河南電網(wǎng)建設(shè)燃?xì)怆姀S的必要性研究

韓軍鋒,燕妮

(河南省電力勘測設(shè)計院，河南 鄭州 450007)

河南電網(wǎng)建設(shè)燃?xì)怆姀S的必要性研究

韓軍鋒,燕妮

(河南省電力勘測設(shè)計院，河南 鄭州 450007)

考慮當(dāng)前社會發(fā)展對電力與供熱的需求，本文通過對河南電網(wǎng)現(xiàn)狀及電網(wǎng)調(diào)峰現(xiàn)狀的分析，結(jié)合燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)項目的特點與優(yōu)勢，以“西氣東輸”工程管線沿經(jīng)河南某地市為例，探討了此類項目所涉及的主機(jī)選擇及接入系統(tǒng)電壓等級問題，并總結(jié)出河南電網(wǎng)建設(shè)燃?xì)怆姀S的必要性。

燃?xì)怆姀S；電網(wǎng)調(diào)峰；燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)；必要性

1 引言

河南電網(wǎng)目前電源結(jié)構(gòu)以火電為主，火電裝機(jī)容量約占全省總裝機(jī)容量92%，水電裝機(jī)有限。河南電網(wǎng)電力需求增長迅速，從電源結(jié)構(gòu)上看，應(yīng)積極利用新的能源形式，優(yōu)化河南電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)。

天燃?xì)馐且环N清潔能源，其在燃燒過程中幾乎不沒有煙塵、二氧化碳等排放，具有顯著的環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益[1]。利用天燃?xì)獍l(fā)電不僅可改善電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)，減少煤炭消耗及煤炭運(yùn)輸費用，還可利用燃?xì)鈾C(jī)組自身可迅速啟停、自動化程度高的先進(jìn)技術(shù)特點提高電網(wǎng)的調(diào)峰能力。尤其，“西氣東輸”工程不斷推進(jìn)建設(shè)，沿經(jīng)省市應(yīng)充分利用其地域優(yōu)勢及資源優(yōu)勢，適時開展燃?xì)饫孟嚓P(guān)的工程項目。

2 河南電網(wǎng)概況

河南省位于華中電網(wǎng)的北部，是華中電網(wǎng)的重要組成部分和火電基地。全省面積16.7萬平方公里，2010年末人口1.01億人，2011年全省生產(chǎn)總值達(dá)到27000億元，比2010年增長11.7%。

河南電網(wǎng)目前以火力發(fā)電為主，水力發(fā)電為輔。截至2011年底，河南省電廠總裝機(jī)容量約為5300萬千瓦，年發(fā)電量約2600億千瓦時；其中，火電裝機(jī)容量約4900萬千瓦，年發(fā)電量2500億千瓦時；水電裝機(jī)容量395萬千瓦，年發(fā)電量約98億千瓦時；火電裝機(jī)容量和發(fā)電量占全省的比例高達(dá)92.5%和96.2%。根據(jù)統(tǒng)計，2011年河南電網(wǎng)凈吸收外區(qū)電量60.8億千瓦時。

2011年河南電網(wǎng)500kV主網(wǎng)架地位進(jìn)一步確立， 220kV電網(wǎng)開環(huán)9個區(qū)域分片運(yùn)行。

3 河南電網(wǎng)調(diào)峰現(xiàn)狀

2000年以來，隨著河南省網(wǎng)用電形勢和用電結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化，電網(wǎng)發(fā)電能力不足的問題有所緩解，統(tǒng)調(diào)用電量、統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷呈逐年快速增長的態(tài)勢，河南省網(wǎng)用電峰谷差逐年增大，且峰谷差的季節(jié)性差別越來越小。

目前河南省電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行是統(tǒng)調(diào)火電機(jī)組和地方小火電機(jī)組均參與調(diào)峰運(yùn)行，地方小火電機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行按照70%控制，統(tǒng)調(diào)電廠調(diào)峰運(yùn)行基本按照50%控制，100～600MW機(jī)組均參與調(diào)峰運(yùn)行，其最大調(diào)峰調(diào)峰能力基本均可達(dá)到50%左右。100～135MW 機(jī)組可以配合檢修或臨檢進(jìn)行啟停調(diào)峰，但是小機(jī)組啟停調(diào)峰運(yùn)行方式較少。

根據(jù)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的宗旨，三門峽、小浪底運(yùn)行均以不棄水為原則，因此三門峽、小浪底水電站夏季調(diào)峰的能力較小，夏季豐水季節(jié)夜間谷荷時經(jīng)常滿發(fā)，則加大了火電機(jī)組調(diào)峰的力度。

4 燃?xì)怆姀S主機(jī)選擇

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組燃?xì)獬鯗乜蛇_(dá)1300℃～1400℃時，單循環(huán)凈熱效率可達(dá)37%～39%，純凝燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱效率可達(dá)58%～60%；而純凝亞臨界燃煤機(jī)組熱效率約為37%～39%；純凝超臨界燃煤機(jī)組的熱效率約為43%～44%。純凝超臨界機(jī)組的熱效率比純凝超臨界機(jī)組的高1%～2%左右。由此可見，在負(fù)荷和發(fā)電量相同的情況下，純凝燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組熱效率比燃煤超臨界機(jī)組高約15%～16%，在供熱熱負(fù)荷一定時，熱效率差值基本上同純凝，能源利用率更高。因此，此類項目宜采用供熱效率較高、調(diào)峰能力較強(qiáng)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組[2-3]。

5 接入系統(tǒng)電壓等級

考慮遠(yuǎn)期承接特高壓輸送電力，根據(jù)河南省當(dāng)前實際發(fā)展情況，各供電區(qū)220kV電網(wǎng)在“十二五”后期及“十三五”期間均存在一定電力缺口，燃?xì)怆姀S2×300等級機(jī)組宜以220kV電壓等級接入系統(tǒng)，其所發(fā)電力可在項目所屬供電區(qū)220kV電網(wǎng)或所屬分區(qū)(豫北、豫中、豫南)電網(wǎng)中消納。

6 燃?xì)怆姀S建設(shè)的必要性

以河南某地市擬建2×300等級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠為例，從不同角度分析，總結(jié)出河南省引入此類燃?xì)怆姀S建設(shè)的必要性。

(11)女人的鞋是雙布鞋，有點殘破，那紅色，擱久了的血，都變成褐色了。孩子穿的呢，反到很光鮮，就像她把好的全給了他。(李碧華《霸王別姬》)

6.1 滿足負(fù)荷增長需求，優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)

河南電網(wǎng)整體及各分區(qū)遠(yuǎn)期均存在較大電力缺額，需新增裝機(jī)以滿足負(fù)荷增長需求，建設(shè)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，在滿足城市發(fā)展對熱源需求的同時，可彌補(bǔ)建設(shè)地電力缺口，滿足用電負(fù)荷增長的需求。

“十二五”期間，國家明確提出：合理控制能源消費總量，調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，增加非化石能源消費比重。河南電網(wǎng)以燃煤火電機(jī)組為主，水電資源缺乏。河南電源結(jié)構(gòu)比較單一，調(diào)整及優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)已迫在眉睫。燃?xì)怆姀S的建設(shè)及投運(yùn)有利于河南電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化。

6.2 有利于電網(wǎng)調(diào)峰

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠在電力系統(tǒng)中通?？啥ㄎ粸楣嵴{(diào)峰電廠，可在滿足周邊穩(wěn)定熱負(fù)荷需求的前提下，其所發(fā)電力積極參與電網(wǎng)調(diào)峰。

燃?xì)鈾C(jī)組具有技術(shù)先進(jìn)、熱效率高，啟動速度快、自動化程度高的優(yōu)點，因此能夠快速跟蹤負(fù)荷，提高電網(wǎng)供電可靠性，在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)，同時也可承擔(dān)電網(wǎng)的緊急事故備用容量，具有較大的旋轉(zhuǎn)備用和緊急事故備用容量效益。燃?xì)怆姀S在改善河南電網(wǎng)調(diào)峰狀況的同時，可提高系統(tǒng)火電機(jī)組的發(fā)電效率。

燃?xì)怆姀S的建設(shè)對豐富電廠資源和優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)以及提高電網(wǎng)運(yùn)行水平具有重要作用。燃?xì)怆姀S的投運(yùn)，將對電廠所在地區(qū)電網(wǎng)起到較強(qiáng)的支撐作用，并在滿足地區(qū)供電負(fù)荷增長需求的同時，改善河南電網(wǎng)調(diào)峰狀況，降低火電機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行程度，從而提高了系統(tǒng)火電機(jī)組的出力，減少了系統(tǒng)火電機(jī)組低出力運(yùn)行的時間，提高了系統(tǒng)火電機(jī)組的發(fā)電效率，對于提高所在地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性及電能質(zhì)量發(fā)揮重要作用。

6.3 有利于實現(xiàn)城市集中供熱

城市集中供熱是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的重要措施之一。目前河南省多數(shù)地市無熱電廠供熱，以分散鍋爐取熱的方式已不能適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展的需求，因此制定科學(xué)的供熱規(guī)劃并按規(guī)劃組織實施是促進(jìn)城市供熱健康發(fā)展的有效手段。早在1955年，建設(shè)部、國家計委就下發(fā)了“關(guān)于加強(qiáng)城市供熱規(guī)劃管理工作的通知”，要求城市供熱依據(jù)城市總體規(guī)劃和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作出規(guī)劃。引入燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)項目有利于推進(jìn)項目所在地市的集中供熱事業(yè)發(fā)展，整合城市供熱資源，完善城市功能，適應(yīng)城市發(fā)展需要，提高人民生活質(zhì)量，滿足工業(yè)生產(chǎn)和民用采暖的用熱需求，實現(xiàn)集中供熱對城市和諧發(fā)展起重要作用。

6.4 有利于輸氣管網(wǎng)調(diào)峰

因各類用戶耗用天然氣存在不均勻性，使管網(wǎng)輸氣不連續(xù)性和不均衡性問題在西氣東輸工程中較為突出。管道用氣量全年呈現(xiàn)冬季為用氣高峰、夏季為用氣低谷的態(tài)勢。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行以電網(wǎng)調(diào)峰為主，夏季電網(wǎng)調(diào)峰需求大于冬季電網(wǎng)調(diào)峰需求，夏季典型日調(diào)峰需求高于冬季典型日調(diào)峰需求，燃機(jī)用氣量呈現(xiàn)為夏大冬小的態(tài)勢，因此燃?xì)怆姀S在參與電網(wǎng)調(diào)峰的同時可積極參與管網(wǎng)調(diào)峰，夏季積極參與電網(wǎng)調(diào)峰，冬季采暖期，將氣量主要供給民用采暖用氣。根據(jù)燃?xì)怆姀S在電網(wǎng)運(yùn)行及管道傳輸中的地位及作用，燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠可在全年中進(jìn)行季節(jié)及日間電網(wǎng)調(diào)峰和管網(wǎng)調(diào)峰。

6.5 符合國家能源政策，有利于環(huán)境保護(hù)

天然氣在燃燒過程中二氧化碳排放量遠(yuǎn)小于石油與煤，幾乎沒有煙塵、二氧化硫等排放，是一種具有較好發(fā)展前景的清潔優(yōu)質(zhì)能源。天然氣發(fā)電工程的建設(shè)具有節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、環(huán)境影響小的特點，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益良好，符合國家的能源政策和環(huán)保政策。

河南省作為西氣東輸管網(wǎng)建設(shè)的重要部分，適時建設(shè)燃?xì)怆姀S可作為西氣東輸管網(wǎng)的初期穩(wěn)定用戶，能夠支撐天然氣需求，有助于天燃?xì)馀渌途W(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，有利于促進(jìn)西部資源優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的轉(zhuǎn)化，支持國家西部大開發(fā)的戰(zhàn)略實施。

7 結(jié)論

積極利用“西氣東輸”工程的資源優(yōu)勢，充分發(fā)揮天燃?xì)獍l(fā)電的顯著效益，適時開展燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項目建設(shè)，對優(yōu)化河南電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)、提高電網(wǎng)調(diào)峰能力、推進(jìn)城市集中供熱、促進(jìn)節(jié)能減排工作都有十分重要的現(xiàn)實意義。因此，河南省積極開展燃?xì)怆姀S建設(shè)是必要的，尤其在“西氣東輸”管線沿經(jīng)地市開展燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項目是十分必要且可行的。

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Research Necessary of Constructing Fuel Gas Power Plant for Henan Power Grid

HANJun-feng,YANNi

(Henan Electric Power Survey & Design Institute,Zhengzhou 450007,China)

As considering power and heat demand of the current society development,this paper has analysed Henan province power grid actuality and power grid peak regulation actuality.On the basis of analyzing the characteristics and advantages of gas and steam combined cycle heat and power unite output project,and taking example for one city in Henan province passed by the project of Natural Gas Transmission form West to East China,the article has discussed selectness for main units and voltage ranking of connecting to power system involved with gas-steam combined cycle power plant,and summarized the necessary of constructing fuel gas power plant for Henan power grid.

fuel gas power plant;power grid peak regulation;gas and steam combined cycle;necessary

1004-289X(2016)06-0090-03

TM72

B

2016-08-31

韓軍鋒(1982-)，男，河南安陽人，工學(xué)碩士，主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、電力系統(tǒng)運(yùn)行分析； 燕 妮(1984-)，女，河南濟(jì)源人，工程師，主要從事電力變電站設(shè)計工作。