供热机

6月3日，广西自治区工信厅发布广西稳工业保运行攻坚战指挥部办公室关于印发扎实稳住工业经济政策措施的通知，措施提到，落实供热机组发电保障。优化电力运行调度，必要时采取阶段性降低风电、光电和西电负荷等措施，严格按照自治区核定的最低供热负荷安排钦州、来宾、永福、鹿寨燃煤电厂机组出力，保障下游工业企业用热需求。

随着新能源的大规模发展，新能源出力不确定性和波动性问题展现出来，而为了弥补新能源出力缺点，火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力，对其调峰特性进行了研究。 方法 首先，以某350 MW供热机组作为分析对象，应用仿真软件搭建热力系统模型，并验证该模型的精确性。其次，以蓄热系统为辅助系统，研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力，并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后，采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化，得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。 结果 通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力，并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。 结论 该方法对机组的运行策略具有指导意义。

传统电网架构中，能量单向流动，储能环节薄弱，负荷调节手段单一，不适合波动性较大的可再生能源大规模接入。能源互联网将实现可再生能源，尤其是分布式可再生能源的大规模利用和共享，通过更好地利用广域分布式电源的时空互补性以及储能设备与需求侧可控资源之间的系统调节潜力，做到“横向源-源互补，纵向‘源-网-荷-储’协调控制”，从而平抑分布式可再生能源间歇特性对局部电网的冲击。能源互联网系统下将大幅降低弃风弃光现象。 国网河南电科院积极履行社会责任，以助理打赢蓝天保卫战为目标，协同河南电力凋控中心发挥电网在能源调度供应链中的枢纽作用，以政府授权为基础，以污染物排放和能源数据监测为主要手段，全国首创基于能源供应链的绿色调度管理。河南电力发挥在电力调度、数据监测方面的技术优势，搭建 “燃煤机组污染物排放信息”、“供热机组供热信息”、“工业企业用电信息”、“储能、新能源运行信息”四大在线监测平台；经省政府授权对污染物排放较多的火电机组、热电联应急组以及高污染企业进行污染物排放监测，对新能源发电和上网进行监控，优化和重构电力调度供应链关键环节的数据流，通过全省现场监测和核查，提高能源数据准确率和传递效率；制定内外协作、合作共管的电网绿色调度管控机制，压缩超标排放火电机组发电时长，监控超限企业停运期间用电情况，通过电网调度的核心枢纽作用，在提升新能源发电并网比例的同时，有效降低高污染企业的污染物排放。 河南电力通过基于能源供应链的绿色调度成果实施应用，2018年至2019年，统调燃煤机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物平均排放浓度大幅下降，远低于国家标准，分别是国家标准的26%、48%、61%。两年减排烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为1.18万吨、3.08万吨、3.13万吨。在全省年发电耗煤约占煤炭消耗总量46%的情况下，燃煤发电三项大气污染物排放总量仅占全社会排放总量的5%。 两年来，低排放、大容量机组年发电利用小时数较低效机组平均高出近500小时，累计节煤115万吨；秋冬季大气污染攻坚阶段，基于平台开展电力绿色调度，减少京津冀大气污染传输通道城市燃煤机组发电26亿千瓦时，减少电煤消耗120万吨。以平台为依托，按照政府要求，秋冬季污染应急管控期间，累计配合实施停限电7152次，配合到位率100%。累计压减重污染高排放企业用电量59亿千瓦时，相当于在能源消费终端减少散烧煤370万吨、减排二氧化碳673万吨、减少污染物排放205万吨。河南电力绿色调度取得了广泛的社会效益，彰显了责任央企形象。

山西作为能源大省，新能源装机容量已突破1000万千瓦大关，占到山西省调装机容量的17%，消纳新能源面临巨大挑战。山西电网传统电源以火电为主、冬季风电大发、负荷低谷时热电厂需要以热定电：仅有的抽蓄电站受电压控制限制难以全投入，这些问题加剧了山西电网调峰能力的不足，是新能源消纳的最大瓶颈。如何快速准确地评估电网新能源消纳水平、辩识出可提升新能源消纳的关键因素，弱化热电耦合、提高抽水蓄能电站的调峰能力，扩大电网调峰裕度，是解决电网大规模消纳的关键技术。 本项目立足自主创新，结合多年的生产实践经验，从新能源消纳评估建模、抽蓄机组运行控制策略、供热机组调峰性能策略等三个方面展开研究；项目突破了新能源消纳多变量综合评估及关键可控因素辩识、抽蓄电站无功电压及调速控制优化、供热机组系统改造及运行优化等一系列提升新能源消纳的关键技术，并取得广泛的实践应用。

吸收式热泵从汽轮机低压紅进汽导管上抽汽并从凝汽器的排汽损失中回收热量，这与传统的汽水换热器供热方式不同。汽轮机、凝汽器和吸收式热泵三者之间的耦合，改变了原已优化的热力系统参数。需要根据供热参数，将吸收式热泵作为电厂热力系统的有机组成部分，重新考虑其对冷端系统的影响。吸收式热泵供热系统中凝汽器的工作特性将同时影响汽轮机发电和热泵供热两个方面。若维持汽轮机的主蒸汽参数和中压缸排汽参数不变，发电功率只与供热抽汽量和背压有关：供热抽汽量由热泵热负荷和热泵的性能系数决定，汽轮机背压与凝汽器的入口水温度有关。因此在确定的供热负荷和电负荷条件下，最基本的变量就是凝汽器的入口水温度：凝汽器入口水温度升高，背压升高，发电功率有减小的趋势；同时热泵的C0P增大，消耗的蒸汽量减少，进入低压缸的蒸汽量增加，汽轮机发电功率又有增大的趋势。反之，汽轮机功率变化趋势相反。因此，在一定的热电负荷范围内，就可能存在一个最佳的入口水温度、机组真空和供热抽气量，使得供热机组煤耗率最低，从而获得较高的经济收益。由于供热系统的各个模型并不是孤立的，各个设备相互耦合，因此找到热泵低温余热利用系统的优化运行措施对进一步提高供热电厂整体经济性就显得必要而又紧迫。

本项目属于供热机组智慧安全节能运行领域，中电联鉴定结论：“研究成果整体达到国际先进水平，其中融合多边界条件的机组智慧节能运行达到了国际领先水平”该项目成果成功应用于张家口发电厂6、7、8号机组，提升了机组整体智能监控水平，保证了供热机组安全经济运行，单台机组年平均煤耗降低约1.5g/(kW·h)。依托项目研究，申请专利11项（已获得授权9项），发表科技论文5篇，主持编写行业标准1项并已获发布；获得软件著作权2项。 基于数据驱动的方法开发了热电联产机组智慧安全和节能运行优化平台，研究成果解决了机组长期偏离最佳经济工况运行的难题，提升集团公司及行业在供热机组灵活性调峰运行适应能力，助力火电机组更好地发挥兜底、保供作用，确保国家双碳目标的成功实现。

本研究所采用的方法为国内其他联合循环热电厂生产经营效益的优化提供了指南，部分原则性研究结论也适用于同类机组。联合循环热电厂通过自身经营策略优化，合理安排生产，在节能降耗的同时获得增量的经济效益，可进一步激发生产积极性、提高燃气热电的市场竞争力，促进燃气热电行业健康发展，具有显著的社会效益。 本研究通过建立9E联合循环机组仿真模型对9E联合循环机组热力特性进行研究分析，获得了9E联合循环供热机组在不同气象条件下的热力特性以及9E联合循环供热机组生产经营效益与达标热电比、能源价格（气价、电价、热价）之间的影响规律；同时结合运筹学相关优化原理，研究了能源价格变动情况下的全厂全年最优生产策略，获得了最优策略数学模型以及具体的优化策略。本研究成果已由华能集团公司和西安热工院在华能系统同类燃机电厂推广。

本项目属于节能减排技术领域，中电机鉴定：“整体达到国际先进水平，其中高背压和热泵供热一体化技术方案居国际领先水平”。 在当前排放总量及燃煤总量控制情况下，如何满足城市供热需求，是现在能源利用和节能减排面临的主要问题。另一方面，热电厂汽轮机余热不能全部回收，2×300MW供热机组由此造成的年余热损失相当于4-5万吨标煤，同时热网热源缺乏协调、汽机末级叶片安全等问题都制约了热电厂余热利用。 本项目是以全厂汽轮机余热供热最大化为目标的关键技术，首次提出多技术路线耦合的余热供热方案，研发了基于物联网的智能网源协调调度系统，创新了余热供热汽轮机末级叶片安全监控方法。研究成果及示范工程表明，项目在实现了汽轮机余热全部回收的同时，余热供热能力提升了一倍。

本项目成果首次提出存在最佳低温循环水热泵入口温度（即最佳低压缸排汽压力），建立了汽轮机组和吸收式热泵余热回收系统联合仿真模型，进行了系统集成优化研究，为实际工程项目提供技术指导。首次实现了吸收式热泵供热技术在国内300MW等级闭式循环水冷机组上的成功工程应用，研究成果处于国内外领先水平。实现了在不新增燃煤量，不影响机组发电负荷的情况下，电厂供热能力提高30%以上、综合能源利用效率提高近20%的目标。首次制定了针对火电厂低温余热回收系统的运行优化控制策略，优化了余热回收系统的接入方式，提高了系统运行可靠性，保证机组及余热回收系统的安全运行。 该项目成果符合国家当前“节能减排”战略和“建设资源节约型环境友好型”基本国策，是电厂进行技术革新、提高能效和增加效益的有效途径。项目在不新增燃煤量情况下，为实施电厂带来大幅的节能减排效益。项目取得的技术成果在国内火电行业具有极大的推广价值，同时该项技术在电力行业处于发展的初期阶段。根据《2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标》，预计到2020年，全国热电联产总装机将达到2亿千瓦，其中集中供热和工业生产用热的热电联产装机为1亿千瓦，热电联产将占全国火电机组的比例为37%左右。北方地区城镇集中供热面积到2020年达到75亿m2，供热需求和缺口巨大。巨大的供热需求，给供热机组改造、余热利用技术等带来了巨大发展机会。

本成果所属火电与新能源技术领域，由中国电机工程协 会组织完成鉴定，该成果整体处于国际先进水平。 本成果考虑热电联产机组与新能源供热运行环境，在满 足机组调峰运行边界条件下，形成适用于供热机组的“源网 荷储智”一体化协同优化技术。考虑现有分布式供热运行的 不足，将槽式太阳能、光伏、风力发电、相变蓄热器等多元 素有机结合，形成适用寒冷地区分布式多能互补供热系统， 研究最优化运行策略，在运行安全、经济等角度对各技术路 线进行分析，确保改造后系统安全稳定运行；针对复杂环状 热网面临的多热源、结构复杂带来的水力、热力及用户热负 荷分配调度难等问题开展研究，彻底解决用户投诉与提升能 效间的矛盾。