供熱改造論文開(kāi)題報(bào)告范文(大機(jī)組供熱改造后供熱量核算及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算論文)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
論文題目
大型火電機(jī)組供熱改造經(jīng)濟(jì)性分析
一、選題背景和意義：
由于城市發(fā)展現(xiàn)代化和環(huán)境保護(hù)的要求，由于新興的開(kāi)發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)發(fā)展的要求，火電廠供熱改造已經(jīng)成為城市發(fā)展必不可避免的選擇。
同時(shí)整個(gè)社會(huì)節(jié)能減排意識(shí)不斷增強(qiáng)，隨著國(guó)家一些列上大壓小，脫硫脫銷(xiāo)、發(fā)展綠色節(jié)能產(chǎn)業(yè)的計(jì)劃，如何高效的利用能源已經(jīng)成為各行各業(yè)在思考的一個(gè)問(wèn)題。
火電機(jī)組作為我國(guó)電力的主要供應(yīng)者，已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)性改造中的重中之重了。
火電機(jī)組通常容量大，通過(guò)將其進(jìn)行合理的供熱改造，可以很大程度上實(shí)現(xiàn)能源的合理利用，減少能量損失，不僅對(duì)于火電機(jī)組來(lái)講能增加效益，對(duì)城市發(fā)展也帶來(lái)了巨大的便利。
同時(shí)，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組大多建在熱負(fù)荷中心，與用戶距離較近，熱電廠的上網(wǎng)電量可就近消化，減少了電網(wǎng)輸、變電工程費(fèi)用，降低了電網(wǎng)的線損率，并在一定程度上緩解了電力供應(yīng)緊張的局面。
因此，引導(dǎo)熱電聯(lián)產(chǎn)加快發(fā)展，對(duì)我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要意義。
對(duì)于我國(guó)這樣的能源缺乏大國(guó)，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)更是節(jié)能減排的一項(xiàng)根本性戰(zhàn)略措施。
二、課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn)：
火電機(jī)組供熱經(jīng)濟(jì)性分析需要考慮多種情況，而對(duì)于我國(guó)而言，不同地區(qū)的條件以及政策環(huán)境對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)的支持力度也都不一樣，甚至于有些地區(qū)在目前的大環(huán)境下是不適合進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。
同時(shí)各個(gè)火電廠的機(jī)組運(yùn)行情況也都千差萬(wàn)別，這就要求我們?cè)诳紤]火電機(jī)組供熱改造經(jīng)濟(jì)性分析中要考慮各個(gè)不同條件的影響，同時(shí)對(duì)于各項(xiàng)政策要有很好的解讀，盡可能的符合現(xiàn)實(shí)生活中的情況，不能單純紙上談兵，簡(jiǎn)而言之一句話：要接地氣兒!
三、文獻(xiàn)綜述(或調(diào)研報(bào)告)：
由于熱電聯(lián)產(chǎn)的種類(lèi)很多，比如從燃燒方式上分有燃煤熱電廠、燃?xì)鉄犭姀S、燃油熱電廠、垃圾熱電廠等，從用途上分有熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)、熱電肥聯(lián)產(chǎn)等熱電廠，從項(xiàng)目的建設(shè)地點(diǎn)和功能上分有城市集中供熱熱電廠、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)(工業(yè)專(zhuān)區(qū))熱電廠、自備熱電廠等，從抽氣方式上分有抽凝機(jī)組、背壓機(jī)組等，以上各種方式又可以分很多形式，而每一種不同方式，其經(jīng)濟(jì)性都不一樣。
此外不同熱電廠的地理位置、機(jī)爐類(lèi)型、機(jī)組初參數(shù)、建設(shè)造價(jià)、負(fù)債情況、產(chǎn)品價(jià)格、燃料價(jià)格、稅收政策等等諸多因素均不一樣，故對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性能否給出一個(gè)通用的分析和判斷，似乎是不現(xiàn)實(shí)，也是不可能的。
熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的主要特性是即發(fā)電又對(duì)外集中供熱，其與一般火電機(jī)組以及分散供熱鍋爐相比，無(wú)論在熱耗、煤耗及總熱效率方面都存在較明顯的優(yōu)勢(shì)，一般體現(xiàn)是1)供熱量越大，熱耗越低，亦即發(fā)電燃料耗用越低，可以節(jié)約大量燃料;2)熱電廠鍋爐較分散供熱鍋爐的.節(jié)能效益高得多;3)當(dāng)抽汽量達(dá)到額定值時(shí)，機(jī)組熱效率較高。
1、與一般火力發(fā)電機(jī)組熱耗的比較：
熱電聯(lián)產(chǎn)是指由供熱式汽輪機(jī)作過(guò)功的汽流來(lái)對(duì)外供熱，供熱部分冷源損失減少或無(wú)冷源損失，其熱耗HR的表達(dá)式為：
HR = [Do ( io- ig) – Dn ( in- Ebs )]/N 熱電聯(lián)產(chǎn)的供熱機(jī)組與同容量的凝汽式機(jī)組相比，由于利用了供熱式汽輪機(jī)的抽汽或排汽對(duì)外供熱，使熱化發(fā)電部分避免了冷源損失，且供熱量越大，熱耗越低，對(duì)燃煤機(jī)組來(lái)說(shuō)亦即發(fā)電煤耗越低。
2、與分散供熱的供熱鍋爐煤耗的比較：
熱電聯(lián)產(chǎn)由于熱能供應(yīng)方式的改變，具有能量數(shù)量利用方面的好處。
與分散供熱的供熱鍋爐相比，由于熱電廠的鍋爐效率遠(yuǎn)高于供熱鍋爐，所以集中供熱比分散供熱的煤耗低得多。
一般說(shuō)來(lái)，熱電廠鍋爐效率在80%以上，管道效率在98%以上，而一般供熱鍋爐效率僅50%～60%;分散供熱的供熱煤耗多在58～70kg/GJ，而熱電廠集中供熱的供熱煤耗僅38～44kg/GJ。
由此不難看出，熱電廠鍋爐較分散供熱鍋爐的節(jié)能效益高得多。
3、總熱效率的比較：
熱電廠的總熱效率，或稱(chēng)熱電廠的燃料利用系數(shù)，是一個(gè)量的指標(biāo)，它反映了熱電廠能量輸出和輸入的比例關(guān)系。
由于利用汽輪機(jī)作過(guò)功的汽流對(duì)外供熱，供熱部分冷源損失減少，總熱效率提高，一般火電機(jī)組的總熱效率在30-35%左右，而熱電機(jī)組的總熱效率大于45%(國(guó)家規(guī)定最低限度)，背壓機(jī)一般在60%-80%。
但需注意，由于ηtp未考慮兩種能量產(chǎn)品質(zhì)的差別，用熱量單位按等價(jià)能量相加，所以它表示熱電廠所消耗燃料的有效利用程度。
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[2] 康艷兵,張建國(guó),張揚(yáng). 我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題與建議[J]. 中國(guó)能源. 2008(10)
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四、方案(設(shè)計(jì)方案、或研究方案、研制方案)論證： 研究方案：
1. 分析熱電聯(lián)產(chǎn)的特點(diǎn)和熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo); 2. 從國(guó)家宏觀政策角度評(píng)價(jià)火電廠供熱改造; 3. 比較目前主要評(píng)價(jià)方法的的基本原理和優(yōu)缺點(diǎn); 4. 針對(duì)不同供熱改造機(jī)組進(jìn)行實(shí)例分析; 5. 對(duì)以上各部分進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。
五、進(jìn)度安排： 2014.1～2014.2 閱讀翻譯國(guó)外文獻(xiàn)
已完成 2014.2～2014.3 深入理解課題并做好材料的準(zhǔn)備工作，設(shè)計(jì)好課題進(jìn)展時(shí)間表，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
已完成 2014.3～2014.4 總結(jié)各種評(píng)價(jià)方式的優(yōu)劣性并給出自己的總結(jié) 部分已完成 2014.4～2014.4 對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行深入剖析與數(shù)據(jù)計(jì)算 2014.4～2014.5 論文撰寫(xiě) 2014.5
準(zhǔn)備答辯
五、進(jìn)度安排： 2014.1～2014.2 閱讀翻譯國(guó)外文獻(xiàn)
已完成 2014.2～2014.3 深入理解課題并做好材料的準(zhǔn)備工作，設(shè)計(jì)好課題進(jìn)展時(shí)間表，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
已完成 2014.3～2014.4 總結(jié)各種評(píng)價(jià)方式的優(yōu)劣性并給出自己的總結(jié) 部分已完成 2014.4～2014.4 對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行深入剖析與數(shù)據(jù)計(jì)算 2014.4～2014.5 論文撰寫(xiě) 2014.5
準(zhǔn)備答辯
六、指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽名： 年 月 日
七、開(kāi)題審查小組意見(jiàn)：
簽名： 年 月 日
大機(jī)組供熱改造后供熱量核算及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算論文
大機(jī)組供熱改造后供熱量核算及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算論文
摘 要:大機(jī)組供熱改造后,拓寬了經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域,提高了機(jī)組的競(jìng)爭(zhēng)力,隨之而來(lái)的是經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)、機(jī)組指標(biāo)的計(jì)算。本文詳細(xì)講述了供熱量的計(jì)算與核算,進(jìn)而通過(guò)建立中間系數(shù)供熱比來(lái)計(jì)算供熱經(jīng)濟(jì)參數(shù),明晰供熱改造為機(jī)組以致于企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
關(guān)鍵詞:大機(jī)組供熱改造;供熱量;供熱量核算;供熱比;供熱指標(biāo)。
一、供熱量的計(jì)算
(一)純蒸汽供熱機(jī)組供熱量的計(jì)算
機(jī)組供熱以汽輪機(jī)的一級(jí)或兩級(jí)抽汽混合供熱方式實(shí)現(xiàn),因受熱方采用混合式加熱器等原因不再將凝結(jié)水輸送回機(jī)組。此類(lèi)機(jī)組的供熱經(jīng)濟(jì)結(jié)算多以單位間約定的累計(jì)蒸汽流量與單位蒸汽價(jià)格乘積來(lái)進(jìn)行。為了計(jì)算機(jī)組的詳細(xì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),仍要進(jìn)行供熱量的計(jì)算,此時(shí)應(yīng)知道每一個(gè)采樣周期內(nèi)的蒸汽流量D0、蒸汽壓力P0、溫度T0。
供熱量計(jì)算公式為:Qg1=0.001/3600*∫D0*H0
即供熱量為每一個(gè)采樣周期內(nèi)瞬時(shí)蒸汽熱量在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的全積分。
Qg1:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的供熱總量,單位:GJ。
D0:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)每一采樣周期的瞬時(shí)蒸汽流量,單位:t/h。
H0:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)每一采樣周期的瞬時(shí)蒸汽焓值。其計(jì)算公式如下:
H0=2497.24+1.45702*T01.049+(0.20279415-2.75254*10-4 *T00.9739)-1 P0(1.54888-0.001448*T0) kJ/kg☆
上式中,p0單位為MPa;T0單位為℃。
(二)回收疏水供熱機(jī)組供熱量的計(jì)算
受熱方采用表面式加熱器,將蒸汽冷凝后的疏水仍采用升壓泵輸送回機(jī)組的供熱方式。計(jì)算其供熱量不能單純只知道每一個(gè)采樣周期內(nèi)的蒸汽流量D0、蒸汽壓力P0、溫度T0,還要同時(shí)知道一個(gè)采樣周期內(nèi)的疏水流量D1、溫度T1。
供熱量計(jì)算公式為:Qg2=0.001/3600*∫(D0*H0-4.22*D1*T1)
即供熱量為每一個(gè)采樣周期內(nèi)瞬時(shí)蒸汽熱量與疏水熱量之差在統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的.全積分。
Qg2:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的供熱總量,單位:GJ。
D1:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)每一采樣周期的瞬時(shí)疏水流量。在系統(tǒng)嚴(yán)密或機(jī)組補(bǔ)水量不大時(shí)應(yīng)約等于D0,單位:t/h。
T1:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)每一采樣周期的瞬時(shí)疏水溫度,單位:℃。
對(duì)提高機(jī)組背壓,將機(jī)組凝汽器冷凝用循環(huán)水直接供一級(jí)熱網(wǎng)的機(jī)組,也適用該公式。蒸汽參數(shù)以進(jìn)入凝汽器蒸汽參數(shù)計(jì)算,疏水參數(shù)以熱井內(nèi)冷凝水參數(shù)計(jì)算。
(三)瞬時(shí)供熱量的計(jì)算
為了掌握供熱瞬時(shí)量的大小,引進(jìn)了供熱功率,單位為GJ/s,即MW或kW,計(jì)算公式為:
純蒸汽供熱機(jī)組供熱功率:Pg1=D0*H0
回收疏水供熱機(jī)組供熱功率:Pg2=(D0*H0-4.22*D1*T1)
二、供熱比的計(jì)算
供熱比,顧名思義,是一個(gè)比值,是為了計(jì)算機(jī)組供熱期間經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)人為引進(jìn)的一個(gè)參數(shù)。它在數(shù)值上等于機(jī)組供熱總量與機(jī)組發(fā)電供熱總耗熱量的比值。
Rg=Qg/Qz
Qg:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的供熱總量,單位:GJ。
QZ:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的機(jī)組發(fā)電供熱總耗熱量,單位:GJ。
QZ=0.001/3600*∫[Dgr*(Hgr-Hgs)+Dzr*(Hzr-Hgp)+Djw*(Hzr-Hjw)]—該公式適用一級(jí)中間再熱、主汽減溫水來(lái)自給水的機(jī)組。
Dgr、Dzr:為每一個(gè)采樣周期內(nèi)過(guò)熱蒸汽、再熱蒸汽瞬時(shí)流量,單位:t/h。
Hgr、Hgs、Hzr、Hgp、Hjw:為每一個(gè)采樣周期內(nèi)過(guò)熱蒸汽、給水、再熱蒸汽、高排蒸汽、再熱蒸汽減溫水瞬時(shí)焓值,單位:kJ/kg。
給水、再熱蒸汽減溫水的焓值等于其溫度與比熱容系數(shù)4.22的乘積。
過(guò)熱蒸汽、高排蒸汽、再熱蒸汽的焓值在獲得其蒸汽壓力、溫度的基礎(chǔ)上套用標(biāo)☆處的公式,不再贅述。
顯而易見(jiàn),供熱比隨供熱量的增大而增加,隨機(jī)組發(fā)電供熱總耗熱量的減小而增大。
三、供熱量的核算
(一)售熱量
由于水網(wǎng)供熱有便于分配調(diào)節(jié),適合長(zhǎng)距離輸送等不可替代的優(yōu)勢(shì),決大多數(shù)城市供熱改造采用水網(wǎng)。各大機(jī)組的運(yùn)行與熱力公司的運(yùn)營(yíng)分屬兩個(gè)不同的企事業(yè)單位,在水網(wǎng)出口及各用戶入口都裝有熱量計(jì),這就是售熱量表,售熱量表計(jì)可以用公式來(lái)核算:
Qs=C*∫M*△t=4.22*∫Dg*(Tg-Th)
售熱量為統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)售熱量的全積分。
Qs:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)的售熱總量,單位:GJ。
Dg:統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)每一個(gè)采樣周期熱網(wǎng)供水瞬時(shí)流量,單位:t/h。
Tg:統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)每一個(gè)采樣周期熱網(wǎng)供水瞬時(shí)溫度,單位:℃。
Th:統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)每一個(gè)采樣周期熱網(wǎng)回水瞬時(shí)溫度,單位:℃。
因熱網(wǎng)供回水溫度有30℃以上的偏差,且熱網(wǎng)供水流量很大,即使在系統(tǒng)無(wú)泄漏的情況下,供回水的體積流量也有較大的偏差。
如測(cè)量流量的表計(jì)為超聲波流量計(jì),只能測(cè)量體積流量時(shí),要在供水體積流量前加一個(gè)修正系數(shù)才能轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流量,修正系數(shù)如下表(表1)。
質(zhì)量流量修正表(表1)
(二)售熱量與供熱量的對(duì)比
售熱量比機(jī)組來(lái)蒸汽的供熱量小,數(shù)值上前者應(yīng)為后者的98.8%-99.5%,但由于表計(jì)存在測(cè)量誤差、計(jì)算公式及算法存在擬合和內(nèi)差,售熱量在供熱量的98%-101%范圍內(nèi)都是正常的。
四、供熱機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
(一)供熱煤量指標(biāo)
a)供熱用標(biāo)煤量=供熱期間總標(biāo)煤量*供熱比
b)供熱用煤量=供熱期間總用煤量*供熱比
c)發(fā)電用煤量=總用煤量-供熱用煤量
d)發(fā)電用標(biāo)煤量=總用標(biāo)煤量-供熱用標(biāo)煤量
e)供熱煤耗率=供熱用煤量/供熱量 單位:kg/GJ或t/GJ
f)供熱標(biāo)煤耗率=供熱用標(biāo)煤量/供熱量 單位:kg/GJ或t/GJ
g)發(fā)電煤耗率=發(fā)電用標(biāo)煤量/發(fā)電量 單位:g/kwh
h)供電煤耗率=發(fā)電用標(biāo)煤量/供電量 單位:g/kwh
(二)供熱電量指標(biāo)
i)供熱用電量=供熱首站用電量+(廠用總電量-循泵電量-凝泵電量-供熱首站用電量)*供熱比 此公式適用于凝泵、循泵非變頻且供熱首站用電量由機(jī)組直接帶的機(jī)組。
j)機(jī)組供熱耗電率=機(jī)組供熱用電量/供熱量 單位:kWh/GJ
k)機(jī)組發(fā)電廠用電率=(廠用總電量-供熱用電量)/發(fā)電量
l)機(jī)組供電廠用電率=(廠用總電量-供熱用電量)/供電量
m)供熱用油量=(月累計(jì)用油量)*月累計(jì)供熱比
五、供熱機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)實(shí)務(wù)計(jì)算
(一)供熱機(jī)組各參數(shù):
機(jī)組1月1日8:00整瞬時(shí)參數(shù):機(jī)組負(fù)荷236MW、抽汽壓力為0.138MPa、抽汽溫度197.1℃、蒸汽流量237t/h、疏水溫度97℃、疏水壓力0.953MPa;熱網(wǎng)供水壓力0.909MPa、回水壓力0.351MPa、供水溫度92.2℃、回水溫度61.3℃、供水流量4832m3/h。
1月1日全天機(jī)組參數(shù):售熱量表計(jì)14387GJ、全天供熱量14571GJ、發(fā)電供熱總耗熱量59736GJ、全天發(fā)電量569.16萬(wàn)kWh、上網(wǎng)電量534.09萬(wàn)kWh、綜合廠用電量37.07萬(wàn)kWh、綜合廠用電率6.51%、發(fā)電廠用電量27.86萬(wàn)kWh、發(fā)電廠用電率4.90%、循泵耗電量50460kWh、凝泵耗電量6347kWh、#1機(jī)供熱6kV開(kāi)關(guān)電量2300kWh、#2機(jī)供熱6kV開(kāi)關(guān)電量37600kWh,當(dāng)日給煤機(jī)統(tǒng)計(jì)流量3349.0噸、來(lái)煤低熱值16420kJ/kg、合標(biāo)煤1878.7噸。
(二)供熱機(jī)組各計(jì)算指標(biāo):
a)實(shí)時(shí)售熱功率:Ps=4832*1000*0.96364*4.22*(92.2-61.3)/3600=167.33MW
b)實(shí)時(shí)供熱功率:Pg=237*1000*{2497.24+1.45702*T01.049+(0.20279415-2.75254*10-4 *T00.9739)-1 P0(1.54888-0.001448*T0) -97*4.22}/3600=237*(2888.5-406.12)/3.6=167.42MW。數(shù)據(jù)已相當(dāng)接近。
c)供熱比:Rg=Qg/Qz=14571/59736=0.2439
d)供熱用電量:QD=2300+37600+(370700-50460-6347)*0.2439=116458.5 kWh
e)供熱用標(biāo)煤量:QM=0.2439*1878.7=458.215噸。
f)供熱標(biāo)煤耗率:458.215/14387=31.45kg/GJ
g)機(jī)組供熱耗電率 116458.5/14387=8.095 kWh/GJ
h)發(fā)電煤耗率 (1878.7-458.215)/5691600=249.58g/kWh 較不供熱前的334g/kWh降94.48g/kWh。
i)機(jī)組發(fā)電廠用電率 [370700-2300-(370700-50460-6347)*0.2439]/5691600=5.128%
較不供熱時(shí)的6.4%下降1.272%。
注:本文所給所有積分求總量的公式中各瞬時(shí)量均為每秒采樣一次。
參考文獻(xiàn):
[1] 《水和水蒸汽熱力性質(zhì)簡(jiǎn)表