淺談200MW燃氣聯(lián)合循環(huán)機組調(diào)峰方式的選擇

1、    淺談200mw燃氣聯(lián)合循環(huán)機組調(diào)峰方式的選擇    丁秀峰+劉中宇：tm77 文獻標識：a ：1674-1145（2017）02-000-01摘 要 燃氣聯(lián)合循環(huán)機組采用何種調(diào)峰方式與機組乃至整個發(fā)電廠的經(jīng)濟效益密切相關。本文分析了聯(lián)合循環(huán)機組啟停的經(jīng)濟性，并對低負荷運行和兩班制運行調(diào)峰做了經(jīng)濟性比較，為兩種方式的選擇提出合理建議。關鍵詞 聯(lián)合循環(huán) 調(diào)峰 方式燃氣聯(lián)合循環(huán)機組的調(diào)峰方式一般包括：（l）兩班制運行，即夜里短時間停運，早上再啟動。 （2）低負荷運行，帶基荷機組降至最低技術出力運行，當電網(wǎng)負荷增大，機組快速帶負荷。在供氣充足的情況下，某

2、電廠兩套燃氣聯(lián)合循環(huán)機組采用一套機組連續(xù)運行，另一套機組調(diào)峰的運行方式。但近些年供氣一直呈現(xiàn)量少價升的形勢，通常所供的天然氣只能維持一套燃氣聯(lián)合循環(huán)機組運行，嚴重影響電廠發(fā)電效益。本文主要對電廠燃氣聯(lián)合循環(huán)機組低負荷連續(xù)運行和兩班制調(diào)峰運行經(jīng)濟性進行簡要分析。一、聯(lián)合循環(huán)機組啟停經(jīng)濟性分析某電廠燃氣聯(lián)合循環(huán)調(diào)峰機組與連續(xù)運行機組的區(qū)別在于：聯(lián)合循環(huán)調(diào)峰機組啟停過程耗氣量、廠用電量、耗水量及啟停的設備損耗折舊費用有所不同。已知條件如下，氣價：0.9275元/m3，上網(wǎng)電價：0.4203元/kwh，反供電價：0.65元/kwh，除鹽水價：e3=10元/t，聯(lián)合循環(huán)機組單位電量折舊額為0.08元/k

3、wh。調(diào)峰機組啟動到并網(wǎng)和機組開始減負荷到解列計算如下：（1）、燃氣輪機啟動到并網(wǎng)耗氣：800m3；（2）、燃氣輪機啟動耗廠用電量：200 kwh；（3）、燃氣輪機并網(wǎng)后到汽機并網(wǎng)需要1 h，耗氣25200m3，廠用電量：1166kwh，發(fā)電量：34000kwh。（4）、汽輪機從開始減負荷到機組解列需要0.5h，耗氣3800m3，廠用電量1555kwh，發(fā)電5400kwh。以天然氣價格：0.9275元/m3，上網(wǎng)電價：0.4203元/kwh計算，啟機所耗的天然氣及廠用電費用共：（800+25200）×0.9275+（200+1166）×0.65=25002.9元，而上網(wǎng)電量

4、價費用為：34000×0.4203=14290.2元，故實際的聯(lián)合循環(huán)啟機消耗費用應為：25002.9-14290.2=10712.7元rmb。停機所耗的天然氣及廠用電費用共：3800×0.9275+1555×0.65=4535.2元，上網(wǎng)電量價費用為：5400×0.4203=2269.6元。故實際聯(lián)合循環(huán)停機消耗費用應為：4535.2-2269.6=2265.6元。這樣，聯(lián)合循環(huán)機組啟停機一次所消耗的費用總共為：10712.7+2265.6=12978.3元。二、兩班制調(diào)峰與連續(xù)運行經(jīng)濟性分析（一）建立模型分析假設：總供氣mm3，上網(wǎng)電價為e1元/kw

5、h，天然氣價格為：f元/m3，氣耗為x，除鹽水水價格為：w元/t，耗水量為h噸，反供廠用電價格：e2元/kwh，停機后廠用電量：g，調(diào)峰折舊費用：k1，連續(xù)運行發(fā)電折舊費用：k2。啟停費用：y=12 307元。調(diào)峰機組：耗完供氣m，發(fā)電獲得的總毛利潤：y1=e（m÷x1）-（f×m）-（e2×g）-（w×h）-k1-12307（1）連續(xù)運行機組：耗完供氣m，發(fā)電獲得的總毛利潤：y2=e（m÷x2）-（f×m）-k2（2）針對聯(lián)合循環(huán)機組進行具體分析，算式（1）中，第一項e（m÷x1），因調(diào)峰機組開機的時間、調(diào)峰負荷不能夠確定

6、，氣耗x1是一個變量，故第一項為變量。第二項（f×m），因供氣m不變，故第二項為定值。第三項（e2×g），因機組停機時間不確定，故廠用電量g為變量。第四項（w×h），調(diào)峰機組啟停一次的耗水量h為定值，即h=40 t。第五項k1，調(diào)峰折舊費用因發(fā)電量不確定，故為變量。算式（2）中，第一項e（m÷x2），因機組連續(xù)運行，根據(jù)海南電網(wǎng)調(diào)峰機組實際情況，在m一定的情況下，電網(wǎng)下達的負荷不變，因此氣耗x2也是不變的，故第一項為定值。第二項（f×m）為定值。第三項連續(xù)運行發(fā)電折舊費用k2，在發(fā)電量一定的情況下k2是不變的。在總供氣一定的情況下，當y1=y2

7、時，調(diào)峰機組與連續(xù)運行機組利潤一樣，當y1>y2時調(diào)峰機組利潤高，當y1< p>（二）實例計算啟機共耗氣量：25200+800=26000m3，發(fā)電量34000kwh，停機耗氣3800m3，發(fā)電量：5400kwh。啟停機一次共消耗天然氣：26000+3800=29800m3，發(fā)電量：34000+5400=39400kwh。根據(jù)電廠實際情況，全廠停機后的廠用電量為：0.0625kwh/h。燃氣輪機滿負荷時的天然氣流量為55000m3/h，一套燃氣聯(lián)合循環(huán)機組滿負荷為200mw，調(diào)峰機組以次日零點停機為準。以天然氣供90萬m3計算為例，對于調(diào)峰機組，除去機組啟停后，滿負荷運行所需

8、的天然氣為：900000-29800=870200m3，滿負荷運行時間為：870 200÷55000=15.8h，滿負荷連續(xù)運行機組總發(fā)電量為20×15.8=31萬kwh，調(diào)峰機組總發(fā)電量為316+3.4+0.54=319.94萬kwh。理想調(diào)峰機組的運行時間為：15.8+1+0.5=17.3h，調(diào)峰機組停機時間為24-17.3=6.7h，因啟停一次相當于10h，故調(diào)峰機組均負荷為319.94÷（17.3+10）=11.7萬kw，啟停一次損耗所分擔的電量為11.7×10=117萬kwh。對于連續(xù)運行機組而言，根據(jù)海南電網(wǎng)調(diào)頻規(guī)律情況，發(fā)電氣耗為0.32k

9、wh/m3，總發(fā)電量則為90÷0.32=281.25萬kwh。因調(diào)峰機組停機6.7h，故耗廠用電量0.0625×6.7=0.44萬kwh，通過算式（1）得出：y1=3 199 400×0.4203-900 000×0.927 5-4400×0.65-40×10-（1170000+3199400）×0.08-12307=144838.82元。通過算式（2）得出：y2=2812500×0.4203-900000×0.9275-2812500×0.08=122 343.75元。因y1>y2，故在總供氣90萬m3時，調(diào)峰機組比連續(xù)運行機組的利潤還要高，此時的供氣情況下應采用機組調(diào)峰方案。同樣方法的實例計算得出，在供天然氣95萬m3時出現(xiàn)了y1=y2，達到了臨界點，在供氣95萬m3以上時出現(xiàn)y1y2，95萬m3以下時y1y2。通過各供氣情況分別計算出調(diào)峰機組理想的啟機時間。通過上述實例計算分析和實踐驗證，在供天然氣95萬m3時，調(diào)峰機組與連續(xù)運行機組的效益達到平衡點，即在供氣95萬m3以下，采用機組兩班制調(diào)峰的效益較好，在95萬m3以上，采用機組連續(xù)運行來調(diào)峰的效益較好。三、結語本文對200mw燃氣聯(lián)合循環(huán)機組啟停經(jīng)濟性進行了分析，通過建模、實例分