供熱改造論文開題報告范文(大機組供熱改造后供熱量核算及經濟指標計算論文)
供熱改造論文開題報告范文
供熱改造論文開題報告范文
畢業(yè)設計(論文)開題報告
論文題目
大型火電機組供熱改造經濟性分析
一、選題背景和意義：
由于城市發(fā)展現代化和環(huán)境保護的要求，由于新興的開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)發(fā)展的要求，火電廠供熱改造已經成為城市發(fā)展必不可避免的選擇。
同時整個社會節(jié)能減排意識不斷增強，隨著國家一些列上大壓小，脫硫脫銷、發(fā)展綠色節(jié)能產業(yè)的計劃，如何高效的利用能源已經成為各行各業(yè)在思考的一個問題。
火電機組作為我國電力的主要供應者，已經成為經濟性改造中的重中之重了。
火電機組通常容量大，通過將其進行合理的供熱改造，可以很大程度上實現能源的合理利用，減少能量損失，不僅對于火電機組來講能增加效益，對城市發(fā)展也帶來了巨大的便利。
同時，熱電聯產機組大多建在熱負荷中心，與用戶距離較近，熱電廠的上網電量可就近消化，減少了電網輸、變電工程費用，降低了電網的線損率，并在一定程度上緩解了電力供應緊張的局面。
因此，引導熱電聯產加快發(fā)展，對我國建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重要意義。
對于我國這樣的能源缺乏大國，發(fā)展熱電聯產更是節(jié)能減排的一項根本性戰(zhàn)略措施。
二、課題關鍵問題及難點：
火電機組供熱經濟性分析需要考慮多種情況，而對于我國而言，不同地區(qū)的條件以及政策環(huán)境對熱電聯產的支持力度也都不一樣，甚至于有些地區(qū)在目前的大環(huán)境下是不適合進行熱電聯產。
同時各個火電廠的機組運行情況也都千差萬別，這就要求我們在考慮火電機組供熱改造經濟性分析中要考慮各個不同條件的影響，同時對于各項政策要有很好的解讀，盡可能的符合現實生活中的情況，不能單純紙上談兵，簡而言之一句話：要接地氣兒!
三、文獻綜述(或調研報告)：
由于熱電聯產的種類很多，比如從燃燒方式上分有燃煤熱電廠、燃氣熱電廠、燃油熱電廠、垃圾熱電廠等，從用途上分有熱電聯產、熱電冷聯產、熱電肥聯產等熱電廠，從項目的建設地點和功能上分有城市集中供熱熱電廠、經濟開發(fā)區(qū)(工業(yè)專區(qū))熱電廠、自備熱電廠等，從抽氣方式上分有抽凝機組、背壓機組等，以上各種方式又可以分很多形式，而每一種不同方式，其經濟性都不一樣。
此外不同熱電廠的地理位置、機爐類型、機組初參數、建設造價、負債情況、產品價格、燃料價格、稅收政策等等諸多因素均不一樣，故對熱電聯產的經濟性能否給出一個通用的分析和判斷，似乎是不現實，也是不可能的。
熱電聯產機組的主要特性是即發(fā)電又對外集中供熱，其與一般火電機組以及分散供熱鍋爐相比，無論在熱耗、煤耗及總熱效率方面都存在較明顯的優(yōu)勢，一般體現是1)供熱量越大，熱耗越低，亦即發(fā)電燃料耗用越低，可以節(jié)約大量燃料;2)熱電廠鍋爐較分散供熱鍋爐的.節(jié)能效益高得多;3)當抽汽量達到額定值時，機組熱效率較高。
1、與一般火力發(fā)電機組熱耗的比較：
熱電聯產是指由供熱式汽輪機作過功的汽流來對外供熱，供熱部分冷源損失減少或無冷源損失，其熱耗HR的表達式為：
HR = [Do ( io- ig) – Dn ( in- Ebs )]/N 熱電聯產的供熱機組與同容量的凝汽式機組相比，由于利用了供熱式汽輪機的抽汽或排汽對外供熱，使熱化發(fā)電部分避免了冷源損失，且供熱量越大，熱耗越低，對燃煤機組來說亦即發(fā)電煤耗越低。
2、與分散供熱的供熱鍋爐煤耗的比較：
熱電聯產由于熱能供應方式的改變，具有能量數量利用方面的好處。
與分散供熱的供熱鍋爐相比，由于熱電廠的鍋爐效率遠高于供熱鍋爐，所以集中供熱比分散供熱的煤耗低得多。
一般說來，熱電廠鍋爐效率在80%以上，管道效率在98%以上，而一般供熱鍋爐效率僅50%～60%;分散供熱的供熱煤耗多在58～70kg/GJ，而熱電廠集中供熱的供熱煤耗僅38～44kg/GJ。
由此不難看出，熱電廠鍋爐較分散供熱鍋爐的節(jié)能效益高得多。
3、總熱效率的比較：
熱電廠的總熱效率，或稱熱電廠的燃料利用系數，是一個量的指標，它反映了熱電廠能量輸出和輸入的比例關系。
由于利用汽輪機作過功的汽流對外供熱，供熱部分冷源損失減少，總熱效率提高，一般火電機組的總熱效率在30-35%左右，而熱電機組的總熱效率大于45%(國家規(guī)定最低限度)，背壓機一般在60%-80%。
但需注意，由于ηtp未考慮兩種能量產品質的差別，用熱量單位按等價能量相加，所以它表示熱電廠所消耗燃料的有效利用程度。
[1] 鄭體寬.熱力發(fā)電廠.北京：中國電力出版社,2000.
[2] 康艷兵,張建國,張揚. 我國熱電聯產集中供熱的發(fā)展現狀、問題與建議[J]. 中國能源. 2008(10)
[3] 張雪梅,秦朝葵,鐘英杰,許泳. 燃氣發(fā)動機熱電聯產的余熱利用系統(tǒng)設計[J]. 煤氣與熱力. 2007(08)[4] 張騏,趙保安. 熱電聯產的可持續(xù)發(fā)展[J]. 煤氣與熱力. 2007(08)
[5] 張云飛. 杭州市推廣天然氣熱電冷聯供系統(tǒng)的可行性[J]. 煤氣與熱力. 2007(02)
[6] 楊俊蘭,馮剛,馬一太,曾憲陽. 樓宇式天然氣熱電冷聯供系統(tǒng)的應用[J]. 煤氣與熱力. 2007(01)
[7] 柴沁虎,耿克成,付林,江億. 我國發(fā)展燃氣熱電冷聯產系統(tǒng)的探討[J]. 煤氣與熱力. 2006(06)
四、方案(設計方案、或研究方案、研制方案)論證： 研究方案：
1. 分析熱電聯產的特點和熱經濟性指標; 2. 從國家宏觀政策角度評價火電廠供熱改造; 3. 比較目前主要評價方法的的基本原理和優(yōu)缺點; 4. 針對不同供熱改造機組進行實例分析; 5. 對以上各部分進行總體評價。
五、進度安排： 2014.1～2014.2 閱讀翻譯國外文獻
已完成 2014.2～2014.3 深入理解課題并做好材料的準備工作，設計好課題進展時間表，撰寫開題報告
已完成 2014.3～2014.4 總結各種評價方式的優(yōu)劣性并給出自己的總結 部分已完成 2014.4～2014.4 對具體實例進行深入剖析與數據計算 2014.4～2014.5 論文撰寫 2014.5
準備答辯
五、進度安排： 2014.1～2014.2 閱讀翻譯國外文獻
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準備答辯
六、指導教師意見：
簽名： 年 月 日
七、開題審查小組意見：
簽名： 年 月 日
大機組供熱改造后供熱量核算及經濟指標計算論文
大機組供熱改造后供熱量核算及經濟指標計算論文
摘 要:大機組供熱改造后,拓寬了經營領域,提高了機組的競爭力,隨之而來的是經營利潤、機組指標的計算。本文詳細講述了供熱量的計算與核算,進而通過建立中間系數供熱比來計算供熱經濟參數,明晰供熱改造為機組以致于企業(yè)帶來的經濟價值。
關鍵詞:大機組供熱改造;供熱量;供熱量核算;供熱比;供熱指標。
一、供熱量的計算
(一)純蒸汽供熱機組供熱量的計算
機組供熱以汽輪機的一級或兩級抽汽混合供熱方式實現,因受熱方采用混合式加熱器等原因不再將凝結水輸送回機組。此類機組的供熱經濟結算多以單位間約定的累計蒸汽流量與單位蒸汽價格乘積來進行。為了計算機組的詳細經濟指標,仍要進行供熱量的計算,此時應知道每一個采樣周期內的蒸汽流量D0、蒸汽壓力P0、溫度T0。
供熱量計算公式為:Qg1=0.001/3600*∫D0*H0
即供熱量為每一個采樣周期內瞬時蒸汽熱量在統(tǒng)計時間內的全積分。
Qg1:統(tǒng)計時間內的供熱總量,單位:GJ。
D0:統(tǒng)計時間內每一采樣周期的瞬時蒸汽流量,單位:t/h。
H0:統(tǒng)計時間內每一采樣周期的瞬時蒸汽焓值。其計算公式如下:
H0=2497.24+1.45702*T01.049+(0.20279415-2.75254*10-4 *T00.9739)-1 P0(1.54888-0.001448*T0) kJ/kg☆
上式中,p0單位為MPa;T0單位為℃。
(二)回收疏水供熱機組供熱量的計算
受熱方采用表面式加熱器,將蒸汽冷凝后的疏水仍采用升壓泵輸送回機組的供熱方式。計算其供熱量不能單純只知道每一個采樣周期內的蒸汽流量D0、蒸汽壓力P0、溫度T0,還要同時知道一個采樣周期內的疏水流量D1、溫度T1。
供熱量計算公式為:Qg2=0.001/3600*∫(D0*H0-4.22*D1*T1)
即供熱量為每一個采樣周期內瞬時蒸汽熱量與疏水熱量之差在統(tǒng)計時間內的.全積分。
Qg2:統(tǒng)計時間內的供熱總量,單位:GJ。
D1:統(tǒng)計時間內每一采樣周期的瞬時疏水流量。在系統(tǒng)嚴密或機組補水量不大時應約等于D0,單位:t/h。
T1:統(tǒng)計時間內每一采樣周期的瞬時疏水溫度,單位:℃。
對提高機組背壓,將機組凝汽器冷凝用循環(huán)水直接供一級熱網的機組,也適用該公式。蒸汽參數以進入凝汽器蒸汽參數計算,疏水參數以熱井內冷凝水參數計算。
(三)瞬時供熱量的計算
為了掌握供熱瞬時量的大小,引進了供熱功率,單位為GJ/s,即MW或kW,計算公式為:
純蒸汽供熱機組供熱功率:Pg1=D0*H0
回收疏水供熱機組供熱功率:Pg2=(D0*H0-4.22*D1*T1)
二、供熱比的計算
供熱比,顧名思義,是一個比值,是為了計算機組供熱期間經濟性指標人為引進的一個參數。它在數值上等于機組供熱總量與機組發(fā)電供熱總耗熱量的比值。
Rg=Qg/Qz
Qg:統(tǒng)計時間內的供熱總量,單位:GJ。
QZ:統(tǒng)計時間內的機組發(fā)電供熱總耗熱量,單位:GJ。
QZ=0.001/3600*∫[Dgr*(Hgr-Hgs)+Dzr*(Hzr-Hgp)+Djw*(Hzr-Hjw)]—該公式適用一級中間再熱、主汽減溫水來自給水的機組。
Dgr、Dzr:為每一個采樣周期內過熱蒸汽、再熱蒸汽瞬時流量,單位:t/h。
Hgr、Hgs、Hzr、Hgp、Hjw:為每一個采樣周期內過熱蒸汽、給水、再熱蒸汽、高排蒸汽、再熱蒸汽減溫水瞬時焓值,單位:kJ/kg。
給水、再熱蒸汽減溫水的焓值等于其溫度與比熱容系數4.22的乘積。
過熱蒸汽、高排蒸汽、再熱蒸汽的焓值在獲得其蒸汽壓力、溫度的基礎上套用標☆處的公式,不再贅述。
顯而易見,供熱比隨供熱量的增大而增加,隨機組發(fā)電供熱總耗熱量的減小而增大。
三、供熱量的核算
(一)售熱量
由于水網供熱有便于分配調節(jié),適合長距離輸送等不可替代的優(yōu)勢,決大多數城市供熱改造采用水網。各大機組的運行與熱力公司的運營分屬兩個不同的企事業(yè)單位,在水網出口及各用戶入口都裝有熱量計,這就是售熱量表,售熱量表計可以用公式來核算:
Qs=C*∫M*△t=4.22*∫Dg*(Tg-Th)
售熱量為統(tǒng)計時間內瞬時售熱量的全積分。
Qs:統(tǒng)計時間內的售熱總量,單位:GJ。
Dg:統(tǒng)計時間段內每一個采樣周期熱網供水瞬時流量,單位:t/h。
Tg:統(tǒng)計時間段內每一個采樣周期熱網供水瞬時溫度,單位:℃。
Th:統(tǒng)計時間段內每一個采樣周期熱網回水瞬時溫度,單位:℃。
因熱網供回水溫度有30℃以上的偏差,且熱網供水流量很大,即使在系統(tǒng)無泄漏的情況下,供回水的體積流量也有較大的偏差。
如測量流量的表計為超聲波流量計,只能測量體積流量時,要在供水體積流量前加一個修正系數才能轉化為質量流量,修正系數如下表(表1)。
質量流量修正表(表1)
(二)售熱量與供熱量的對比
售熱量比機組來蒸汽的供熱量小,數值上前者應為后者的98.8%-99.5%,但由于表計存在測量誤差、計算公式及算法存在擬合和內差,售熱量在供熱量的98%-101%范圍內都是正常的。
四、供熱機組經濟指標
(一)供熱煤量指標
a)供熱用標煤量=供熱期間總標煤量*供熱比
b)供熱用煤量=供熱期間總用煤量*供熱比
c)發(fā)電用煤量=總用煤量-供熱用煤量
d)發(fā)電用標煤量=總用標煤量-供熱用標煤量
e)供熱煤耗率=供熱用煤量/供熱量 單位:kg/GJ或t/GJ
f)供熱標煤耗率=供熱用標煤量/供熱量 單位:kg/GJ或t/GJ
g)發(fā)電煤耗率=發(fā)電用標煤量/發(fā)電量 單位:g/kwh
h)供電煤耗率=發(fā)電用標煤量/供電量 單位:g/kwh
(二)供熱電量指標
i)供熱用電量=供熱首站用電量+(廠用總電量-循泵電量-凝泵電量-供熱首站用電量)*供熱比 此公式適用于凝泵、循泵非變頻且供熱首站用電量由機組直接帶的機組。
j)機組供熱耗電率=機組供熱用電量/供熱量 單位:kWh/GJ
k)機組發(fā)電廠用電率=(廠用總電量-供熱用電量)/發(fā)電量
l)機組供電廠用電率=(廠用總電量-供熱用電量)/供電量
m)供熱用油量=(月累計用油量)*月累計供熱比
五、供熱機組經濟指標實務計算
(一)供熱機組各參數:
機組1月1日8:00整瞬時參數:機組負荷236MW、抽汽壓力為0.138MPa、抽汽溫度197.1℃、蒸汽流量237t/h、疏水溫度97℃、疏水壓力0.953MPa;熱網供水壓力0.909MPa、回水壓力0.351MPa、供水溫度92.2℃、回水溫度61.3℃、供水流量4832m3/h。
1月1日全天機組參數:售熱量表計14387GJ、全天供熱量14571GJ、發(fā)電供熱總耗熱量59736GJ、全天發(fā)電量569.16萬kWh、上網電量534.09萬kWh、綜合廠用電量37.07萬kWh、綜合廠用電率6.51%、發(fā)電廠用電量27.86萬kWh、發(fā)電廠用電率4.90%、循泵耗電量50460kWh、凝泵耗電量6347kWh、#1機供熱6kV開關電量2300kWh、#2機供熱6kV開關電量37600kWh,當日給煤機統(tǒng)計流量3349.0噸、來煤低熱值16420kJ/kg、合標煤1878.7噸。
(二)供熱機組各計算指標:
a)實時售熱功率:Ps=4832*1000*0.96364*4.22*(92.2-61.3)/3600=167.33MW
b)實時供熱功率:Pg=237*1000*{2497.24+1.45702*T01.049+(0.20279415-2.75254*10-4 *T00.9739)-1 P0(1.54888-0.001448*T0) -97*4.22}/3600=237*(2888.5-406.12)/3.6=167.42MW。數據已相當接近。
c)供熱比:Rg=Qg/Qz=14571/59736=0.2439
d)供熱用電量:QD=2300+37600+(370700-50460-6347)*0.2439=116458.5 kWh
e)供熱用標煤量:QM=0.2439*1878.7=458.215噸。
f)供熱標煤耗率:458.215/14387=31.45kg/GJ
g)機組供熱耗電率 116458.5/14387=8.095 kWh/GJ
h)發(fā)電煤耗率 (1878.7-458.215)/5691600=249.58g/kWh 較不供熱前的334g/kWh降94.48g/kWh。
i)機組發(fā)電廠用電率 [370700-2300-(370700-50460-6347)*0.2439]/5691600=5.128%
較不供熱時的6.4%下降1.272%。
注:本文所給所有積分求總量的公式中各瞬時量均為每秒采樣一次。
參考文獻:
[1] 《水和水蒸汽熱力性質簡表