熱電廠煤耗分攤方法探討

（新疆天富能源股份有限公司，石河子市，832000） 黃　超

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熱電廠煤耗分攤方法探討

（新疆天富能源股份有限公司，石河子市，832000） 黃超

摘要熱電廠的電能、熱能是由一個工藝流程生產(chǎn)出來的，在原料的分攤上國內(nèi)是依據(jù)熱量法分攤，由于各種原因的干擾，出現(xiàn)過發(fā)電煤耗、供熱煤耗此長彼消，給熱電廠節(jié)能運行、管理工作造成一些困惑。國內(nèi)熱電行業(yè)對兩種煤耗的分攤應用有許多研究，各有利弊，由于供熱量、收入在熱電廠中所占比重較低，探索將熱電廠供熱標準煤耗設為固定值，這樣從發(fā)電煤耗的升降便捷地判斷熱電廠節(jié)能降耗管理水平，有利于熱電廠簡化日常管理，分析影響電廠能源利用效率的關鍵因素。

關鍵詞熱電廠；供熱煤耗；發(fā)電煤耗；分攤

熱電廠以熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱、環(huán)保高效的優(yōu)勢在北方城市中發(fā)展迅速，占有相當高的份額。熱電機組主要有背壓式、抽凝式兩種，它們將部分低溫低壓蒸汽供給工業(yè)熱用戶或采暖用戶，由于減少或消除了冷源損失，使發(fā)電機組的熱經(jīng)濟性大幅度提高，如背壓機組全部排汽都用于供熱，能量轉(zhuǎn)換利用中僅存在鍋爐損失及汽輪機的部分機械損失，熱能轉(zhuǎn)換率高達80%以上，實際發(fā)電煤耗只有168g/ kwh左右[1]，抽凝機組在額定抽汽工況下發(fā)電煤耗也只有260g/kwh，遠低于純凝發(fā)電機組的煤耗，得到國家的大力提倡。

1　熱電廠發(fā)電、供熱煤耗分攤的原則和方法

熱電廠的電、熱產(chǎn)品是在一個生產(chǎn)工藝流程中生產(chǎn)出來的，原煤在鍋爐中燃燒產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，進入汽輪機做功，一部分降溫降壓做功后經(jīng)較低的蒸汽溫度、壓力抽出供熱用戶，其余蒸汽做完功后進入凝汽器（或空冷島），凝結成水，熱量通過冷卻塔（或空冷島鰭片）排入大氣。原煤在發(fā)電和供熱產(chǎn)品中的消耗量不易清晰地分解，在國內(nèi)外，對熱電聯(lián)產(chǎn)總能耗所采用的分攤方法主要有兩種，一是以燃料化學能從數(shù)量上被利用的程度來評價電廠的熱經(jīng)濟性，比如熱量法、熱效率法、實際焓降法等，它們基于熱力學第一定律，常用于定量分析；二是從蒸汽的做功能力被利用的程度來評價熱經(jīng)濟性，如熵方法、做功能力法、火用方法及其他各種折衷分攤算法等，它們是基于熱力學第二定律，常用于定性分析。

熱量法是我國法定的熱電煤耗分攤方法，它以全廠發(fā)電、供熱總熱效率來衡量熱電廠的熱經(jīng)濟性，反映熱力設備能量轉(zhuǎn)化或輸出有效能量的程度，實質(zhì)是按電廠生產(chǎn)兩種能量的純數(shù)量比例來分攤，方式為[2]：

Tr=T×Qr/Q=T×Qr/Dgl（hzq-hgs）

Td=T－Tr

br=Tr/Qr

bd=Td/W

Tr：供熱標準煤耗量kg;

T:電廠耗標準煤總量kg;

Qr：對外供熱量GJ;

Q=Dgl（hzq－h(huán)gs）：鍋爐總耗熱量GJ;

Td:發(fā)電耗標準煤量kgr;

br：供熱標準煤耗kg/GJ;

bd：發(fā)電標準煤耗g/kwh;

hzq：新蒸汽焓值kj/kg;

hgs：鍋爐給水焓值kj/kg;

在此模式下，可以將抽凝式供熱機組抽象為與抽氣量相當?shù)谋硥菏狡啺l(fā)電機與進汽量減抽汽量相當?shù)募兡狡啺l(fā)電機并列運行，則綜合發(fā)電煤耗為兩者發(fā)電煤耗加權平均值。背壓式發(fā)電比重越大，綜合發(fā)電煤耗就越低。

2　熱電廠實際運行中供熱煤耗分攤計算情況

西北某熱電公司熱電廠于上世紀八、九十年代陸續(xù)投運，汽輪機組背壓、抽凝機組均有，容量分6、12、25、50MW不等，運行以來，即采用熱量法對電熱煤耗分攤，在逐月、逐年的統(tǒng)計中，由于新疆冬季供暖用熱量所占比重極高，工業(yè)用蒸汽雖穩(wěn)定，但合計量較少，供熱量年內(nèi)月度分布差異很大，高低相差五、六倍之多，機組抽凝工況常常偏離設計值，加之供熱蒸汽管冬、夏季流量波動極大，造成熱量流量計超差失準，由此計算出的月供熱標準煤耗值常常在37～44kg/GJ間波動，在經(jīng)營管理中歷年同期對比及環(huán)比中，有時出現(xiàn)供熱煤耗同比上升，而發(fā)電煤耗同比下降的“怪象”，對電廠運行的經(jīng)濟性評價也無從談起，但其累計值、全年供熱標準煤耗值均較接近40kg/GJ。對2008前幾年公司年度供熱煤耗對比分析（見表1），發(fā)現(xiàn)其波動范圍都在40± 1kg/GJ以內(nèi)，變化幅值很小，建議公司將各熱電廠供熱煤耗率指標固定在40kg/GJ，不再列入統(tǒng)計指標，專心跟蹤研究發(fā)電標準煤耗的變化規(guī)律，以此進一步深入研究影響電廠能源利用效率變化的深層次原因，得到領導的批準。此法應用6年來，由于計算方式簡化，一張Excel表格，每天只需將耗原煤量、入爐煤低位發(fā)熱量、發(fā)電量、供熱量輸入，發(fā)電、供熱煤耗自動算出，月、季、年、累計等指標也會自動算出，大量重復性、簡單計算交給計算機去做，統(tǒng)計人員專心于數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差背后原因的分析和探究，提高了統(tǒng)計工作質(zhì)量。

表1　某熱電公司電廠供熱煤耗月度變化統(tǒng)計表　單位：kg/GJ

供熱標準煤耗率從理論計算上也應為一個相對固定的數(shù)值，在熱電廠能源轉(zhuǎn)換設備中，鍋爐是將原煤的化學能轉(zhuǎn)換為蒸汽的熱能，其效率可達90～94%，基本上不受運行方式的影響，而汽輪機效率在純凝運行時只有35%左右，在額定抽汽供熱工況時，整機熱效率可達60%，變化幅度非常大，對一臺供熱機組，我們可將生產(chǎn)形式分解為純供熱背壓機和純凝發(fā)電機兩部分，供熱煤耗只承擔鍋爐熱損失和鍋爐至汽輪機連接管道的熱損失，則供熱部分煤耗計算式為：

br=Tr/Qr

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨立．

Tr=T×Qr/Qqj⑵

Qqj=T×29.3GJ/t×ηb×ηp⑶

把⑶式代入⑵式再代入⑴式，得

br=T×Qr/T×29.3GJ/t×ηb×ηp）/Qr

=1000kg/（0.9×0.98×29.3）GJ=38.7kg/GJ

br、Qr、T含義同前，Qqj：汽輪機進汽焓；

ηb:鍋爐效率，一般在90～94%，容量越大效率越高；

ηp:管道效率：一般在98～99%，單元制低些，母管制高些;

從上式計算公式可以看出，供熱煤耗率是一個只與鍋爐效率、電廠管道效率相關的值，與汽輪機的其他參數(shù)無關，上述兩個參數(shù)受運行工況影響極小，是相對穩(wěn)定的數(shù)值，因此供熱標準煤耗也是相對穩(wěn)定的數(shù)值，將其固定對于熱電廠整體的計算將簡化許多。

3　對供熱煤耗的數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況

2012年，中國電機工程學會熱電專委會召開年會，通報了全國近年的供熱標準煤耗統(tǒng)計情況[3]（見表2、3）。

從表2、3可以看出，即使按熱電比對供熱、供電標準煤耗值進行分攤，全國各地、不同容量供熱機組的供熱標準值也都在40kg/GJ左右，變動不超過1kg，由于發(fā)電、供熱煤耗都是熱電廠的成本，在供熱煤耗值變化不大的情況下，將其固定，既簡化了基層統(tǒng)計人員的重復計算，也不會對電廠的其他指標造成較大影響，公司多年的應用也證明了這一點，希望對熱電企業(yè)的煤耗分攤計算有借鑒價值。

表2　2010年全國6000千瓦及以上熱電廠情況

表3　大小供熱機組的供熱能效對比

參考文獻

[1]張東.熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱煤耗計算方法分析[J].華電技術.2013，35(7)，P44-46.

[2]李勤道，劉志真.《熱力發(fā)電廠熱經(jīng)濟性計算分析》[M]，P164

[3]王振銘.我國熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀與問題[C]，2012年中國電機工程學會熱電專業(yè)委員會論文

中圖分類號：TM621

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0899（2016）06-0050-03