燃气-蒸汽联合循环热电联产机组基于工艺划分的供热燃料成本分摊方法技术

本发明专利技术公开了一种燃气

【技术实现步骤摘要】
燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产机组基于工艺划分的供热燃料成本分摊方法


[0001]本专利技术属于热电联产
，涉及一种合理分配燃气
‑
蒸汽联合循环供热成本的分摊方法，具体涉及一种燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产机组基于工艺划分的供热燃料成本分摊方法。

技术介绍

[0002]燃气
‑
蒸汽联合循环充分利用了烟气高温至低温区间放热的能量，有效地将热量转换成电能。具有外供蒸汽的热电联产机组进一步提高了循环的热效率，在产出电能的同时提供了一部分热能进行外供。在这一过程中，热和电都扮演了重要的角色：产电不可或缺，是电厂的主要产品；产热利用了相对低温低压的热量，使得机组热效率得到了提升，同时利于周围的热用户。然而其供热成本的计算依然缺乏有说服力的方案，合理的热电分摊比可以有效促进能源的合理利用，并且能使企业合理获得热力循环效率提升带来的效益，提高企业改进供热工艺和提升整体循环效率的积极性。
[0003]由于燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产的生产形式与燃煤热电联产显著不同，目前还没有明确的适用于燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产电厂的供热成本分摊方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术不足，为燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产提供一种基于工艺划分的供热燃料成本分摊方法。在本专利技术中，燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产工艺余热锅炉下游的汽机内部工质的流动过程，被划分为一台纯凝式机组和n台背压式供热机组(n对应汽机抽汽供热级数)。根据工质在上述两种机组作功的过程分为汽机a和汽机b，在每一台背压式机组汽机b中，对应每级供热抽汽流量D
n,h
的工质推动汽机b发电，随后抽出为热用户供热，抽汽焓为h
n,h
；在纯凝机组汽机a中，流量为的工质直接发电并进入凝汽器。
[0005]划分后的工艺流程可见附图1(以n＝1为例)，热电联产带来热效率提高的原因，相比非热电联产机组，是由于汽机b中蒸汽不再进入凝汽器而是作为对热用户的供热进行利用，从而提高了热效率。燃煤热电联产领域现存的很多方法(如热量法、热折扣法、分析法、能级法等)均没有根据这一直接因素为基础进行分摊，这也是目前燃煤热电联产供热分摊方法无法适用于燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产工艺的主要原因之一。热力循环效率提升量Q
L
的表达式为：其中n代表抽汽供热级数，D
n,h
为第n级抽汽供热量，h
c
为排汽比焓，h
″
h
为凝汽器凝结水比焓；
[0006]得到循环效率提升量后，则需要考虑对这一部分提升量的归属，即这部分效率提升量需要在热和电两种产品中进行分配。首先计算1至n部分用于汽机发电的焓降量，即n台背压机组中发电的焓降：其中h0为主蒸汽的比焓，h
n,h
为第n级抽汽比焓；
[0007]其次计算第n+1部分用于汽机发电的焓降量：
[0008]最后计算抽汽供热焓降量，即供热量：其中h
′
n,h
为第n级供热回水比焓；
[0009]从以上计算和工艺划分可知，Q
E,1
，Q
E,2
，Q
a
分别为1至n部分汽机侧发电、第n+1部分的汽机侧发电和供热所直接消耗的热量，即代表了联合循环工艺上，余热锅炉产生的过热蒸汽进入汽机后，为生产热和电所消耗的能量。在这一过程中，产出的电能和热能都对Q
L
的量产生影响，因而Q
E,1
，Q
E,2
，Q
a
均需要参与对Q
L
的分配。根据占比，计算供热带来的循环效率提升量，从供热热量中扣除，可得到了修正后的汽机侧供热焓降量：其中η
hr
为余热锅炉换热效率
[0010]同上，计算汽机侧用于发电的焓降量：
[0011]汽机上游，燃机为完全用于发电的设备，其焓降量可按照消耗的燃气燃烧热量减去排烟热量计算：Q
gt
＝D
ng
LHV
ng
‑
D
gas
h
out
ꢀꢀꢀ
(7)其中D
ng
为燃气流量，LHV
ng
为天然气低位热值，D
gas
为烟气流量，h
out
为烟气比焓；
[0012]另外还可能存在余热锅炉直接抽汽供热的情况，其与汽机无关，因而这部分热量不参与热力循环效率提升量的分配，仅作为供热量计入：其中D
i,D
为第i股直接由余热锅炉供热的流量，h
i,D
为对应的供热比焓，h
′
i,D
为对应的供热回水比焓；
[0012]结合上游的燃机侧焓降量和下游的汽机侧焓降量，供热燃料成本分摊比为：本专利技术的有益效果为：
本专利技术将燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产工艺流程进行了一种科学的流程划分，以此为基础获得了供热成本分摊比。本专利技术对Q
E,1
，Q
E,2
，Q
a
的计算均采用汽机和余热锅炉参数中一次输入量(即供热抽汽比焓、余热锅炉换热效率、回水焓)，而非用户侧的接收量(即用户侧接收到的供热蒸汽比焓、凝水焓)。采用该方法可保证计入分摊比的供热焓降量得到充分利用，并能够鼓励热电联产企业改进生产工艺，提升外供热量利用效率，同时也能更积极地降低抽汽参数，提高发电量，从而提高联合循环整体梯级利用效率。
附图说明
[0013]图1为燃气
‑
蒸汽联合循环发电，供热量根据本专利技术思想的抽象示意图(抽汽供热级数n＝1)。
具体实施方式
[0014]本专利技术所涉及的计算参数均易于获得，具有较强的可操作性，具体实施方法如下。一种燃气
‑
蒸汽联合循环抽汽供热燃料成本分摊比的计算方法，首先将联合循环热电联产过程划分为燃机
‑
余热锅炉
‑
汽机
‑
凝汽器以及燃机
‑
余热锅炉
‑
汽机
‑
供热(汽机部分)
‑
供热(原凝汽器部分)两种工艺流程；然后基于提取后的两种工艺流程，计算由热电联产取得的热力循环效率提升量；再根据汽机供热和发电各自的热消耗量占总热消耗量的比例，将热力循环效率提升量在热与电之间进行分配，进而对供热消耗量进行修正；最后计算燃机的发电热消耗量，与汽机热消耗量归并后计算出供热燃料成本分摊比。以某机组为例：发电热消耗量，与汽机热消耗量归并后计算出供热燃料成本分摊比。以某机组为例：
[0015]热力循环效率提升量：44.19x(2276.4
‑
83.74)/3.6＝26914.9k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产机组基于工艺划分的供热燃料成本分摊方法，其特征在于，首先将联合循环热电联产划分为燃机
‑
余热锅炉
‑
汽机
‑
凝汽器以及燃机
‑
余热锅炉
‑
汽机
‑
汽机部分供热
‑
原凝汽器部分供热两种工艺流程；然后基于提取后的两种工艺流程，计算由热电联产取得的热力循环效率提升量；再根据汽机供热和发电各自的热消耗量占总热消耗量的比例，对热力循环效率提升量进行分配，进而对供热消耗量进行修正；最后计算燃机的发电热消耗量，与汽机热消耗量归并后计算出供热燃料成本分摊比。2.根据权利要求1所述的燃气
‑
蒸汽联合循环热电联产机组基于工艺划分的供热燃料成本分摊方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)根据汽机抽汽供热级数n，将联合循环抽象划分为n+1部分，其中第1至n部分工质先在汽机中发电，然后被抽出用于供热，每部分流量对应于每一级抽汽供热量D
n,h
，第n+1部分仅在汽机中发电后进入凝汽器；2)计算热力循环效率提升量，总量为原本将进入凝汽器的第1至n部分汽机抽汽供热量对应的凝气损失其中n代表抽汽供热级数，D
n,h
为第n级抽汽供热量，h

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，林俊光，钟崴，赵申轶，俞李斌，罗海华，张曦，陈凯伦，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：