燃氣分布式能源在燃煤熱電廠“煤改氣”中的應用
前言：2013年9月國務院頒布了《大氣污染防治行動計劃》，要求到2017年，全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年下降10%以上，空氣質量達到優(yōu)良的天數(shù)應逐年提高;京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域細顆粒物濃度分
改造為給水加熱型燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)
圖4給出了改造為給水加熱型燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)的系統(tǒng)，仍保留燃煤鍋爐，這種方案的特點是：
圖4 給水加熱型燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)
(1)在原燃煤電站基礎上，增設燃氣輪機和余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生主汽供蒸汽輪機，燃氣輪機的排氣余熱用來加熱蒸汽輪機的凝結水和給水，減少蒸汽輪機回熱抽汽。
(2)按全部給水加熱來設計時，Pgt：Pst=0.35左右。
(3)只通過汽水管道相連，因而布置場地較靈活，投資較低，施工周期較短，運行可靠性較好。
優(yōu)化原則
在燃煤電站改燃氣的設計優(yōu)化中，應綜合考慮燃煤電站已運行的年限、現(xiàn)有設備可用度、系統(tǒng)效率最大化等因素，尋求既能使系統(tǒng)功率、效率最大化，增加投資最小化，又能滿足環(huán)保超低排放的最新要求的統(tǒng)一。
影響因素
燃煤電站已運行年限、設備可用度
目前，國內能夠與燃氣分布式能源配比的，燃煤電站裝機容量均不超過50兆瓦級別，而根據(jù)我國對于新建小型燃煤機組的管控，50兆瓦以下燃煤機組(非背壓式)的運行投產(chǎn)大多年代久遠，因此，對于主機等重要設備的改造后可用度應有詳細的論證。
燃料保障性
在不缺乏天然氣的地區(qū)，可以優(yōu)先采用常規(guī)不補燃的聯(lián)合循環(huán)機組，它可使燃煤機組的功率和效率獲得最大程度的改善，污染排放降至最低，改造投資費用也較少。但由于目前天然氣價格仍較高，為降低運營成本，改造后的機組必須承擔基本負荷或中間負荷。
余熱鍋爐與蒸汽輪機參數(shù)的匹配
目前，在常規(guī)的不補燃的聯(lián)合循環(huán)中，與分布式燃氣輪機相匹配的蒸汽輪機的參數(shù)都不超過高壓參數(shù)，因此，只有高壓參數(shù)以下的蒸汽輪機機組才有可能改造為常規(guī)的不補燃的燃氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。
改造后效率
對于供電效率約為40%左右的燃煤電站來說，分別采用以上所述“排氣助燃鍋爐型“并列動力布置型”和“給水加熱型”改造后，供電效率將提高2.5%～2.8%(不設GGH可達4%)。當然，采用常規(guī)不補燃的改造方案，供電效率增長到52%，大約增加15個百分點。
圖5 幾種改造方案的效率變化
改造投資費用下圖6給出了幾種改造方案投資費用的相對關系。由圖可知：“排氣助燃鍋爐型”改造費用最高，主要是由于燃煤鍋爐、低氮及煙氣系統(tǒng)的投資較大;“并列動力布置型”投資次之，“給水加熱型”投資最低廉。
圖6 幾種改造方案的投資費用相對關系
按照目前市場價格，新建一套常規(guī)不補燃的分布式燃氣輪機機組，單位造價約為5000元/千瓦，與“并列動力布置型”投資相比具有競爭力。
責任編輯：lixin
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