發(fā)電廠最小技術(shù)出力

發(fā)電廠最小技術(shù)出力熱負(fù)荷制約

發(fā)電廠供熱，尤其是針對(duì)冬季采暖用戶供熱，屬于民生工程，是發(fā)電廠必須承擔(dān)的責(zé)任，因此，無論在什么情況下討論發(fā)電廠的運(yùn)行方式，熱負(fù)荷制約是必須考慮的，即發(fā)電廠最小技術(shù)出力是建立在滿足熱負(fù)荷需求的基礎(chǔ)上。

發(fā)電廠最小技術(shù)出力機(jī)組運(yùn)行極限制約

發(fā)電廠存在其運(yùn)行極限。發(fā)電廠最小技術(shù)出力時(shí)需要考慮的運(yùn)行極限主要有兩個(gè)可投油穩(wěn)燃極限與不投油穩(wěn)燃極限。其中，可投油穩(wěn)燃極限標(biāo)志著機(jī)組運(yùn)行的安全性，而不投油穩(wěn)燃極限則標(biāo)志著機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，如圖1所示。

圖1中，P點(diǎn)即為不投油穩(wěn)燃極限，當(dāng)機(jī)組以低負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，若鍋爐負(fù)荷大于不投油穩(wěn)燃極限，那么煤耗率隨著負(fù)荷的下降而有所減小而當(dāng)負(fù)荷降至不投油穩(wěn)燃極限以下時(shí)，為達(dá)到使鍋爐穩(wěn)定燃燒不至滅火的目的，必須進(jìn)行投油助燃加以調(diào)整，由于燃油價(jià)格遠(yuǎn)高于燃煤價(jià)格，將燃油量折算成煤耗量后，煤耗率反而增加，并且隨著負(fù)荷的進(jìn)一步下降，燃燒的不穩(wěn)定程度加劇，投油數(shù)量相應(yīng)增加，煤耗率隨之上升。圖1中Q點(diǎn)為可投油穩(wěn)燃極限，若負(fù)荷處于Q點(diǎn)與P點(diǎn)之間，尚可通過投油助燃來穩(wěn)定燃燒，經(jīng)濟(jì)性大大下降若負(fù)荷下降低于Q點(diǎn)，那么即使投油助燃也無法穩(wěn)定燃燒，鍋爐及機(jī)組的安全性將大打折扣。

發(fā)電廠最小技術(shù)出力能耗因素制約

自我國(guó)電力體制市場(chǎng)化改革以來，廠網(wǎng)分開，各電廠競(jìng)價(jià)上網(wǎng)。發(fā)電廠作為自負(fù)盈虧的企業(yè)，在供應(yīng)熱負(fù)荷時(shí)會(huì)將總的熱負(fù)荷按照能耗最小的目標(biāo)分配到各個(gè)機(jī)組，以實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

發(fā)電廠最小技術(shù)出力政策

國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)?？偩致?lián)合下發(fā)的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》（簡(jiǎn)稱《規(guī)定》）第九條為：“熱電聯(lián)產(chǎn)能有效節(jié)約能源，改善環(huán)境質(zhì)量，各地區(qū)、各部門應(yīng)給予大力支持。熱電廠應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷的需要，確定最佳運(yùn)行方案，并以滿足熱負(fù)荷的需要為主要目標(biāo)。地區(qū)電力管理部門在制定熱電廠電力調(diào)度曲線時(shí)，必須充分考慮供熱負(fù)荷曲線變化和節(jié)能因素，不得以電量指標(biāo)限制熱電廠對(duì)外供熱，更不得迫使熱電廠減壓、減溫供汽，否則將依據(jù)《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》和《中華人民共和國(guó)反不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)法》第二十三條追究有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)和當(dāng)事人的責(zé)任，并賠償相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失”。

發(fā)電廠最小技術(shù)出力存在的問題

在實(shí)際操作過程中，相關(guān)部門和企業(yè)對(duì)此條款的實(shí)施普遍感到有一定難度。主要原因有：

a.由于專業(yè)不同，電力調(diào)度部門對(duì)各種機(jī)組的供熱負(fù)荷曲線和節(jié)能因素缺乏了解，沒有相關(guān)資料，無法進(jìn)行技術(shù)確認(rèn)。

b.電力調(diào)度系統(tǒng)一般只有相關(guān)的電力信號(hào)，熱電廠的供熱信息無法采集。電網(wǎng)調(diào)度和熱力管網(wǎng)運(yùn)行雖然有一定計(jì)劃，但運(yùn)行時(shí)需要根據(jù)用電負(fù)荷和熱負(fù)荷的變化適時(shí)調(diào)整，既然《規(guī)定》已經(jīng)表明熱電廠可參加調(diào)峰，就必須對(duì)“合理調(diào)度”進(jìn)行技術(shù)層面的適時(shí)決策支持。

c.供熱負(fù)荷曲線和節(jié)能因素不能只聽電廠或電力調(diào)度部門的一面之詞，應(yīng)該由經(jīng)過認(rèn)定的相關(guān)部門進(jìn)行技術(shù)論證。

d.在電網(wǎng)需要調(diào)峰時(shí)，由于各地區(qū)普遍存在著熱電利潤(rùn)的差異，機(jī)組發(fā)電功率達(dá)到最大比較容易滿足，但當(dāng)需要降低出力時(shí)，由于供熱機(jī)組的運(yùn)行方式是“以熱定電”，電廠出于種種原因的考慮，導(dǎo)致供熱機(jī)組電負(fù)荷的調(diào)度不太容易實(shí)現(xiàn)。 2100433B

作為供熱機(jī)組的一種運(yùn)行方式，“以熱定電”一直以來被認(rèn)為是專門針對(duì)背壓式汽輪機(jī)來說的，即當(dāng)用汽量變化時(shí)，導(dǎo)致熱網(wǎng)壓力發(fā)生變化，調(diào)壓器隨之進(jìn)行調(diào)節(jié)，使進(jìn)汽量發(fā)生變化，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)輸出功率發(fā)生變化。對(duì)于并網(wǎng)運(yùn)行的背壓機(jī)組而言，調(diào)速器通常都退出運(yùn)行，只有調(diào)壓器參與調(diào)節(jié)，因此汽輪機(jī)組的發(fā)電量只能根據(jù)供熱量來決定，多供熱就要多發(fā)電，不能按電網(wǎng)的要求來調(diào)節(jié)機(jī)組發(fā)電量（或供熱量），電網(wǎng)負(fù)荷的調(diào)節(jié)只能由其它純凝機(jī)組或抽凝機(jī)組來承擔(dān)。對(duì)于抽汽凝汽式機(jī)組，由于其調(diào)節(jié)方式采用牽連調(diào)節(jié)，在一定范圍內(nèi)，可以達(dá)到熱電自治的目的，即同時(shí)滿足熱負(fù)荷和電負(fù)荷的需要，但是對(duì)于按照純凝工況設(shè)計(jì)的機(jī)組或者超出可調(diào)節(jié)范圍后，多供熱，就要少發(fā)電，其基本原則還是“以熱定電”的方式，只不過對(duì)于電負(fù)荷的影響與背壓機(jī)組相比正好相反。由于背壓機(jī)組和抽汽供熱機(jī)組在熱電負(fù)荷的調(diào)整上存在著差異，因此其參與電負(fù)荷調(diào)峰的能力也有區(qū)別，具體到每臺(tái)機(jī)組，由于其設(shè)計(jì)條件不同，可以調(diào)整的最大出力、最小出力也會(huì)有差別。而在實(shí)際運(yùn)行中，由于涉及到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)等因素，尚需通過調(diào)峰試驗(yàn)和熱負(fù)荷試驗(yàn)加以確定。

水電站的年平均和月平均出力的分布，在不同的電站有很大的差異。季(年)調(diào)節(jié)的中高水頭水電站，豐水年出力大，枯水年出力小;枯水期一般按保證出力發(fā)電;汛期按加大出力發(fā)電;特枯年枯水期的某些月份，按降低保證出力發(fā)電，正常運(yùn)行遭到破壞。水電站出力過程及出力保證率曲線見圖1。年調(diào)節(jié)水電站，在全年各月的出力則較均勻。多年調(diào)節(jié)水電站，其各年的出力及年內(nèi)各月的出力均較均勻。擔(dān)負(fù)梯級(jí)或跨流域補(bǔ)償調(diào)節(jié)的水電站，其出力往往枯水期大汛期小，甚至枯水年大豐水年小。圖1是季調(diào)節(jié)中高水頭水電站出力過程及出力保證率曲線的特征，每年的枯水期發(fā)保證出力，汛期隨徑流的大小而變化，特枯年的枯水期發(fā)降低保證出力，其保證率曲線有一個(gè)不大的保證出力“平臺(tái)”。

圖1 季調(diào)節(jié)中高水頭水電站出力過程及出力保證率曲線

(a) 出力過程;(b) 出力保證率曲線

調(diào)節(jié)性能差的低水頭水電站，不但枯水期出力較小，汛期由于大泄流量引起下游水位增高而減小了水頭，也導(dǎo)致出力的減小，其流量、出力過程及出力保證率曲線見圖2。從圖2電站的流量過程與出力過程對(duì)照可以看出，在一年汛期的某些月份，流量很大，但出力反而減小，枯水期出力也較小。在出力保證率曲線上也可以看出，水流出力大時(shí)，其預(yù)想出力反而小了。而且水流出力保證率曲線，沒有一個(gè)明顯的“平臺(tái)”。

水電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，保證出力和預(yù)想出力(見水電站額定水頭)是重要的指標(biāo)。前者是水電站能量效益的基礎(chǔ)，后者是發(fā)揮水電站容量效益的基礎(chǔ)。

圖2 徑流式低水頭水電站流量、出力過程及出力保證率曲線

(a) 流量，出力過程; (b) 出力保證率曲線

保證出力是指水電站在多年運(yùn)行期間所能提供的具有一定保證率的電力。

或者說，是相對(duì)于設(shè)計(jì)保證率的供水期的平均出力。2100433B

水電站出力除了受流量和水頭兩個(gè)因素制約外，同時(shí)也受水輪發(fā)電機(jī)組額定容量的限制。水電站發(fā)出的最大功率稱為最大出力；受各種條件限制（包括流量、水頭和機(jī)組技術(shù)條件等）所能發(fā)出的最小功率稱為最小出力；在某一時(shí)段中功率的平均值稱為該時(shí)段的平均出力；在相應(yīng)于水電站設(shè)計(jì)保證率的時(shí)段內(nèi)所能發(fā)出的平均出力則稱為保證出力。保證出力是確定水電站能夠承擔(dān)電力系統(tǒng)負(fù)荷的工作容量的依據(jù)，是選擇水電站裝機(jī)容量時(shí)一項(xiàng)主要的動(dòng)能指標(biāo)。 2100433B