热电联产项目可行性研究计算方法1

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1. 前言

热电联产项目建设在可行性研究阶段的工作重点是落实建厂的外部条件与热负荷。要根据建厂条件和热负荷的大小来决定建设的规模，并使建成的热电厂，在已知的热负荷条件下，热经济指标能达到国家所规定的数值，即符合国家计委计交能（98）220号文的要求，使之节约能源，真正是一个名副其实的热电厂。这就需要在可研工作中优化装机方案和进行热经济性指标计算。 为了得出正确的计算结果，必须廓清计算条件。为使已知的计算条件和将建成的实际运行的热电厂情况基本相吻合，需要从热负荷着手，如果热负荷估算的比较准确，也就是热产品市场比较准确，再如上电市场也就是上网电量估算准确，那么计算出来的经济指标才是比较准确的。因此本计算方法从热负荷的调查、核实、计算整理到最终确定设计热负荷的过程，就是尽量减少热负荷中的水分，使之和实际运行情况基本相符的过程。

根据设计热负荷绘制年持续热负荷曲线图、设计装机方案，拟订原则性热力系统，进行热平衡与热经济指标计算，选择出最佳供热方案。以上就是本计算方法的主要内容，并以实例演示计算的过程和计算的结果。

2. 热负荷及热负荷的调查与核实 2.1 热负荷

热负荷是指单位时间内热用户所需热量的总和。通常用吉焦/时或吉焦/年作为单位来表示。 热负荷按其用途分为生产性热负荷（含生产工艺性热符合、生产性采暖、通风空调热负荷）、热水负荷、采暖热负荷、溴化锂制冷热负荷。

热负荷按其时间分成常年性热负荷和季节性热负荷。常年性热负荷是一年四季都有的热负荷，如热水负荷、大部分的生产工艺性热负荷。季节性热负荷是一年中只有某个季节才发生的热负荷，如榨糖、粮食烘干等生产工艺热负荷，以及采暖、制冷热负荷。为了增加热电厂经济性，提高供热机组供热设备的利用率，应努力发展反向季节热负荷。如已有采暖热负荷，就应谋求发展溴化锂制冷热负荷。

生产性热负荷也称工业性热负荷，其他则称民用性热负荷。 2.2 热负荷的调查与核实 2.2.1 调查的内容

设计工作者需要向热用户进行热负荷的调查与核实工作。

对于工业用户要了解用气参数，用气量（包括采暖期和非采暖期的最大、平均、最小热负荷值），生产班制，检修时间（是全厂性停产检修还是轮流检修），用热的规律性，即一天之间的变化情况，主要产品的产量，单位产品的耗热量，对热负荷连续性的要求，产品的市场前景等。另外，还有现有锅炉的台数、型号、建成年月、容量、参数、蒸汽生产量（或锅炉给水量）、回水量；用煤量包括年用、月用、日用、班用原煤量，，小时的最大和最小用原煤量；原煤低位发热量；年运行时间；采暖或制冷的建筑面积、热指标、计算温度等。

对于采暖负荷，主要是向城市规划与建设部门了解各类需采暖的建筑物面积，向煤炭公司了解一个采暖期的用煤量与原煤的低位发热量，了解是连续供暖还是间歇供暖，又无热水负荷等。

对于新建项目的热负荷必须由主管部门批准的设计任务书作为依据，数据来自批准的该项目可行性研究报告或初步设计文件。将上述内容列成热负荷调查表（见附表1，附表2）。由筹建单位下发给热用户填写，或者是设计人员由筹建单位人员陪同到用户调查填写。 2.2.2 热负荷的核实

热负荷的核实工作是十分重要的，用户填写的调查表往往由于如下原因造成不够准确。 1） 填表人员有的对所调查的内容并不全面了解，填写时有的有随意性。 2） 但心供热量不能满足要求，因而夸大耗热量。 3） 未考虑市场情况及产品节能降耗情况。

热负荷的核实过程就是设计人员赴现场向热用户做面对面的调查，核实其填报材料的准确性，

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反验证，计算比较求实的过程。

合适计算的方法与下面所述的热负荷计算方法相同。 在科研报告中要反映重要的热负荷的核实过程。 3 热负荷的计算与统计整理 3.1 热负荷的计算

热负荷当用热浪单位计量时又称用热量或耗热量(kj/h或Gj/h)，热负荷当用蒸汽的重量单位时又称用气量（t/h），以用气量为单位时，应指明蒸汽参数。 3.1.1 生产工艺性热负荷的计算

生产工艺性热负荷根据已知条件的不同，而有几种不同的计算方法。但其计算结果应是一致的，可以互相校核的。

1） 已知热用户的产品产量及单位耗热量的计算方法

用户的生产工艺性热负荷（Qs）等于产品产量乘以单位产品的耗热量。

QsqsZ （3-1） qs----------产品单位耗热量(kj/t)或(kj/z)

Z-----------单位时间内产品产量，单位为重量获件数(t)或件数(z).

有的只有单位产品的综合耗能，那就需要把所含的电能耗剥离出去。 对于需要采暖的地区还要考虑生产性采暖热负荷。 2） 已知用户的原煤年消耗量和低位发热量的计算方法

当热用户的产品种类比较多，而单位产品的耗能量又不十分清楚的时候，可由用户的年耗煤量(Bl)求出其平均用热量(Qsp)。

QspBlQdw'glgdHS103(Gj/h) （3-2）

式中 Bl----------用户年耗煤量(t)

Qdw---------原煤低位发热量(kj/kg) 'gl--------分散供热锅炉年平均效率（0.3~0.7）

gd---------管道效率0.98 HS---------用户年用气时间 (h) 上述数据都可以从热用户调查核实得来。

'gl之不能取值过高，不能过于理想，不能取热力实验值或设计效率值，应取实际运行的年平均

效率，要考虑负荷率的不足，甚至停炉，压火等生产班制带来的效率低下的问题。另外还有锅炉排污量过大的问题，应该深入锅炉房调查核实求得。

当用户的年耗煤量(Bl)中包含着生产用煤量(Bls)和采暖用煤量(Bln)时

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则 BlBlsBln BlsBlBln （3-3）

BlnQnaQdwglgd'103(t) （3-4）

式中 Qna----------年采暖热负荷（GJ），由（4-8）式求得。

3) 已知锅炉生产的蒸汽量或给水流量的计算方法

用户的用气量（Ds）也可以根据用户的蒸汽流量表数据得出，当用户无蒸汽流量表时，也可根据锅炉的给水流量数据，扣除锅炉排污量得出。

DsD'(12)(t/h) （3-5）

式中 D----------用户给水流量(t/h);

'

2-----------锅炉排污率，根据调研得出，有的锅炉排污率达10%左右。

QsDs[i'gltbs(thtbs)] （3-6） 103(GJ/h）用气量与用热量之间存在如下换算关系，

式中 i'gl----------用户锅炉出口饱和蒸汽焓（kj/kg） tbs----------用户锅炉补充水焓，取tbs60kj/kg th-----------用户凝结水回水焓（kj/kg） -----------热望凝结水回水率（%）

3.1.2 采暖热负荷

采暖热负荷值的大小和变化的情况决定与建筑物的体积和室外空气温度。

QnXV(tBtH)10(GJ/h) （3-7）

3o式中 X-----------建筑物的采暖指标[kj/(mhC)]，X值取决于建筑物的构造，是常数。

63 V-----------建筑物的外围体积（m）

tB-----------室内需要保持的取暖温度，一般为18℃ tH-----------室外温度℃，它是变化的。

从（3-7）式可以看出采暖量是与室内外温度差(tBtH)成正比的，最大的采暖量是与室外最低温度相对应的。为了不使采暖尖峰热负荷过大，同时冬季极冷的时间很短，因此在选择室外计算温度时，故意忽视极冷室外温度，而把持续最冷的5天（120小时）的室外平均温度值作为设计室外计算温度(tHP)。因此，在采暖年持续热负荷曲线图上，采暖最大热负荷持续了120小时（见

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图4-1）。tHP值各地不一样，北京地区为tHP=℃。我国规定，一般黄河以北地区日平均气温达到5℃开始供热。随着人民生活水平的提高，现在长江流域也要求供暖。

采暖热负荷也可以根据建筑物的建筑面积乘以各类建筑物的采暖耗热指标求出。

QnqnS106(GJ/h） （3-8）

式中

《城市热力网设计规范》（GJJ34-90）中有qn----------采暖耗热指标，与建筑物的性质之有关。

规定，如目前城市住宅的采暖耗热指标为209~230kj/mh（包括5%的管网损失），见表3-1。 根据建设部建科[1997]31号文件，考虑采用节能材料，全面实施建筑节能50%的第二步指标，

因此集中供热的新建，扩建的居住建筑工程的这一指标将减少一半，指标取值由当地建委确定。

S-----------建筑面积（m）

表3-1 采暖热指标推荐值

建筑物类型 住 宅 居住宅综合 216 ~ 241 学校办公室 216 ~ 288 医院托 旅 馆 幼 234 ~ 288 216 ~ 252 商 店 食堂餐 影剧院大礼堂厅 展览 体育 馆 馆 414 ~ 504 342 ~ 414 414 ~ 594 22热指标 (kj/m2h) 209 ~ 230 234 ~ 288 采暖耗热指标qn是在计算室外采暖温度下，得出的单位平米采暖所需热量。在同一计算室外温度条件下，（3-7）式与（3-8）式应是等同的，求出的热负荷值一样，（3-8）式稍简单。

另外，共用建筑物和工业厂房还需要通风热量，这类负荷不但与室外温度还与通风换气倍数有关，一般这类负荷不是全昼夜都有，因此负荷变化较大 3.1.3 通风、空调冬季新风加热负荷

QtkKlQn(GJ/h) （3-9） 式中 Qtk-----------通风、空调新风加热热负荷（GJ/h） Qn-----------通风、空调建筑物的采暖热负荷(GJ/h) Kl-----------新风加热热负荷系数，取0.3~0.5。 3.1.4

溴化锂制冷热负荷

溴化锂制冷热负荷qL是季节性热负荷，以旅馆的溴化锂制冷热负荷qOL为基础，对其他建筑物则乘以制冷热负荷修正系数K2。

qLK2qOL kj/(mh) (3-10) 旅馆 qOL260kj/(mh)

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22办公楼 K21.2 图书馆 K20.5

商店 K20.8（营业厅） K21.5（全部）

体育馆 K23（按比赛馆面积） K21.5（按总建筑面积） 大会堂 K22~2.5 影剧院 K21.2（电影院） K21.5~1.6（大剧院） 医院 K20.8~1

上述指标乘以制冷建筑物面积即是制冷热负荷。

最大的制冷热负荷QLqLS，最小制冷热负荷QLmin0.7QL。 制冷负荷岁室外温度的大小而有一定变化。 3.1.5 生活热水负荷

计算居民区生活热水平均负荷Qshp的公式为：

QshpqshpS10(GJ/h) （3-11）

6qshp-----------生活热水热指标

用水情况 住宅无生活热水设备，只对公共建筑供热水 全部住宅有浴室并提供生活热水 热指标(qshp) kj/(mh) 9~10.8 54~72 2热指标已包括10%的管网损失在内，冷水温度较高时采用较小值，冷水温度较低时采用较大值。

生活热水最大负荷

QshpmaxK3Qshp （3-12）

K3-----------生活热水负荷修正系数，一般可取2~3。

生活热水最小负荷约为0.1 Qshp，仅为散热损失。

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3.2 关于热负荷的几个系数说明

在进行热负荷及进行供热方案的有关计算时，经常要用到如下几个系数。 3.2.1 热负荷折减系数 （K4）

热电厂一般要供多个热用户。我们在做可研时，各热用户最大、平均、最小热负荷相应累加值往往大于热电厂世纪运行值。为了克服这一现象，设计者在决定设计热负荷时，应考虑热负荷的折减系数。

热负荷折减系数（K4）设计热负荷（最大，平均，最小）（3-13）

各热用户热负荷的相应累加值（最大，平均，最小）造成这一现象的原因是由于热负荷的不同时性，即生产板置于检修时间安排的不同，使总热

负荷减少所致。

由于各工业热用户的最大负荷（指生产工艺热负荷），往往不是同时出现的，因而引入最大热负荷的同时率概念，当然最大热负荷同时率1。

对于累积的最小热负荷也有折减问题。主要原因是，虽然我们对于生产班制为一班的，二班的，考虑了最小热负荷是零，但对于三班制的最小负荷是按工艺要求需要的最小量考虑的，而在三班制热负荷中，有休息节假日的（有的可能是错开休息日），有安排检修的，事实最小热负荷为零。因而热电厂当以一年的运行小时数为统计单位来考虑最小热负荷时，最小热负荷应考虑折减系数。

最大最小热负荷有折减的问题，平均热负荷也考虑折减系数，取K4为0.7~0.9。 3.2.2 最大热负荷利用小时数H1

计算时段内累积的热负荷总量相对于在该时段内最大热负荷值下的运行小时数，称为最大热负荷利用小时数。

H1计算时段内累积的热负荷总量(h) (3-14)

该计算时段内最大热负荷值3.2.3 汽轮机年供热利用小时数H2

H2为汽轮机年供热量与同期内汽轮机额定供热量（扣除自用汽）之比。

H2汽轮机年供热量(h) (3-15)

汽轮机额定供热量（扣除自用汽）3.2.4 发电设备年利用小时数H3

供热机组的年发电量与供热机组额定功率的比值，即为发电设备年利用小时数。

H3供热机组的年发电量(h) (3-16)

供热机组额定功率3.2.5 热化系数

热化系数是指供热汽轮机额定供热量与最大设计热负荷之比。

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供热汽轮机额定的供热量（扣除自用汽） (3-17)

最大设计热负荷3.3 热负荷的统计与整理

热负荷的统计与整理的目的是要找出热用户的用热规律，负荷变化的大小与热电厂供热的联系与差异。使热电厂的设计热负荷和热电厂建成投产后的情况是基本相符的。 3.3.1 按用热规律求出热负荷变化值

热负荷计算中得出的热负荷有的只是平均热负荷或是最大热负荷。热负荷有的是季节性热负荷，有的是常年性热负荷，如果采暖与溴化锂制冷负荷都存在的情况，即应分明采暖期、制冷期、非采暖非制冷期，求出热负荷的最大、平均、最小值。对于采暖、制冷热负荷的最大、平均、最小值的变化情况可根据室外温度求出。对生产工艺负荷，室外温度的影响要小的多，主要是根据工艺过程加热升温、保温、生产班制情况求出最大、平均、最小热负荷的数值。 3.3.2 折算到热电厂出口的值

1） 热负荷按热量计算，热电厂供出的热负荷应等于用户的热负荷加上热网散热损失。采暖热

负荷已在热指标中考虑了。对于其它热负荷，考虑热用户用热的波动性与热负荷有折减问题，因此可以不考虑热网散热损失所造成的热负荷增加。 2） 含值折减

计算用汽量时应考虑，用户自供汽多为湿饱和蒸汽，计算中i'gl为干饱和蒸汽焓值，而热电厂供出的是过热蒸汽，焓值高。当所需热量一定的情况下，用汽量要减少，因此考虑焓值不同的折减系数。

设焓值折减系数为K5

i'gl （3-18） K5ic式中 ic为汽轮机组抽汽或排汽焓，如果实际几台机联合对外供热，则为这几台汽轮机抽汽或排汽的混合焓。

DcK5Ds （3-19）

Dc为汽轮机对外供汽量(t/h)。

3）负荷折减

正如上面3.2.1节所述，统计出用户的热负荷要乘以负荷折减系数(K4)后，才是要求的热源供出热量。

4 设计热负荷与年持续热负荷曲线

设计热负荷是将供热区域内核实的各热用户的热负荷分别按用户焓最大、平均、最小分别累计起来，并乘以折减系数得出。

根据3.3节的热负荷的统计与整理，最后得出的设计热负荷，它是机组负荷分配与求解热经济性的依据。设计热负荷表，如表4-1所示。

表4-1 设计热负荷表 时期

采暖期 9

制冷期 非采暖、制冷期 负荷 热负荷 热量（GJ/h） 汽量(t/h) 最大 平均 最大 平均 平均 最小 相同的设计热负荷，由于装机方案不同，供热汽轮机的抽、排汽焓值不同，供汽量会有出入。 4.2 年持续热负荷曲线

年持续热负荷曲线能反映出不同的装机方案的供热机组之间的负荷分配情况，并能直观的表达出汽轮机年供热量与尖峰供热量的大小。 4.2.1 年持续采暖热负荷曲线

由式（3-7）可以看出，采暖热负荷的大小，随室外环境温度的变化而变化。如果把一个采暖期内的热负荷按其大小及持续时间依次排列绘制成图，即为年持续采暖热负荷曲线图，如图4-1所示。

图4-1中，第一象限中反映的是不同采暖热负荷所持续的时间。如果是使用热水采暖，又采用二级加热，则需低压的可调气源，本土反映出基本与尖峰热负荷的分配情况。

图4-1中，第二象限反映出热负荷随外界环境温度变化的情况，是线性关系，如热水采暖采用质调节时，还反映了供、回水温度随室外环境温度变化的情况。

图4-1中，第三象限反映了室外温度变化与持续时间的关系。它所形成的曲线形状，决定了持续热负荷的曲线形状。因为他们有互相对应的关系，所以持续热负荷曲线是去其尖端的下凹形曲线。去其尖端，是因为最冷120小时的采暖热负荷不保证。

图4-1中，第四象限反映的是时间一致性。室外温度持续的时间与采暖热负荷持续的时间是一致的。

图4-1中，第一象限的曲线就称为采暖年持续热负荷曲线。对于热水采暖系统，往往配套绘制第二象限的曲线，以利反映基本加热器和尖峰加热器的负荷分配情况。第三、四象限的曲线由于没有其它用途，一般不绘出。

上面介绍的是依据采暖期室外温度变化的持续时间曲线，绘制年持续采暖热负荷曲线图的情况。说明了年持续采暖热负荷曲线绘制的依据和方法。但是天气温度变化的持续时间数据的取得是比较繁琐的，一年的数据还不十分准确，最好取连续三年的平均值。因此可以采取其它比较简便的方法。下面介绍两种近似方法：

第一种近似方法：最大采暖热负荷可由公式（3-8）求出，最小采暖热负荷(Qnmin)可按下式求出

Qnmin=QntB5(GJ/h) （4-1）

tBtHP采暖期总时数已知，就可以在热量（Q）与时间（h）的坐标图上绘出近似的年持续热负荷曲线。在坐标0点的热量坐标轴上取最大的采暖热负荷值（Qn）,平行120小时与在采暖时间的终点上取的最小热负荷值（Qnmin）构成两点，在两点之间，连接一条下凹形曲线，其曲线在坐标轴之间所形成的面积，即为全年采暖热负荷，也是比较符合实际的。

第二种近似方法：利用哈尔滨建工学院所提出的近似公式，求取数据，绘制年持续采暖热负荷曲线，只需要采暖室外计算温度tHP，平均室外温度tH，采暖期天数N即可绘制出采暖年负荷曲线，其相对热负荷平均牌差不超过1%，最大偏差率一般不超过5%，采暖期总耗热量的相对

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误差在1~2.85%范围内。

t'HtHPN'5 （4-2）

tH(5tHP)Rn5N'N q'qN'5GJ/h （4-3） b(1R)q5N'N0nRn-----------无因次参数，代表无因次天数。

Rnb-------------采暖修正系数

bN'5h'120 (4-4) N5h1205tP (4-5)

tPtHP-----------修正系数

Nh (4-6) N5h1200-----------系数

05tHP (4-7)

18tHP按上述公式并根据新的《采暖通风与空调设计规范》有关资料计算我国北方地区20个城市的

0及b值见表4-2

表4-2 系数0及b值表（采暖期天数5℃天数）

城市 采暖室外计算温度tHP 哈尔滨 佳木斯 牡丹江 长春 乌鲁木齐 沈阳 通辽 呼和浩特 银川 丹东 西宁

采暖期天数N 179 183 180 174 157 152 167 171 149 151 165 采暖室外平均温度tP -9.5 -10.2 -9.1 -8.0 -8.5 -5.7 -7.3 -5.9 -3.4 -3.0 -3.2 11

系数0 采暖修正系数b 0.910 0.998 0.981 0.897 1.042 0.831 1.004 0.857 0.742 0.744 0.856 -26 -26 -24 -23 -22 -19 -20 -19 -15 -14 -13 0.705 0.705 0.690 0.683 0.675 0.649 0.658 0.649 0.606 0.594 0.581 太原 大连 兰州 北京 天津 石家庄 济南 西安 郑州 -12 -11 -11 -9 -9 -8 -7 -5 -5 144 132 135 129 122 117 106 101 102 -2.1 -1.5 -2.5 -1.6 -0.9 -0.2 0.9 1.0 1.6 0.567 0.552 0.552 0.519 0.519 0.500 0.480 0.435 0.435 0.730 0.695 0.904 0.909 0.737 0.669 0.510 0.652 0.496 4.2.2 生产工艺热负荷的年持续热负荷曲线

生产工艺热用户在一年之中的用热时间长短是不同的。热电厂一年供热时间有多长，主要由热用户的用汽时间决定。如果是三班制生产热负荷，则热电厂全年供汽时间可定为8760小时。如果以热量（Q）为纵坐标，以时间（h）为横坐标，坐标原点为0，在原点处的纵坐标上取最大生产热负荷值，在横坐标8760小时处的纵坐标上取最小生产热负荷值，两点之间连接一直线，这一直线和坐标之间所包括的面积，代表了生产热负荷的年供热量。如图4-2所示。 Q(GJ/h)

8760(h)

图4-2

4.2.3 年持续热负荷曲线的叠加

如果供热汽轮机只有一级对外抽汽，也就是说对外供热只有一个压力等级的气源，这时也可把采暖、制冷等热负荷和生产热负荷分别进行叠加，如图4-3所示。 4.2.4 全年供热量计算

全年供热量（Qa）等于各典型供热工况的热负荷乘以所持续的时间，或为平均热负荷乘以相应的时间。

年采暖供热量(Qna)为采暖持续热负荷曲线和坐标轴之间包含的面积所表示的热量。可用多种办法近似求出，如

Qna24Qn[N0(N5)/(1b)](GJ) （4-8）

5 装机方案的选择与方案比较 5.1 供热机组的机型及其选型原则

供热机组的机型有背压机、抽背机、抽凝机、两用机等。热负荷平稳可以选择背压机型；抽

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背机实质上也是背压机；热负荷波动较大，只能选择抽凝机；以采暖热负荷为主的应优先考虑两用机型，两用机型一般都是单机容量100MW级以上的大型凝汽机组，用中、低压气缸连通管上打孔抽汽供热采暖，一般适宜于北方的大中城市。 5.2 决定装机方案的条件

决定装机方案的条件有：

1） 热负荷的大小及类型：热负荷答应选高参数、大容量机组，大市城市中心也不宜建大型燃

煤供热机组;

2） 厂址条件。有建大厂的条件而建小厂，未能地尽其用，也不太好； 3） 燃料性质的好坏与供应的可靠性； 4） 符合环保要求； 5） 建设资金落实情况。 5.3 装机方案的拟定与方案比较

通过对供热机型与建厂条件的了解，我们可以进行装机方案的拟定，步骤是：

1）首先要贯彻综合权衡、因地制宜的方针，确定热电厂的最终规模是大容量（200MW及以上）、中容量的（200MW以下），还是小容量的（50MW及以下），以此决定选择机组的新汽参数是亚临界的、或是超高压参数，还是高参数，或次高压参数、中参数的。这样，装机方案的拟定就可以限定在一个较小的范围内。

2）对拟定的装机方案应进行综合分析。有的方案一分析就可以排除，如次高压、中参数同一容量的机型组成方案，肯定是次高压的胜过中压的，已有定论就不要再比较。还有，如果选择单机容量大的方案，虽然经济性较好，但供热不可靠，有没有可行的补救措施，这种方案也不可取。通过综合分析比较，可以筛选出两个方案进行技术经济比较决定。首先应进行热经济指标计算。

3）列出装机方案热经济指标计算结果比较表，如表5-1所示。

表5-1 装机方案热经济指标计算结果比较表 序号 项目 单位 采暖期 最大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 热负荷 热量 汽量 GJ/h t/h t/h t/h GJ/h t/h KW GJ/h t/h t/h Kg/kWh 平均 第一方案 制冷期 最大 平均 非暖、冷期 平均 最小 采暖期 最大 平均 第二方案 制冷期 最大] 平均 非暖、冷期 平均 最小 汽机进汽量 汽机对外供汽量 对外供热量 汽机凝汽量 发电功率 锅炉减压减温供热量 锅炉蒸发量 尖峰锅炉供汽量 发电年均标准煤耗 13

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 综合厂用电率 供单位热量耗厂用电量 发电厂用电率 供电年均煤耗率 供热年均标准煤耗 汽机年供热量 年发电量 年供电量 机组发电年利用小时数 年供热量 全年耗标煤量 热化系数 年均全厂热效率 年均热电比 全年节约标准煤量 % kWh/GJ % Kg/kWh Kg/GJ GJ/a kWh/a kWh/a H GJ/a t/h % % t/a 6 供热机组的热经济性指标 6.1 热电联产的总热效率rd

国家计委计交能（98）220号文规定:

总热效率（供热量＋发电量×3600千焦/千瓦时）/（燃料总消耗量×燃料单位低位热值）×100%

总效率年平均应大于45%。

因此，新建热电厂的年平均全厂热效率rd可用下式求出： rd式中

0.0036P(a)Qa29.308Ba100% （6-1）

P(a)：热电机组全年发电量（kWh/a） Qa：热电厂全年供热量（GJ/a） Ba：热电厂全年耗标准煤量（t/a）

6.2 热电联产热电比()

国家计委计交能（98）220号文规定:

14

热电比()供热量/（发电量×3600千焦/千瓦时）×100%

（1）单机容量5万千瓦以下的热电机组，其热电比年平均应大于100%。

（2）单机容量5万千瓦至20万千瓦以下的热电机组，其热电比年平均应大于50%。 （3）单机容量20万千瓦及以上的抽凝两用供热机组，在采暖期热电比应大于50%。 根据上述规定，新建热电厂的年平均热电比(p)可由下式求出，并且该值应满足上述要求。

pQa100% （6-2）

0.0036P(a)6.3 热电成本分摊比(r)

热电成本分摊比是采用热量法来分摊热、电成本时，供热所占的百分比，用p表示，即为热电厂供出的热量占锅炉有效热量的百分数。 r 式中

Qgr103D0g(i0t1)DRIR100% （6-3）

Qgr：单位时间内热电厂的供热量（GJ/h）

D0g：单位时间内锅炉产出的新蒸汽量,其为汽轮机进汽量与减温减压新蒸汽量之和（t/h）

（只有再热机组才有此项）。 DR：单位时间内的再热蒸汽量（t/h）

6.4 热化发电率（）

热化发电率又称电热比，是供热汽轮发电机组的热化发电量与供热量之比。

PrQ(T) （kWh/GJ） (6-4)

Pr：供热汽轮发电机组的热化发热量（kWh）

Q(T)：汽轮机的供热量（GJ）

热化发电率是供热机组的性能指标，值高说明供同样的热，在该机组中转化成电功的能量较多，经济效益好。

热化发电率也等于1公斤汽轮机抽汽或排汽的循环功所转化的电功与该公斤蒸汽供出的热量之比。

式中

Wcjda106/[3600(ictc)] （kWh/GJ） （6-5）

Wc：1公斤汽轮机抽汽或排汽所作的循环功（kWh）

Wccq0(ictc) kj/kg （6-6）

15

c：抽、排汽1公斤是的锅炉进水系数，此处也是汽轮机的进汽系数。ac可由马芳礼高级工

程师的循环函数法求出。

c也可以写成：

c1x

1na1nx：为加热1公斤回水或补给水的相关各级的回热抽汽量之和。

q0：1公斤锅炉给水变成新蒸汽在锅炉内的吸热量和在回热系统中吸收的废热之和。

对于非再热机组： q0(i0t1tf) （kj/kg ） （6-7） 对于再热机组： q0(i0tRIRttf) （kj/kg） （6-8） 式中

R是再热系数，可由1减去高压缸回热抽气所占份额后得出。

IR：再热焓升（kj/kg）

tf：给水在给水泵中的焓升（kj/kg）

也可以写成如Wc也是一公斤供热的蒸汽连同其相应的回热抽汽在汽轮机内膨胀所作的内功，下式。

对于非再热机组： Wc(i0ic)1nx(i0ix) （kj/kg） （6-9）

对于再热机组： （6-9）是要加上再热焓升IR。

对于背压式供热机组所发出的电量全部是热化发电量，值采用（6-4）时也很方便。

对于抽汽凝汽式供热机组，其发电功率是混合在一起的，但是可以把它看成是背压式供热机组和凝汽式机组的叠加，其热化发电率用（6-5）是求出比较方便。 7 原则性热力系统的拟定与热经济指标计算 7.1 原则性热力系统的拟定

要进行装机方案比较，就需要计算热经济指标。首先，应拟定原则性热力系统，以利于进行汽水量平衡和热平衡计算。原则性热力系统包括供热机组的回热系统与锅炉排污扩容系统和减温减压供热系统等。拟定装机方案，首先确定供热机型，进一步依据燃料性质和机炉容量、参数匹配情况，并考虑供热的可靠性，就可以决定锅炉炉型、台数和参数。

一个典型的原则性热力系统，包括锅炉、汽轮发电机组、凝汽器和凝结水泵（背压机型无此设备）、回热加热器、除氧器、锅炉排污扩容器、给水泵、减温减压器等装置，用管道连接起来，构成汽、水循环系统。

在拟定好的原则性热力系统图上，标出个点的汽水参数，进行热平衡计算，并将计算结果，

16

即各点的汽水流量，标记在图上，这时的原则性热力系统图成为一张热平衡图。 7.2 经济指标计算

经济指标分热经济性指标和技术经济指标。热经济指标在原则性热力系统拟好后就可以计算。技术经济指标要等投资估算出来以后，才能求出计算结果。 7.2.1 计算目的

1） 热平衡计算得出的汽水管道流量，是设计人员选择汽、水管径的依据。

2） 为方案比较提供依据，优化的方案要达到或超过国家界定热电厂的经济指标。 3） 为财务分析提供数据，如产品单耗、年产量、厂用电量等。 7.2.2 计算步骤与计算公式

1） 根据核实了的热负荷，确定设计热负荷，绘制年持续热负荷曲线。

2） 进行典型工况的热平衡计算，在该供热工况下，汽轮机的供热抽汽量（D0），根据热负

荷，是已知的；发电功率（P）也设为定值，那么就可以求出汽轮机进汽量（D0）、各级抽汽量Dx、凝汽量DK，求出的DK应不小于最小凝汽量DKmin，以防汽轮机低压缸发热，影响安全，它与汽轮机末级叶片长度有关，通过汽轮机厂得到DKmin的数值，一般

DKmin=0.08~0.1D0。

D0Di1nxDcDK （t/h） （7-1）

如果已知Dc、D0也可以求出DK、P。 DKD0Di1nxDc （t/h） (7-2)

DK≥DKmin,否则要减少Dc或增大D0。

无再热的机组的发电功率： P[D(ixx1n0ix)Dc(i0ic)DK(i0iK)]jd/3.6(kW) （7-3）

i0：汽轮机进汽焓值(kj/kg) ix：各级回热抽汽Dx的焓值(kj/kg)

ic：抽汽焓值(kj/kg)

iK：汽轮机的排汽焓值(kj/kg)

j：汽轮发电机组机械效率

17

d：发电机效率

对于再热机组，求发电功率时，（7-3）式中要再加上再热蒸汽流所做的功。

锅炉排污扩容蒸汽和汽轮机的轴封漏气引入回热系统也会引起D0、Dc、DK、P变化。做方案比较应抓住主要矛盾，忽略次要的因素，但比较基准要一致。

D0、Dc、DK、P四个量，只要已知两个，就可以求解其他的两个。可选择的计算方法有

很多种，包括热平衡法、循环函数法、等效焓降法等。设计者可以采用自己熟悉的方法进行计算，参见下节计算举例。

3）锅炉蒸发量(Dg)、给水量(Dw)、补充水量(Dbs)

锅炉的蒸发量等于汽轮机的进汽量（D0）加汽水损失量(DL)和减温减压新蒸汽两(D0j)。 DgD0DLD0jD01DgD0j （7-4） 式中 1汽水损失率，一般1=3%左右。 锅炉给水量等于锅炉蒸发量加锅炉排污水损失。

DwDg2Dg （7-5）

式中

2锅炉排污率，由化学水专业提供，一般取2=0.01～0.03。

锅炉排污水一般经过排污扩容器，回收部分蒸汽和热量。锅炉补充水量等于汽水损失和锅炉排污水及供热水之和。

Dbs1Dg(11)2Dg(1)Dc （7-6） 式中

1为排污水扩容产汽率。

4） 锅炉的标准煤消耗量(B0) B0Dg(igtRIRt1)Dg2(t0t1)QDWgL(t/h) （7-7）

式中 ig：锅炉出口焓值(kj/kg) t1：锅炉给水焓值(kj/kg) t0：锅炉汽包饱和水焓值(kj/kg)

gL：热电厂锅炉实际运行平均效率，应比设计效率低，可取比设计效率低3～5%。 计算出锅炉额定蒸汽量下的原煤消耗量，为输煤系统设计提供依据。由于Dg2(t0t1)值较

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小，为计算简便，可略去不计。

5） 发电设备年利用小时数(H3)，它由与电网签订的协议决定，一般取H3=5500小时。 6） 年发电量（P(a)）

P(a)PHH3 (kWh) （7-8）

PH：汽轮发电机组额定发电功率(kW)。

7）全年供热量(Qa)

全年供热量是由年持续热负荷曲线和坐标轴之间所包围的面积决定，也可以由平均热负荷值乘以年供热时间得出。

8）汽轮机年供热量(Qa(t))

由年持续热负荷曲线，根据机组热负荷分配，供热工况线以下与坐标轴之间所包围的面积，即为汽轮机年供热量，它等于Qa减去锅炉减温减压年供热量(GJ/a)。

9）汽轮发电机组的发电热耗率(HR)

D0(11)(i0t1RIR)Dc[ictsw(tctsw)]103HR(kj/kWh)（7-9）

P式中 tc：抽汽的凝结水焓值(kj/kg) tsw：生水焓值(kj/kg)

10）汽轮发电机组的发电标准煤耗率(bd) bdHR (kg/kWh) （7-10）

29308gLgd11）汽轮发电机组发电的年平均标准煤耗率(bdp)

bdp等于各典型工况下bd的加权平均值，可以由下式计算。

bdpbdkP(a)KbdrP(a)rP(a) (kg/kWh) （7-11）

式中 bdk：凝汽发电标准煤耗率(kg/kWh) bdk(D0DL)(i0t1)DRIRDpw(t0t1)29308PgLgd (kg/kWh) （7-12）

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或

bdkdk(i0t1RIR) (kg/kWh) （7-13）

29308gLgdLpLp：考虑排污和全厂性汽水损失的系数，可取Lp=0.95

bdr：热化发电标煤耗率(kg/kWh)

bdr3600 （7-14）

29308jdagLgdLpP(a)r：年热化发电量 P(a)rQa(T)(kWh/a) （7-15） P(a)k：年凝汽发电量 P(a)kP(a)P(a)r(kWh/a) （7-16）

：热化发电率(kWh/GJ)；可以按（6-4）式或（6-5）式求出。

12）综合厂用电率()

根据炉型和热介质输送方式决定综合厂用电率，也可以参照现有同类电厂取值。 13）供热厂用电率(r)

对燃煤电厂供热厂用电率(r)可参照集中锅炉房的厂用电率。燃煤链条炉供单位吉焦热的用电量r5.73kWh/GJ，对于容量为75t/h及以下的循环流化床锅炉和煤粉炉，根据下式进行修正。

r5.73[12(gL0.8)] （kWh/GJ） （7-17）

rrQr/P(a)(%) （7-18）

gL：锅炉的年运行平均效率。

对于采用容量为75t/h以上的锅炉，r 值不用（7-17）式修正，可直接取r5.73kWh/GJ 14）发电厂用电率(d)

dr (%) (7-19)

对燃油或天然气的热电厂，可根据同类规模燃用同样优质燃料的凝汽式电厂的厂用电率，设定一个该厂用电率略低的值为所设计的发电厂用电率(d)，再求r值，r≤5.73才合理。

15）平均供热标准煤耗率(brp)

20

brp16）年耗标准煤量(Ba)

34.12gLgdrbdp (kg/GJ) (7-20)

Ba[bdp(P(a)rQa)brpQa]103 （t） （7-21）

17）年平均供电标煤耗率(bgp)

bgpbdp/(1d) (kg/kWh) 18）年节约标准煤量(Bj)

年节约标准煤量(Bj)等于年供热节约标准煤量加上年供电节约的标准煤量。

B34.12j['0.415.73)brp]Qa(0.41bgp)(1d)P(a)103(t/a)glgd式中 0.41时供电煤耗值(kg/kWh)，去略低于全国平均供电标煤耗量。 19）年平均全厂热效率(ra)，同（6-1）式。

0.0036P(a)Qara29.308B100% a要求ra≥45%的方案才成立。

20）年平均热电比(p)，同（6-2）式。

Qap0.0036P100% (a)热电比之应符合国家计委计交能（98）220号文的要求。 21）热化系数()

QHCQ max式中 QHC：供热汽轮机额定供热量之和（扣除自用汽(GJ/h)）； Qmax：最大设计热负荷(GJ/h) 8 计算举例 8.1 例题1

21

7-22） （7-23）

(7-24)

（7-25）

（7-26）（ 以某地区工程情况为例计算并说明。 一、设计热负荷与年持续热负荷曲线 热负荷包括：

1） 工业生产用汽负荷 2） 冬季厂房采暖用汽负荷

该地区采暖期97天，室外采暖计算温度-5℃，采暖期平均温度1.7℃。 根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，注意将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见表8-1。用户处工业用汽负荷总量采暖期最大为157.08t/h，折算汇总到电厂出口处为148.71t/h。

工业热负荷折算到热电厂供汽出口处，乘以0.9的折算系数，并按供热焓值计算出供热量，见表8-2。根据设计热负荷，绘制采暖热负荷持续曲线图和年热负荷持续曲线图，见图8-1、8-2。

表8-1 热负荷汇总表

项目 单位 最大 用户热负荷 工业 采暖 折算到热电厂出口的负荷 工业 采暖 t/h t/h t/h t/h 157.08 33.89 148.71 31.89 采暖期 平均 123.19 23.73 116.63 22.34 最小 98.66 19.15 93.39 18.02 最大 92.25 87.34 非采暖期 平均 76.92 72.82 最小 61.56 58.28 表8-2 热电厂设计热负荷

项目 单位 最大 工业蒸汽热负荷0.98MPa 268℃ 采暖蒸汽热负荷0.98MPa 268℃ 合计 t/h GJ/h t/h GJ/h t/h GJ/h 133.84 385.0 31.89 73.51 165.73 458.51 采暖期 平均 104.97 301.91 22.34 51.46 127.31 353.37 最小 84.05 241.76 18.02 41.54 102.07 283.30 最大 78.61 226.1 78.61 226.1 非采暖期 平均 65.54 188.51 65.54 188.51 最小 52.45 150.87 52.45 150.87 二、装机方案的拟定

根据热电厂设计热负荷和建厂条件，热电厂最终规模是50MW以下，由于采暖热负荷占整个负荷量比重不大，所以不建热水网。采暖用汽和工业用汽同管输送，因为拟定以下二个装机方案：

1） 方案一

1×CC12-4.9/0.98/0.17型双抽汽供热式次高压汽轮发电机组； 1×B6-4.9/0.98型背压供热式次高压汽轮发电机组； 3×75t/h次高压循环流化床锅炉。 2）方案二

2×C12-4.9/0.98-3型单抽汽供热式次高压汽轮发电机组； 3×75t/h次高压循环流化床锅炉。

三、汽轮机热力特性资料与原则性热力系统拟定及其计算

22

1）热力特性资料

方案一参照武汉汽轮机厂汽机的热力特性，CC12额定进气量92t/h，最大进气量104.4 t/h，第一级调整抽汽量30～50 t/h，第二级调整抽汽量30t/h。方案一的计算原则是，让B6汽机尽量多供热负荷，CC12汽机第二级调整抽汽作热电厂补水加热用汽。

方案二汽机参照南京汽轮机厂汽机的热力特性，C12额定进汽量113t/h，调整抽汽80t/h。 两个方案汽机个别参数略有不同。

2） 方案一原则性热力系统见图8-3，方案二原则性热力系统见图8-4。 3） 热力系统计算 a）参数及符号说明

锅炉蒸发量 锅炉排污量 排污扩容蒸汽量 排污水量 全厂汽水损失量 锅炉给水量 锅炉补充水量 锅炉减温减压汽量 锅炉减温减压外供汽量减温减压喷水量 循环流化床锅炉效率 采暖期取 非采暖期取 加热器换热效率 CC12机组机电效率 B6机组机电效率 C12机组机电效率 b）计算条件 设定

Dg t/h Dpw t/h Dp t/h Dps t/h DL t/h Dw t/h Dbs t/h D0j t/h Dj t/h Dw t/h gL 0.83 0.81 0.98 0.925 0.915

0.925 B6汽机进气量 B6汽机高加用汽量 B6汽机外供汽量 CC12汽机进汽量 CC12汽机高加用汽量 CC12汽机外供汽量 CC12除氧器用汽量 CC12生水预热器用水量 CC12低加用汽量 CC12凝汽量 C12汽机进汽量 背压汽机高加用汽量 背压汽机外供汽量 背压汽轮机进汽量 23

D0b t/h D1b t/h Drb t/h D0 t/h D1 t/h Dr1 t/h D2 t/h D2s t/h D3 t/h Dk t/h D0 t/h D1b t/h Drb t/h D0b t/h 锅炉排污量： Dpw0.02Dg 汽水损失量： DL0.03Dg c) 锅炉减温减压供热系统计算公式：

D0jDwDj

3283.7D0j437Dw2981Dj 3283.7D0j437(DjD0j)2981Dj

Dj1.119D0j

DwDjD0j0.119D0j

d) 求汽轮机进汽量、各级抽汽量、发电功率及供汽量。

对于方案一：B64.9/0.98CC124.9/0.98/0.17375t/h进行热力计算

Dg(D0D0bD0j)/(10.03)1.031(D0D0bD0j) Dpw0.02Dg0.021(D0DobD0j) DgsDgDpw1.052(D0DobD0j)

锅炉排污系统计算：

DpwDpDps

12070.98Dpw2647Dp437Dps

Dp(12070.98437)/(2647437)Dpw0.007088(D0DobD0j)DpsDpwDp0.013912(D0DobD0j)

不考虑回水，则补充水量为

Dbs(Dr1DrbDj)DLDps

(Dr1DrbDj)0.031.031(D0DobD0j)0.013912(D0DobD0j) (Dr1DrbDj)0.044842(D0DobD0j)

B64.9/0.98热力系统计算公式：

设定B64.9/0.98型汽轮机排汽只带本身高加自用汽，则

(2981667.4)0.98D1b1.052(636437)D0bD1b0.09233D0b

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B6机外供汽量：

DrbD0bD1b0.90767D0b

B6机发电功率：

P[(3283.72981)D0b0.915]/36000.0769D0b

CC12-4.9/0.98/0.17热力系统计算公式： 对高加进行热平衡计算：

(2981667.4)0.98D1(636437)1.052(D0D0j)D10.09233(D0D0j)生水预热器的热平衡：

计算时考虑了20%的化学水处理水量损失。

(2698437)0.98D2s1.2(167.4762.8)DbsD2s0.056685(Dr1DrbDj)0.0025419(D0D0bD0j)低压加热器热平衡计算：

(2583338.5)0.98D3(297.0133.98)(D3Dk)D30.08005Dk除氧器热平衡计算：

0.98[2698D2146.5Dbs437D2s667.4(D1D1b)297(D3Dk)2647Dp]437[1.052(D0D0bD0j)0.119Doj]D20.1412216(D0D0bD0j)0.0196614D0j0.0635(Dr1DrbDj)0.118898Dk 汽量平衡：

D0D1Dr1D2D2sD3DkDk0.79478D00.149574D0b0.26609D0j1.0333245Dr10.00709(DrbDj)CC12电量计算公式：

P0.925[(3283.72981)(D1Dr1)(3283.72698)(D2D2s)(3283.72583)D3(3283.72311.45)Dk]/3600jd0.925Dk4.060222P0.11698D00.087827D0b0.128754D0j0.31158Dr10.0041634(DrbDj) 代入前汽量平衡式，则

D04.45317P0.067723D0b0.1506274D0j0.7915948Dr10.00321(DrbDj)

上面推导出了汽机进汽量（D0）、凝汽量（Dk）与发电功率（P）和供汽量（Dr）之间的关系,现将有关数据代入上述推导公式计算，可计算出方案一在采暖期最大热负荷工况下汽机、锅

25

炉等各部分实际用汽量。

根据热负荷165.73t/h、锅炉蒸发量3×75t/h，扣除汽水损失3%后为218.25t/h

设B6汽机进汽量78t/h，CC12汽机进汽量104.4t/h，则锅炉可供减温减压供汽的蒸汽量为：

D0j2250.9778104.435.85t/h

减温减压外供汽量为：

Dj1.119D0j40.12t/h

减温水量为：

DwDjD0j40.1235.854.27t/h

在P6MW时，B6汽机各级实际用汽量为： 汽机进汽量：

D0b78t/h

高加用汽量：

D1b0.09233D0b7.2t/h

B6汽机外供汽量：

DrbD0bD1b787.270.8t/h

根据CC12汽机进汽量、B6汽机进汽量和减温减压汽量，求CC12汽机发电功率为P12MW时的汽机各级用汽量和凝汽量。

D0104.4t/h

则： D10.09233(D0D0j)0.09233(104.435.85)12.95t/h

由D04.45317N0.067723D0b0.156274D0j0.7915948Dr10.00321(DrbDj) 得CC12汽机外供汽量：

Dr1[104.44.45317120001030.067723780.150627435.850.00321(70.840.12)]/0.791594851.33t/hCC12汽机凝汽量为：

Dk0.79478D00.149574D0b0.26609D0j1.0333245Dr10.00709(DrbDj)

0.79478104.40.149574780.2660935.851.033324551.330.00709(70.840.12)9.52t/h检验凝汽量：

9.52/104.40.0912,即9.12%。 9.52/920.1035,即10.35%。

26

凝汽量可以满足汽机最小冷凝汽量要求。如不满足，则需要重新设定供汽量和凝汽量，再计算。

汽机生水预热器用汽量：

D2s0.056685(Dr1DrbDj)0.0025419(D0D0bD0j)

0.056685(51.3370.840.12)0.002541(104.47835.85)9.75t/h

CC12汽机低压加热器用汽量：

D30.08005Dk0.76t/h

除氧器用汽量：

D20.1412216(D0D0bD0j)0.0196614D0j0.0635(Dr1DrbDj)0.118898Dk(104.47835.85)0.019661435.85 0.14122160.0635(51.3370.840.12)0.1188989.52 20.09t/h

检验汽量和电量平衡：

D0D1D2D3Dr1D2sDk

D012.9520.090.7651.339.759.52104.4t/h

P0.925[(3283.72981)(1295051330)(3283.72698)(200909750)

(3283.72583)760(3283.72311.45)9520]/360012000kw

经检验，汽量、电量均平衡。 小尖峰锅炉供汽量为：

热负荷－B6供汽负荷－CC12供汽负荷－锅炉减温减压供汽负荷=165.73－70.8－51.33-40.12=3.48t/h

锅炉排污系统计算 排污扩容蒸汽量：

Dp0.007088(D0D0bD0j)0.007088(104.47835.85)1.55t/h

排污水量：

Dps0.013912(D0D0bD0j)0.013912(104.47835.85)3.03t/h

锅炉排污量：

DpwDwDps1.553.034.58t/h

全厂汽水损失量：

27

DL0.03Dg0.033756.75t/h

补充水量：

Dbs(Dr1DrbDj)DLDps(51.3370.840.12)6.753.03172.03t/h

计算结果详见表8-3。方案一在采暖期2台汽机加锅炉减温减压供热负荷，3台锅炉运行，采暖期最大负荷工况小尖峰锅炉供汽3.48吨/时；非采暖期最大及平均负荷工况2台汽机2台锅炉运行，符合不满；非采暖期最小负荷工况B6汽机停运，CC12汽机及2台锅炉运行。方案一其它供热工况计算类同（略）。典型工况热平衡结果已标注在全厂原则性热力系统图上，见图8-3。需系统调峰的供热负荷表示在年热负荷持续曲线图上，见图8-2。

对于方案二：2C124.9/0.98375t/h进行热力计算。 锅炉排污量、全厂汽水损失量的设定同前，则：

DgD0/(10.03)1.031D0 Dpw0.02Dg0.021D0 DwDgDpw1.052D0

锅炉排污系统计算：

DpwDpDps

12070.98Dpw2647Dp437Dps

Dp(12070.98437)/(2647437)Dpw0.007088D0

DpsDpwDp0.013912D0

不考虑回水，则补充水量为：

DbsDr1DLDpsDr10.031.031D00.013912D0

Dr10.044842D0

C12-4.9/0.98-3型热力系统计算公式：

高加热平衡计算：

(2981667.4)0.98D1(636437)1.052D0

D10.09233D0

生水预热器的热平衡：计算时考虑了20%的化学水处理水量损失

(2981437)0.98D2s1.2(167.4762.8)Dbs

D2s0.05038Dr10.00225913D0

低压加热器热平衡计算：

28

(2526.2275.03)0.98D3(262.72129.75)(D3Dk)

D30.06414Dk

除氧器热平衡计算：

0.98[2981D2146.54Dbs437D2s667.4D1262.72(D3Dk)2647Dp4371.052D0D20.127857D00.05654236Dr10.093785Dk

汽量平衡：

D0D1D2D3Dr1D2sDk

Dk0.80131D01.0242Dr1

C12电量计算公式：

P0.925[(3283.72981)(D1Dr1D2D2s)(3283.72526.2)D3(3283.72336.65)Dk]/3600Dk4.024384P0.0696155D00.311026Dr1

代入汽量平衡式，则

D04.6208P0.818869Dr1

以上公式推导完成后，现将方案二采暖期最大负荷工况有关数据代入上述公式，可计算出该

方案在采暖期最大热负荷工况下的汽机、锅炉等各部分实际用汽量。

由于锅炉蒸发量375225t/h，扣除汽水损失3%后为218.25t/h，则每台汽机最大进汽量为：

218.25/2109.125t/h

采暖期最大热负荷165.73t/h，根据南京汽轮机厂C12型供汽量，设每台汽机供汽量73 t/h，代入公式：

D04.6208P0.818869Dr1

则发电功率为

P(1091250.81886973000)/4.620810680kW

计算汽机凝汽量为

Dk0.80131D01.0242Dr10.80131109.1251.02427312.677t/h

检验凝汽量：

12.677/1130.112，即11.2%。

凝汽量可满足汽机最小冷凝汽量要求。

C12汽机高加用汽量：

D10.09233D00.09233109.12510.076t/h

C12汽机生水预热器用汽量：

29

D2s0.05038Dr10.00225913D00.05038730.00225913109.1253.924t/h

C12汽机低压加热器用汽量：

D30.06414Dk0.0641412.6770.813t/h

除氧器用汽量：

D20.127857D00.05654236Dr10.093785Dk

0.127857109.1250.05654236730.09378512.677 8.635t/h

检验汽机汽量和电量平衡：

D0D1D2D3Dr1D2sDk

109.125t/h10.0768.6350.813733.92412.677t/h

P0.925[(3283.72981)(100767300086353924)

(3283.72526.2)813(3283.72336.65)12677]/360010680kW

经检验，汽量、电量均平衡。

以上各级汽量、发电功率、凝汽量分别乘以2，即为2台汽机的相应值。 小尖峰锅炉供汽量为： 热负荷—汽机供汽负荷

165.7373219.73t/h 锅炉排污系统计算 排污扩容蒸汽量：

Dp0.007088D00.007088109.12521.55t/h

排污水量：

Dps0.013912D00.013912109.12523.03t/h

锅炉排污量：

DpwDwDps1.553.034.58t/h

说明：锅炉排污量4.58t/h与设Dpw0.02Dg4.5t/h略有误差，与计算小数点四舍五入取值有关，此时排污率为4.58/2250.02035，2%以后数值可忽略。

全厂汽水损失量：

DL0.03Dg0.033756.75t/h

补充水量：

DbsDr1DLDps7326.753.03155.78t/h

方案二采暖期2台汽机3台锅炉运行；非采暖期1台汽机2台锅炉运行或2台汽机半负荷运行。方案二其它供热工况计算类同（略）。计算结果详见表8-3。典型工况热平衡计算结果已标注

30

在全厂原则性热力系统图上，见图8-4。需系统调峰的供热负荷表示在年持续热负荷曲线图上，见图8-2。

四、全厂热经济指标计算

1）方案一 B64.9/0.98CC124.9/0.98/0.17375t/h 调峰供热量：

3.48103(298162.8)10610.16GJ/h

热电厂供热量：

458.5110.16448.35GJ/h

热电厂全年供热量：

Qa448.35120(448.35283.3)(2328120)/2(226.1150.87)(87602328)/2

2073880GJ/a

热电厂全年发电量：

考虑夏季最小负荷工况，B6机停运。

考虑汽机压负荷及抽汽机检修，CC12汽机运行时间减少1241h。 设机组利用小时数为：

H35500h

年发电量： P(a)18000550099000000kWh 采暖期平均发电标准煤耗率：

176.93103(10.03)(3283.7636)120.8103(298162.8)bd

29308180000.830.980.303kg/kWh

非采暖期平均发电标准煤耗率：

101.07103(10.03)(3283.7636)65.54103(298162.8)bd

29308110000.810.980.323kg/kWh

年平均发电标准煤耗率：

bdp0.3031800023280.32311000(64321241.45)

990000000.315kg/kWh

发电厂用电率取5.5%。 供热厂用电率：

r5.73[12(0.830.8)]6.0738kWh/GJ r6.07382073880/990000000.127

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综合厂用电率：

0.0550.1270.182，即18.2%。

平均供热标准煤耗率：

brp34.12/(0.830.98)6.07380.31544.37kg/GJ

年耗标煤量：

103119235Ba0.315(990000006.07382073880)44.372073880t

年平均供电煤耗率：

bgp0.315/(10.055)0.333kg/kWh

年节约标准煤耗量：

Bj34.12/(0.550.98)0.415.7344.372073880103

(0.410.33)(10.055)99000000103

52516t

'gl取0.55。

年平均全厂热效率：

ra年平均热电比：

0.0036990000002073880100%69.5%

29.3081192352073880100%581.9%

0.003699000000p热化系数：

448.350.9778

458.512）方案二2C124.9/0.983375t/h

尖峰供热量：

19.73103(298162.8)10657.57GJ/h

热电厂供热量：

458.5157.57400.94GJ/h

热电厂年供热量：

Qa400.94700(400.94283.3)(2328700)/2(226.1150.87)(87602328)/2

2049965GJ

热电厂年发电量：

P(a)23546232812000(87602328)132000000kWh

发电设备利用小时数：

H3132000000/240005500h

32

采暖期平均发电标准煤耗率：

213.05103(10.03)(3283.7636)127.31103(298162.8)bd

29308235460.830.980.373kg/kWh

非采暖期平均发电标准煤耗率：

109.12103(10.03)(3283.7636)65.54103(298162.8)bd

29308120000.830.980.372kg/kWh

发电厂用电效率取5.5%。 供热厂用电率：

r5.73[12(0.830.8)]6.0738kWh/GJ r6.07382049965/1320000000.094

综合厂用电率：

0.0550.0940.149，即14.9%。

平均供热标准煤耗率：

brp年耗标煤量：

34.126.07380.37344.24kg/GJ

0.830.98103135100Ba0.373(1320000006.07382049965)44.22049965t

年平均供电煤耗率：

bgp0.373/(10.055)0.395kg/kWh

年节约标准煤量：

Bj34.12/(0.550.98)0.415.7344.22049965103

(0.410.395)(10.055)132000000103

45920t

'gl取0.55。

年平均全厂热效率：

ra年平均热电比：

0.00361320000002049965100%63.77%

29.3081351002049965100%431.39%

0.0036132000000p热化系数：

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序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 项 目 单 位 400.940.8744

458.51第二方案 制冷期 最大 188.51 65.54 101.07 65.54 188.51 12.6 11000 0 104.2 0 0.315 18.2 6.0738 5.5 0.36 44.37 1977825 平均 150.87 52.45 90.5 52.45 150.87 17.73 11000 0 93.3 0 采暖期 最大 458.51 165.73 218.25 146.0 400.94 25.35 21360 0 225 19.73 平均 353.37 127.31 213.05 127.31 353.37 40.32 23546 0 219.64 0 0.373 14.9 6.0738 5.5 0.395 44.2 2049965 132000000 112332000 5500 2049965 135100 0.87 63.77 431.39 45920 制冷期 最大 188.51 65.54 109.12 65.54 188.51 20.31 12000 0 112.49 0 平均 150.87 52.45 98.4 52.45 150.87 25.13 12000 0 101.44 0 表8-3 装机方案热经济指标计算结果比较表 第一方案 采暖期 最大 热负荷 热量 汽量 汽机进汽量 汽机对外供汽量 对外供热量 汽机凝汽量 发电功率 锅炉减压减温供热量 锅炉蒸发量 调峰锅炉供汽量 发电年均标准煤耗 综合厂用电率 供单位热量耗厂用电量 发电厂用电率 供电年均标准煤耗率 供热年均标准煤耗 汽机年供热量 年发电量 年供电量 机组利用小时数 热电厂年供热量 全年耗标煤量 热化系数 年均全厂热效率 年均热电比 全年节约标煤量 GJ/h t/h t/h t/h GJ/h t/h KW GJ/h t/h t/h Kg/458.51 165.73 182.4 122.13 337.88 9.52 18000 111 225 3.48 平均 353.37 127.31 176.93 120.8 335.3 14.29 18000 18.07 188.4 0 kWh % kWh/GJ % Kg/kWh Kg/GJ GJ/a kWh/a kWh/a h GJ/a t/a % % t/a 99000000 80982000 5500 2073880 119235 0.97 69.5 381.9 52516 五、方案比较

通过以上方案比较，可以看出方案一虽然在供电煤耗指标方面优于方案二，但其运行不如方案二灵活，且全年发电量、汽机供热量和年节约吨标准煤净投资指标均差于方案二，因此推荐方案二作为该项目的装机方案。

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