的需要设计背压式供热机组在供热运行状态的排汽参数，但是在实际使用过程中，背压式供热机组的运行经济性还会受到各种因素的影响，出现不同程度的变化。如果机组热负荷不稳定，与设计的经济负荷点偏差比较大，就会导致汽轮机的运行效率下降，高品位能的热功转换效果比较差，整个机组的

煤耗也会升高。另外如果火电厂的锅炉一直处于低负荷状态运行，燃烧效率也会比较低。

3.2双抽可调整抽气式供热机组

一般情况下是将双抽可调整抽气式供热机组拆分为3个循环部分进行分析，2个背压机属于供热循环，在汽轮机部分做功后，将气体抽出用于供热，这两个热循环抽出的气体的热量会受到抽气位置及供热参数的影响，与机组的电负荷变化有较大的联系；凝汽式汽轮机属于凝汽发电循环，部分蒸汽用于回热抽汽，其余的部分先经过汽轮机做功，最后被排到凝汽器内，这一过程中会造成冷源损失。 4供热机组的经济分析

在对热电联产项目的供热机组进行经济性评价时需要综合参考机组的总热效率、热电比等参数，如果发电运行处于低谷状态，需要减少发电产量，从而提高供热机组的热电比，满足相应的经济性要求。 4.1供热机组的热电比

供热机组需要完成供热供电两项任务，而热电比代表的就是在机组运行中，某统计时间内，有效的热能和电能产出的比值，热电比主要用于评价供热机组的经济性。如果在统计时间内，供热机组只负责电能产出（比如夏季），热电比就是零。而随着机组热负荷的增加，供热量也会不断提升，供热机组的热电比也会随之变大。在热电联产推广中，为了实现更好的效益，对不同供热机组的热电比提出不同的要求。对于单机容量在50MW以下的热电机组，其主要任务是提供热量输出，要保证年平均热电比在100%以上。对于50-200MW的中等容量的热电机组，要求年平均热电比在50%以上，而对于超过200MW的大容量抽凝两用机组，只需要满足在采暖期的热电比大于50%即可。因此应该选择合理容量的供热机组，保证供热量的前提下减少凝汽运行发电量，进一步提高热电比能得到较好的效益

4.2经济性分析

从上文分析可知，不同的供热机组其运行特性有较大的区别，与电厂的经济效益也有密切的联系，因此必须对供热机组进行经济分析，进一步提升电厂的经济效益。一方面可以通过提高锅炉的效率来产生一定的节煤效益，减少煤炭使用量，比如说在电厂中集中建设锅炉房，对锅炉房进行一定的保暖措施，提升锅炉设备的效率；另一方面可以通过一定的方法提升锅炉内煤炭的利用率，减少煤炭使用量，节煤效益也是衡量某热电联产项目的重要指标。总之，供热机组的选择主要是参考热电联产项目的整体节煤效益，而不是限于考虑集中供热的节煤效益。 近年来随着热电联产建设项目的不断增加，电力热力系统技术含量也不断提升，在线监测系统不断应用在日常工作生活中，结合偏差分析模型和在线能损分析系统能够实时监控供热机组的工况，利用这些模型能够进一步提升系统的经济效益。 5结语

通过本文的分析可知，供热机组的类型种类比较多，在建造热电联产项目选择供热机组时需要综合参考各方面的因素，热电联产使用供热机组能够进一步提高整个机组的热力循环总热效率，满足国家推广热电联产的要求，在合适的区域可以大力推广应用。未来随着能源形势的不断加剧，热电联产项目必将受到人们更多的关注，在推动经济社会发展中发挥更加重要的作用，也会遇到更多更复杂的问题，这就需要电厂工作人员不断加强对于热电联产项目的研究，研究更加高效的供热机组，促进热电产业的良好发展。

参考文献：

[1]江浩，黄嘉驷，王浩等.200 MW高背压循环水供热机组热力特性研究[J].热力发电，2015，（4）：17-21.

[2]林振娴.热电联产系统冷源领域节能及耦合机理研究[D].华北电力大学（北京），2011.

[3]俞启云，胥建群，李刚等.供热机组热力性能分析研究[J].热能动力工程，2010，25（z1）：1-5.

[4]万燕.热电联产高背压供热机组性能研究[D].华北电力大学（北京），2016.