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，空氣質量達到優良的天數應逐年提高;京津冀、長三角、珠三角等區域細顆粒物濃度分
改造為給水加熱型燃氣—蒸汽聯合循環
圖4給出了改造為給水加熱型燃氣—蒸汽聯合循環的系統，仍保留燃煤鍋爐，這種方案的特點是：
圖4 給水加熱型燃氣—蒸汽聯合循環系統
(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。
優化原則
在燃煤電站改燃氣的設計優化中，應綜合考慮燃煤電站已運行的年限、現有設備可用度、系統效率最大化等因素，尋求既能使系統功率、效率最大化，增加投資最小化，又能滿足環保超低排放的最新要求的統一。
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，可以優先采用常規不補燃的聯合循環機組，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的匹配
目前，在常規的不補燃的聯合循環中，與分布式燃氣輪機相匹配的蒸汽輪機的參數都不超過高壓參數，因此，只有高壓參數以下的蒸汽輪機機組才有可能改造為常規的不補燃的燃氣聯合循環系統。
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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