楊志群 鄭立軍

（華電電力科學(xué)研究院有限公司 浙江杭州 310030）

0 引言

熱電聯(lián)產(chǎn)是降低機(jī)組煤耗、提高電廠能源利用率的有效措施。隨著工業(yè)現(xiàn)代化不斷發(fā)展，電廠進(jìn)行工業(yè)供熱改造是必然趨勢(shì)。目前，已有學(xué)者對(duì)機(jī)組工業(yè)供熱改造進(jìn)行了廣泛分析研究［1-3］。孫士恩等［1］利用模型分析了不同供熱方式的經(jīng)濟(jì)性，發(fā)現(xiàn)了臨界抽汽量點(diǎn)，在臨界點(diǎn)以上，中排抽汽效益更好。李秉正等［2］對(duì)超臨界600 MW 抽汽供熱汽輪機(jī)組應(yīng)用于工業(yè)供熱的安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。陳媛媛等［3］利用等效焓降法對(duì)比分析了再熱冷段供熱與再熱熱段供熱的熱經(jīng)濟(jì)性。

本文對(duì)某電廠600 MW 亞臨界機(jī)組工業(yè)供熱改造方案進(jìn)行論述，同時(shí)分析供熱價(jià)格制定的合理性。

1 供熱技術(shù)方案分析

1.1 機(jī)組概況

電廠現(xiàn)裝機(jī)2×600 MW 汽輪機(jī)，型號(hào)為N600-16.7/538/538-1，機(jī)型為亞臨界、一次中間再熱、沖動(dòng)式、單軸三缸、四排汽凝汽式汽輪機(jī)，鍋爐型號(hào)為DG2028/17.45-II5，爐型為亞臨界、自然循環(huán)、前后墻對(duì)沖燃燒方式、一次中間再熱式鍋爐。目前機(jī)組為純凝機(jī)組。

1.2 設(shè)計(jì)基本參數(shù)

本次改造工業(yè)蒸汽主要用于驅(qū)動(dòng)空分系統(tǒng)中的凝汽式工業(yè)汽輪機(jī)，需滿足參數(shù)壓力0.63 MPa，溫度350 ℃，流量176.5 t/h。具體參數(shù)配置如表1。

表1 工業(yè)汽輪機(jī)參數(shù)

1.3 供熱方案分析

考慮電廠2×600 MW 機(jī)組常年在60%THA 工況運(yùn)行，結(jié)合當(dāng)?shù)責(zé)犭娐?lián)產(chǎn)政策，機(jī)組改造后供熱工況下的電負(fù)荷變化不大。

根據(jù)汽機(jī)廠家提供的600 MW 機(jī)組供熱改造熱力特性，在60%THA 抽176.5 t/h 工況下，四段抽汽壓力為0.834 MPa，溫度為397.9 ℃，四段抽汽在該工況下可滿足用戶參數(shù)需求。在55%THA 抽176.5 t/h 工況下，四段抽汽壓力為0.785 MPa，溫度為393.6 ℃，四段抽汽在該工況下可滿足用戶參數(shù)需求。

綜上分析，四段抽汽可以滿足用戶需求。本次改造對(duì)2×600 MW 機(jī)組進(jìn)行打孔抽汽供熱改造，即在連通管上開孔，順汽流方向在開孔后的管道上加裝蝶閥，通過蝶閥調(diào)整抽汽壓力，實(shí)現(xiàn)調(diào)整抽汽的目的。開孔后引出一根抽汽管道，通過逆止閥、快關(guān)閥及調(diào)節(jié)閥接至用戶處。

1.4 汽輪機(jī)本體改造方案

本次改造需對(duì)汽輪機(jī)本體現(xiàn)有的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，具體如下：

（1）原中低壓連通管需要進(jìn)行改造。對(duì)原中低壓連通管進(jìn)行整體抬高，并對(duì)管道支撐進(jìn)行加強(qiáng)。

（2）在中低壓連通管上加裝抽汽壓力調(diào)整蝶閥。該閥門全關(guān)時(shí)仍能保證低壓缸的最小冷卻流量。

（3）增加采暖抽汽母管及其支吊架（包括彈簧支架、立柱組件等），抽汽管道與連通管垂直水平安裝，支架考慮連通管抽汽壓力調(diào)整蝶閥的荷載。

（4）抽汽管道上增設(shè)安全閥、抽汽逆止閥（電磁）、抽汽快關(guān)閥（液動(dòng)）、抽汽調(diào)節(jié)閥（電動(dòng)），上述閥門安裝在供熱管道上，閥門安裝位置由現(xiàn)場(chǎng)情況確定，安全閥、抽汽逆止閥、快關(guān)閥必須盡量靠近汽輪機(jī)。

（5）為保證供熱可靠性，本次改造需同時(shí)對(duì)兩臺(tái)機(jī)組進(jìn)行改造。改造的內(nèi)容包括管道改造、閥門安裝、DEH 和DCS 改造等內(nèi)容。

1.5 蒸汽疏水系統(tǒng)

本次改造汽機(jī)廠房?jī)?nèi)蒸汽管道采用母管制。在汽機(jī)平臺(tái)層，兩臺(tái)機(jī)組的抽汽管道引出后向西引出，匯成母管后向北穿墻后供出。用戶工業(yè)汽輪機(jī)作功后的凝結(jié)水進(jìn)行回收，凝結(jié)水管道以母管的形式回到汽機(jī)廠房，并分別回到2×600 MW 機(jī)組的凝汽器中。

1.6 供熱對(duì)煤耗的影響

根據(jù)汽機(jī)廠家提供的改造前后的熱平衡圖，以60%THA純凝工況和60%THA 抽汽176.5 t/h 為基礎(chǔ)，計(jì)算供熱對(duì)2×600 MW 機(jī)組煤耗的影響，具體結(jié)果如表2。60%THA 抽汽176.5 t/h 工況相比60%THA 純凝工況，全年節(jié)煤量3.54 萬t。

表2 供熱對(duì)煤耗的影響

2 供熱價(jià)格分析

2.1 總投資

根據(jù)汽機(jī)廠家提供的報(bào)價(jià)清單，單臺(tái)機(jī)組本體改造投資約880 萬元，包括設(shè)備供貨、安裝、調(diào)試、DEH 和DCS 改造等全部費(fèi)用，2 臺(tái)機(jī)組改造投資約1 760 萬元。另外供汽母管和疏水母管改造部分投資約440 萬元，包括管道、閥門、熱工測(cè)點(diǎn)、DCS 改造、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等內(nèi)容。本項(xiàng)目總投資約2 200萬元，同時(shí)考慮利舊資產(chǎn)1 953 萬元。

2.2 總成本分析

供熱成本費(fèi)用包括燃料動(dòng)力費(fèi)、職工工資及福利費(fèi)、折舊費(fèi)、修理費(fèi)、其他制造費(fèi)、其他管理費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)用。

（1）燃料動(dòng)力費(fèi)。本次改造后年供汽量139.80 萬t，年供汽耗煤量17.12 萬t，按照標(biāo)煤價(jià)格751.32 元/t 計(jì)算，年供汽燃料成本12 862.60 萬元，具體分析如表3 所示。

表3 供汽成本計(jì)算表

（2）折舊費(fèi)。折舊費(fèi)按固定資產(chǎn)價(jià)值乘以綜合折舊率計(jì)取。固定資產(chǎn)折舊年限為20 a，采用直線折舊法，殘值率為5%。

（3）修理費(fèi)。本次改造取修理費(fèi)率為2.5%。

（4）職工工資及福利費(fèi)、勞保統(tǒng)籌和住房基金。項(xiàng)目擬定人員2 人，年人均工資為95 500 元，福利費(fèi)率70%。福利費(fèi)項(xiàng)包括福利費(fèi)、住房基金、勞保統(tǒng)籌費(fèi)、教育經(jīng)費(fèi)、工會(huì)經(jīng)費(fèi)、補(bǔ)充養(yǎng)老費(fèi)、醫(yī)療保險(xiǎn)費(fèi)、公傷保險(xiǎn)費(fèi)等。

（5）其他費(fèi)用。包括其他制造費(fèi)、其他管理費(fèi)。其他制造費(fèi)率取1.5%，其他管理費(fèi)率取8%。

（6）財(cái)務(wù)費(fèi)用。由建設(shè)投資貸款及流動(dòng)資金貸款利息組成。長(zhǎng)期貸款基準(zhǔn)利率按近五年長(zhǎng)期貸款利率加權(quán)平均值4.9%計(jì)算，流動(dòng)資金貸款利率按4.35%計(jì)算。

2.3 總收入分析

本次改造后年供汽量139.80 萬t，按照供熱價(jià)格86.00 元/t計(jì)算，供熱收入12 022.80 萬元；全年節(jié)煤量3.54 萬t，按照標(biāo)煤價(jià)格751.32 元/t 計(jì)算，年節(jié)煤收入2 659.67 萬元；全年合計(jì)實(shí)現(xiàn)總收入14 682.47 萬元，具體分析見表4。

表4 收入計(jì)算表

2.4 供熱價(jià)格分析

綜合總投資、總成本、總收入分析，本次改造所得稅后的投資回收期為11.63 a，資本金內(nèi)部收益率11.31%。因此按目前86 元/t（含稅）供熱價(jià)格，經(jīng)濟(jì)性一般，建議提高熱價(jià)或爭(zhēng)取政府財(cái)政補(bǔ)貼及熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)惠政策。

3 結(jié)論

本文對(duì)電廠2×600 MW 亞臨界機(jī)組工業(yè)供熱改造技術(shù)方案進(jìn)行了分析，得出結(jié)論如下：

（1）本項(xiàng)目工業(yè)供熱改造完成后，可使機(jī)組供電煤耗下降13.3 g/kWh，年節(jié)約標(biāo)煤3.54 萬t，節(jié)能效益顯著。

（2）本項(xiàng)目供熱價(jià)格制定偏低，導(dǎo)致項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性一般，建議提高熱價(jià)或爭(zhēng)取政府財(cái)政補(bǔ)貼及熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)惠政策。