[发明专利]一种采暖热电联产机组供热能力提升方法及系统

说明书

本发明公开了一种采暖热电联产机组供热能力提升方法及系统，适用于燃煤热电联产机组为提升对外供热能力从而提高机组盈利能力，以目标需求匹配及静态投资回收期最低化为导向，提升供热能力。本发明提出的方法，厘清了热电联产机组在热、电双供应模式下采用不同供热能力提升方案的电出力‑热负荷‑机组能效的耦合机理，以静态投资回收期为寻优目标函数，统筹计量供热能力提升方案投资和收益，符合工程现场实际，适用于热电联产机组实施供热增容改造方案论证，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于火力发电领域，涉及一种采暖热电联产机组供热能力提升方法及系统。

背景技术

随着风、光等时变特性强的可再生能源高比例大规模并网发电，火电逐步由主体能源向基础能源转型。急需传统火电承担电网调峰、调频、调压等保障电网稳定运行任务，同时随着工业化和城市化进程的不断推进，工业蒸汽、居民采暖等集中用热需求快速增长，迫使火电机组向大热电比、高灵活性的方向发展。

现阶段热电联产机组以为200～600MW等级的机组为主，且大多采用中低压连通管抽汽技术(附图1)，该技术热电比通常较小。为满足日益快速增长的集中供热需求，扩大燃煤热电联产机组盈利能力，降低社会集中用热成本并提升安全可靠性，近年来多数燃煤热电联产机组纷纷实施供热能力提升改造。典型供热增容改造技术有高背压或低真空循环水余热回收技术(附图2)、低压缸零出力供热技术(附图3)、吸收式热泵梯级供热技术(附图4)、增设电极热水锅炉(附图5)、以及上述技术与电极热水锅炉的组合方案(附图6、7和8)。

上述的燃煤热电联产机组供热能力提升方案技术原理区别很大，部分技术方案的性能效果还受热网侧参数(热网循环水流量、供热回水温度)的影响，实施改造的投资及各方案下的供热负荷-供电负荷-标煤消耗也不尽相同。现有研究报道或涉及技术原理、或系统构成、或热-电-能效分布特性，但对于热电联产机组在热网参数、供热能力缺口、电网关于电调峰的补偿政策等变量约束条件下，如何在诸多方案中选择最优方案，目前尚无公开报道。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种采暖热电联产机组供热能力提升方法及系统，具体为，核算机组在连通管抽汽供热技术的最大供热能力，根据供热增容目标确定供热能力缺口；以连通管抽汽供热为基础，制定供热能力提升方案；提出以乏汽余热实际可利用热负荷是否大于机组总乏汽热负荷的0.95，作为与热网侧参数有关联的供热能力提升方案适用与否判断；就技术适用的供热能力方案，在锅炉BMCR工况蒸发量给定，分别计算各方案的最大供热负荷Q_max，并与总供热负荷Q_t对比，进行供热能力满足增容要求与否判定；就技术适用、供热能力满足增容要求的方案，确定各方案改造投资以及热负荷-电出力-标煤消耗关联特性；构建各方案在供电、供热及调峰服务下的盈利值计算模型，以静态投资回收期最低进行最佳方案寻优。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种采暖热电联产机组供热能力提升方法，包括以下步骤：

确定采暖热电联产机组当前最大供热能力以及供热能力提升目标；

建立供热能力提升的可选方案；

以乏汽余热实际可利用热负荷是否大于机组总乏汽热负荷的0.95为标准，判定可选的方案是否适用；

给定锅炉工况蒸发量，分别计算各方案的最大供热负荷，并与对外供热负荷对比，判定供热能力是否满足增容要求；

确定方案改造投资、供热负荷-电出力-标煤消耗关联特性；

构建供热能力提升方案在供电、供热及调峰服务下的盈利值计算模型，确定静态投资回收期最低的方案。

本发明的进一步改进在于：

确定采暖热电联产机组当前最大供热能力以及供热能力提升目标的具体方法包括：