石化自备热电厂几种设定运行工况下的经济性比较

摘要：作为以燃油为主的中石油自备电厂，随着燃料、动力成本的上升，经济性越来越差，效益空间越来越小，就大连石化自备热电厂具体情况，根据目前燃油和动力电的市场价格，对几种设定运行工况下的经济性进行比较，供同行业相关技术人员和领导运行决策参考。

关键词：高加；燃油价格；效益；汽轮机；减温减压器

中图分类号：F12文献标志码：A文章编号：1673-291X（2010）36-0140-02

引言

大连石化公司热电联合车间是以燃油和瓦斯为燃料的自备热电厂，随着公司新区投产，装置产用汽的增加，以及燃料、动力成本的上升变化，电厂运行方式的经济性、安全性需要放在公司大的层面统筹考量。比如，电厂自用汽的变化，对经济性的影响。下面设定几种运行工况，从自用汽变化，引发燃油消耗、发电产出等变动费用的量化分析进行经济性的比较。

比较计算的前提条件：（1）锅炉燃油按公司市场油价3 120元/吨；（2）电价按未上税的0.49元/度核算；（3）因为瓦斯烧量很低，锅炉按100%燃油、热效率按91%考虑；（4）汽轮机发电综合效率65%。

一、电厂高压加热器（下文简称高加）的投停对经济性的影响

（一）现状

定性分析，电厂高加取做过功（发电）的蒸汽给锅炉给水加热，这部分蒸汽冷凝成水后补充到锅炉，经锅炉加热变成蒸汽，再进入汽轮机发电，之后又凝成水补入锅炉，完成最为高效的热力循环（无冷源损失）。从这个意义上讲，高加回热加热越大，经济效益越大，但是回热温度越高一次性投资（高加材料设备）越大，产出比越小，因此在电厂回热设计上是有限定的。

目前电厂1#炉104℃给水，无回热设施。中压炉2#炉、3#炉共用两台高加，设计给水温度170℃（可短期104℃运行，但长期如此运行会引起尾部空气预热器露点腐蚀、锅炉在此工况下不能满发等系列问题），高压炉4#炉、5#炉、6#炉设计给水温度210℃（同样存在2#、3#炉的情况），分两级高加（一级高加170℃，二级高加210℃）。

下面分别核算每种高加投用经济效益。

（二）中压炉高加投用效益

回热蒸汽量=给水流量*（出水焓值-进水焓值）/（进汽焓值-疏水焓值）=22.48t/h。

回热蒸汽高效循环耗油=回热蒸汽量*（3.5Mpa435℃蒸汽焓值-1.0Mpa300℃蒸汽焓值）/41 800/锅炉热效率=0.15t/h（该过程耗电、水泵、风机等可忽略）。回热蒸汽高效循环发电量=回热蒸汽量/发电汽耗=1 248.89kw.h（1#机发电汽耗取18kg/kw.h）。效益=（电价*发电量-燃料油油价*耗油）*720=103 648元/月。油价达到4 079.71元/吨时，此高加效益为零。

（三）高压炉高加投用效益

1. 3#机高加

一级高加：计算方法同中压炉高加（3#机发电汽耗取11kg/kw.h）。效益=155 868元/月。

油价达到3985.93元/吨时，此高加效益为零。

二级高加：回热蒸汽量=给水流量*（出水焓值-进水焓值）/（进汽焓值-疏水焓值）=13.15t/h.。回热蒸汽高效循环耗油=回热蒸汽量*（9.0Mpa535℃蒸汽焓值-2.5Mpa390℃蒸汽焓值）/41800/锅炉热效率=0.088t/h（该过程耗电、水泵、风机等可忽略）。回热蒸汽高效循环发电量=回热蒸汽量*（9.0Mpa535℃蒸汽焓值-2.5Mpa390℃蒸汽焓值）* 汽轮机发电综合效率/3600=793.64kw.h。效益=（电价*发电量-燃料油油价*耗油）*720=82 313元/月。油价达到4 419元/吨时，此高加效益为零。

2. 4#机高加

一级高加：计算方法同中压炉高加（4#机发电汽耗取9kg/kw.h）。效益=315 306元/月。油价达到4 871.70元/吨时，此高加效益为零。

二级高加：4#机二级高加参数和计算方法与3#机二级高加相同。效益=82 313元/月。油价达到4 419元/吨时，此高加效益为零。

（四）结论说明

综上所述，高加的经济效益非常明显，设定停用高加一般情况下是不经济的。即使燃油价格高到一定程度，高加的发电效益已经不存在了，仍然不能长期停用高加：如果锅炉在104℃上水温度下运行，锅炉排烟温度偏低，无法保证在露点温度下运行，锅炉空气预热器会很快腐蚀泄露，漏风，使锅炉热效率大幅下降，导致锅炉带不满负荷，无法保证安全生产。夏季负荷低时，高压锅炉在170℃上水温度下运行，也会出现相同问题，所以，高加的安全作用更要大于经济作用，要确保完好投用。

二、电厂汽轮机开停对经济性的影响

同高加运行一样，电厂背压机运行没有凝汽纯电厂冷源损失，是高效的发电模式，理论上应当是尽可能使蒸汽通过汽轮机发电，但如果停用汽轮机，投用减温减压器，因为减温水的加入可增加10%以上的蒸汽，相当于减少对应的一部分燃料油消耗，在高燃油价情况下，可能效益逆转，下面通过考虑设定工况的各种参量变化，综合定量进行分析。

（一）1#机停运，投用减温减压器效益比较

若停用1#机，投减温减压器。

因投入减温水锅炉减少的发汽量=进汽流量*（1-减温水比例）*减温水比例=17.622t/h。减少燃料量=减少发汽量*76=1.339272t/h。此工况下每月损失效益=（发电量*电价-燃料油油价*减少燃料量）*720=519 459.38元/月。当油价达到3 658.7元/吨时，运行1#机没有效益。

（二）3#机停运，投用减温减压器效益比较

若停用3#机，投减温减压器，3#机二级高加也随之停用。

因投入减温水，锅炉减少的发汽量=[进汽流量*（1-减温水比例）-二级高加抽汽量]*减温水比例=24.647t/h。减少燃料量=（因投入减温水锅炉减少的发汽量+二级高加抽汽量）*76=2.873172t/h。此工况下每月损失效益=（发电量*电价-燃料油油价*因投入减温水而减少燃料量-燃料油油价*因停用二级高加而减少燃料量）*720=603 054.26元/月。当油价达到3 411.58元/吨时，运行3#机没有效益。

（三）4#机停运，投用减温减压器效益比较

若停用4#机，投减温减压器。计算同3#机停用，每月损失效益=2 730 116.1元/月。当油价达到4 324.87元/吨时，运行4#机没有效益。

（四）结论说明

综上所述，汽轮机的发电效益非常明显，在市场燃料价格为3 120元/吨的情况下，停用任何一台汽轮机，走减温减压器，都存在较大的发电效益损失。

三、经济性比较结果

以上第一部分和第二部分的经济性比较结果如下：

如此可以得出，在此油价条件下，不但不应该停用任何高加或汽轮机，反而应该保证设备完好投用，尽量提高效率，提高发电量，以创造更多的经济效益。所以不推荐停用任何一台高加或汽轮机来减少装置自用汽。应该细化管理，从减少设备泄露、减少热机设备切换、限制工艺指标、提高锅炉、汽轮机效率等项目入手，降低自用汽率，以达到少耗油，少耗汽，少用电，多发电的目的。

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