热电厂设计厂用电率估算方法探讨

热电厂设计厂用电率估算方法探讨摘要：通过对厂用电技规中热电厂厂用电率计算公式中各个参数的研究分析，指出了设计厂用电率高于生产厂用电率的原因。关键词：设计厂用电率换算系数计算功率Abstract:Basedontheelectricpowerplanttechnologyinthermalpowerplantelectricityratecalculationformulaofallparametersoftheanalysis,pointedoutthedesignfactoryelectricityrateishigherthantheproductionfactoryelectricityratereason.Keywords:designfactoryelectricityrateconversioncoefficientcalculationofpower0热电联产是世界能源技术的重要发展方向，也是我国的鼓励项目，在批复立项、电价、电量等方面都有优势，近几年我国的大型热电联产项目投运也较集中，而厂用电率作为衡量机组性能的一个重要指标备受关注。1目前供热式机组的厂用电率计算有两种方法，一是《火力发电厂厂用电电设计技术规定》(DL5153-2002)附录A火力发电厂厂用电率的估算方法中列出了热电厂供热厂用电率和热电厂发电厂用电率的计算公式；二是《火力发电厂技术经济指标计算方法》(DL/T904-2004)中9.2.2供热电厂生产厂用电率章节中列出了供热厂用电率、发电厂用电率和综合厂用电率的计算方法。前者是通过计算负荷获得的厂用电率，主要针对设计行业的一种算法，后者则是通过发电量、关口电量等计量数据得出的各种厂用电率，主要针对生产运行部门。这两种算法存在着一定的误差，往往设计厂用电率要比生产厂用电率高，本文就设计厂用电率估算方法展开探讨。2为了使设计厂用电率更接近于生产厂用电率，我们从源头上设计厂用电率的计算方法展开探讨，对各个参数进行分析。厂用电技规中明确规定了供热式机组的厂用电率计算公式，如下热电厂供热厂用电率热电厂发电厂用电率其中：——厂用电计算负荷（kVA）——用于热网的厂用电计算负荷（kVA）——发电机的额定功率（kW）——电动机在运行功率时的平均功率因数，一般取0.8——供热用热量与总耗热量之比——供热用的热量（MJ/h）2.1厂用电计算负荷是一个关键数据，它直接影响我们的设计厂用电率值。的计算依据主要是各工艺专业提供的电负荷资料以及厂用电技规中的负荷计算方法（换算系数法或轴功率法）。通常采用换算系数法来计算，其中——换算系数——电动机计算功率2.1.2换算系数技规中明确了值，如下表2002版的厂用电技规并没有对值进行修订，而是沿用了88版厂用电技规中的值。而88版的值是这样解释的“换算系数是从多个同类型电厂运行实践中统计分析而得的经验数据，是一个平均值，准确性较差，它与所供给的厂用电动机数量有关，当数量较多时，准确性较高。”。近二十多年我国的发电规模突飞猛进，机组容量不断提高，300MW~1000MW已成为主力机型，辅机配置、效率、运行可靠性等与小机组相比都有较大变化，这个值包含了同时率、负荷率、效率、功率因数等综合因数，继续按原规定选用K值，势必会有较大的误差，建议修编厂用电技规时组织有关人员对近几年的机组进行调研分析。2.1.2电动机计算功率电动机的输出功率指的是电动机轴输出的机械功率，输入功率指的是电源给电动机输入的有功功率。结合的计算公式，笔者认为电动机计算功率指的是电动机的输出功率。下面以某一300MW机组的引风机和凝结水泵的选型为例，对工艺专业在设备选型、计算时其裕量系数等进行分析，了解其电动机功率与额定负荷时设备轴功率的裕量。引风机的选型注：1）100%THA工况：额定工况（考核工况）2）BMCR工况：锅炉最大连续蒸发量，对应汽机VWO工况3）T.B工况：为风压考虑20％裕量、风机入口流量考虑15％裕量和温度裕量修正(10°C)；考虑电动机储备系数，引风机的电动机功率取为2850kW。这比考核工况1632kW高了1.75倍。即使采用换算系数法得出2422.5也比考核工况1632kW大很多。凝结水泵的选型考虑电动机储备系数，选取凝结水泵电动机功率为500kW，近年来供热机组中凝结水泵都采用变频调速，但由于技规中没有列出这项系数，我们仍按技规中1的换算系数计算，故凝结水泵的计算负荷最终按500kW计列，这比凝泵在实际运行中的平均功率要高很多。上面仅列举了两个有代表性的负荷，其余的负荷就不再一一列举。通常锅炉部分的设备选型是按BMCR工况下考虑一定的裕度来选择的，并且各个设备的裕度系数也不同；汽机部分的设备是按TMCR工况下的参数进行选型，这比额定工况THA下的参数要大很多。上述所指的额定功率通常是电动机的输出功率，也就是电动机的计算功率，并没有考虑电动机的功率因数及效率。由上面的分析可以看出：不同的工况不同的煤种所对应的风机功率差别很大；额定功率与实际运行时的功率大很多，经常出现大马拉小车的情形，这些都使的我们的设计厂用电率高于运行厂用电率。在今后的厂用电率计算时建议限定计算的机组工况边界条件；建议工艺专业提电负荷资料时增加100%THA工况下的电机输出功率。2.2供热用热量与总耗热量对于纯采暖供热机组，的值可按厂用电技规中的算法来计算；对于双抽机组（采暖抽气和工业抽气），的值应在上述计算公式的基础上再增加工业抽气量与工业蒸汽焓的乘积。这里的总耗热量指的是汽轮机的耗热量，而非锅炉的燃料耗热量。的计算方法在厂用电计规和《热电联产规划设计手册》这两本书中是不同的，笔者认为《热电联产规划设计手册》中的算法更为全面。厂用电技规中的算法没有考虑汽轮机再热循环的耗热量，仅适用于无再热系统的小型供热机组，根据此公式算出的供热厂用电偏高。而近年来的大型供热机组均有再热系统，建议总耗热量的值按照《热电联产规划设计手册》中列出的再热机组热耗量计算公式和非再热机组热耗量计算公式对号入座。3综合厂用电率近来热电联产的投标项目比较多，在招标文件的主要技术经济指标中通常会出现“综合厂用电率”，在《热电联产规划设计手册》P149中有一个“综合厂用电率”的定义，综合厂用电率是指全厂发电量与上网电量的差值与全厂发电量的比值，显然这个定义及计算方法适用于已经上网发电的电厂，对计算设计厂用电率没有可操作性。希望在厂用电技规修编时明确设计综合厂用电率的定义及算法。4结论同一机组不同工况的设计厂用电率值是不同的，建议今后的厂用电率计算时要定义工况。设计厂用电率是一个估算值，不要过度追求其数值，尤其是在投标阶段，可以向国外工程学习，将业主关心的重要辅机罗列出它的额定功率，将两者结合起来共同衡量评估该项指标。参考文献[1]DL/T5143-2002火力发电厂厂用电设计技术规定[2]杨旭中.郭晓克.康慧.热电联产规划设计手册.北京：中国电力出版社，2009.