淺談熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的分類

摘 要：本文同過介紹熱電聯(lián)產(chǎn)的基本概念出發(fā)，通過分析闡述經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的分類和區(qū)別，簡單介紹了這些指標(biāo)和機(jī)組節(jié)煤的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；機(jī)組節(jié)煤

中國是世界上煤炭儲量較大的國家，世界排名第三，同時(shí)也是全球煤炭消耗量最大的國家。其中供熱和發(fā)電是消耗的部分占據(jù)大半，熱電聯(lián)產(chǎn)作為一種新型的能源利用方式，幫助提高了能源的利用效率、緩解環(huán)境污染危機(jī)，這樣的特性必將使熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在中國得以普及推廣。熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較多，本文通過簡要分析熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，來簡單分析這些指標(biāo)與機(jī)組節(jié)煤的關(guān)系。

1、熱電聯(lián)產(chǎn)的概念

電與熱聯(lián)合能量生產(chǎn)的模式簡稱熱電聯(lián)產(chǎn)，燃料通過燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為用以發(fā)電的高品位蒸汽，同時(shí)抽取部分在供熱式汽輪機(jī)中做功之后的低壓蒸汽。將這些低壓蒸汽對外界供熱。也就是說，在利用電能的時(shí)候按壓力或質(zhì)量的好壞來進(jìn)行合理的分配。只有這樣，才能夠真正的發(fā)揮熱能作用，提升了蒸汽熱能的利用率，使熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性大大提高，是節(jié)約能源的重要舉措。熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電方式是對做功之后的蒸汽進(jìn)行有效利用。這種能量通過管道送到各用戶。因此，同普通發(fā)電形式相比，燃燒一樣數(shù)量和質(zhì)量的煤炭，熱電聯(lián)方式發(fā)電則有很多的優(yōu)勢。不僅能夠發(fā)同樣的電量，而且還能夠提供居民和工業(yè)所需的熱水、熱暖、蒸汽等資源。所以熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱效率大都在高于45%。

2、熱電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

熱電廠的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)用來衡量系統(tǒng)能量利用及轉(zhuǎn)換過程或熱力設(shè)備的技術(shù)完善程度的條件。凝汽式發(fā)電廠的主要熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，如全廠熱耗率qcp、標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 和全廠熱效率ηcp，既是數(shù)量指標(biāo)，又是質(zhì)量指標(biāo)，它們均代表凝汽式發(fā)電廠能不能采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換. 熱電廠有很多的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這些指標(biāo)是錯綜復(fù)雜的。熱電聯(lián)產(chǎn)的蒸汽不僅能夠用于發(fā)電，而且能夠進(jìn)行供熱，這兩種方式產(chǎn)出額產(chǎn)品，質(zhì)量是不一樣的；假如采用的供熱參數(shù)不一樣，那么熱能的質(zhì)量也是不一樣的；熱電廠有的時(shí)侯還有分產(chǎn)發(fā)電、分產(chǎn)供熱的現(xiàn)象。熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)，指標(biāo)，應(yīng)該可以反映出，能量轉(zhuǎn)換過程的技術(shù)完善的程度，不僅能用在供熱式機(jī)組間、熱電廠間，來比較一下，也能方便在凝汽式電廠和熱電廠間比較。由于熱電廠同時(shí)生產(chǎn)兩種產(chǎn)品——熱能和電能，這兩種產(chǎn)品形式不同、質(zhì)量不同的。因此，在制定熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的過程中，要進(jìn)行綜合的考慮。這是和別的形式的供熱不一樣的。當(dāng)我們在考慮這種熱電廠執(zhí)行各類指標(biāo)的時(shí)候，不僅要有總熱，還要有熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，除此之外，還要綜合電和熱的分類指標(biāo)。我國有很多的熱電聯(lián)產(chǎn)的工程項(xiàng)目。在這些項(xiàng)目中，熱機(jī)器系統(tǒng)和設(shè)備是非常重要的。在實(shí)際工作中，評價(jià)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效果的方式也不少。但是，通常情況下，一般都是采用熱平衡法。

2.1熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組燃料的利用系數(shù)ηtp

從另一個(gè)層面說，該系數(shù)也稱為熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組總熱效率，指的是，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組生產(chǎn)的熱、電兩種產(chǎn)品，總能量和消耗的燃料能量之比，即

W---熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組能夠產(chǎn)生的發(fā)電量，kw.h；

Qh----熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組能夠產(chǎn)生的供熱量，kj/h；

Btp---熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的煤耗量，kg/h

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組燃料的利用系數(shù)tp 能夠把高品位蒸汽進(jìn)行有效的折算。在進(jìn)行折算的過程中，用的是熱量單位。之后，在與對外的供熱量進(jìn)行疊加。從一定意義上說，它只是個(gè)數(shù)量指標(biāo)。這個(gè)指標(biāo)只是表示在數(shù)量上燃料能量的利用程度和效果是怎樣的，并不能表示電、熱兩種產(chǎn)品有什么樣的質(zhì)量差別。ηtp這個(gè)指標(biāo)是不能夠進(jìn)行各熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性的比較的，也不能夠進(jìn)行供熱式機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較。因此，在熱經(jīng)濟(jì)性評價(jià)上，不是能夠使用的唯一指標(biāo)。

ηcp卻不同，對燃煤凝汽式電廠ηcp也是火用效率，它既是質(zhì)量指標(biāo)，優(yōu)勢數(shù)量指標(biāo)，但是ηtp 卻不是質(zhì)量指標(biāo)。

2.2 供熱式機(jī)組的熱化發(fā)電率w

化發(fā)電率有其他的叫法。也就是常說的電熱比。在進(jìn)行電能和熱能的產(chǎn)出方面，這個(gè)指標(biāo)是密切相關(guān)的。聯(lián)產(chǎn)汽流生產(chǎn)的電能Wh被稱作熱化發(fā)電量，聯(lián)產(chǎn)汽流生產(chǎn)的熱量Qt，h，被叫做熱化供熱量，熱化發(fā)電量Wh與熱化供熱量Qt，h的比，叫做熱化發(fā)電率w，也就是說

熱化發(fā)電率w有自己的用法和意義。它表示的是GJ的供熱能夠產(chǎn)生的發(fā)電量。這個(gè)指標(biāo)是個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，能夠?qū)峒夹g(shù)的改進(jìn)程度進(jìn)行評估。影響w的因素有很多——返回水率、水的溫度，有效蒸汽的初參數(shù)等各項(xiàng)參數(shù)，還有供熱機(jī)組的類型以及機(jī)器的技術(shù)改進(jìn)程度等。

在供熱機(jī)組的各項(xiàng)有效的蒸汽參數(shù)固定的情況下，能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)，機(jī)器的技術(shù)改進(jìn)程度越好，w就越高，也就是，對外供熱量相同的時(shí)候，熱化發(fā)電量越大，就可以減少本電廠或電力系統(tǒng)的凝汽發(fā)電量，節(jié)省更多的燃料。所以w是評價(jià)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)完善程度的質(zhì)量指標(biāo)。

熱化發(fā)電率只可以在供熱參數(shù)一定的情況下對熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考量。當(dāng)然要對供電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性衡量，它的供熱參數(shù)必須一致。當(dāng)然也不能隨意比較不同模式發(fā)電廠的節(jié)能情況。故綜合來看，熱化發(fā)電率是不可以用來作為唯一的指標(biāo)來評價(jià)電廠的熱能效率的。

2.3 熱電廠分項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

將Qt，p分配成Qtp（e）、Qtp（h）以后，也就是說，可以分別計(jì)算這兩個(gè)方面的熱經(jīng)濟(jì)性，即發(fā)熱和供電。影響發(fā)電效率的因素是很多的，這就涉及發(fā)電的各個(gè)方面，如熱耗率，熱效率以及發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤損耗率。下面分別對這幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析介紹：

3、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組節(jié)煤與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)系

對于抽氣供熱機(jī)組來說，包括發(fā)電和供熱兩個(gè)方面。在進(jìn)行供熱發(fā)電的過程中，是進(jìn)行不斷抽氣的，所以煤炭利用率大大增加了，相反的損耗就會大大的降低。與傳統(tǒng)的凝汽機(jī)組相比，節(jié)煤效果也是顯著的。供熱發(fā)電越大，能夠節(jié)約的煤炭就越多。但是，由于抽氣供熱機(jī)組本身的影響，在相同參數(shù)情況下，煤炭的損耗率都要大于純凝汽機(jī)組。無論是進(jìn)行供熱工作，還是進(jìn)行凝汽工作，都會出現(xiàn)上述的狀況。凝汽發(fā)電越多，能夠消耗的煤炭也就越多。抽氣供熱機(jī)組能夠節(jié)約的煤炭量就要考慮上述兩方面的因素。也就是說用第一種節(jié)省的用量減去第二種消耗的用量。具體的表示公式為：

其中供熱機(jī)組全年能夠節(jié)省的標(biāo)準(zhǔn)煤量用△B表示，而其全年產(chǎn)生的供熱和凝氣發(fā)電量分別用WT，WK表示；其在工作過程中所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量用bKT表示；代替凝汽機(jī)組工作所消耗的煤碳量用bK來表示。若是供熱機(jī)組全年能夠產(chǎn)生的發(fā)電量是W ，那么

供熱機(jī)組全年能夠節(jié)省的煤炭量可以表示為：

對于背壓式機(jī)組來說，是沒有凝汽這部分發(fā)電的。也就是說，W=WT。因此，能夠節(jié)省的煤炭量可以表示為：

假如采用熱電聯(lián)產(chǎn)的方式進(jìn)行發(fā)電和供熱，就能夠節(jié)省更多的標(biāo)準(zhǔn)煤炭。這是跟鍋爐供熱、大型凝汽機(jī)組發(fā)電進(jìn)行比較得出的結(jié)論。換句話，熱電聯(lián)產(chǎn)方式節(jié)省的煤炭數(shù)△B是大于零的?？梢赃M(jìn)一步推導(dǎo)知：

從上面可以看出，不管是何種類型的供熱機(jī)組，要想實(shí)現(xiàn)煤炭的節(jié)省，就必須滿足以下的條件：機(jī)組的供熱發(fā)電效率 ，當(dāng)機(jī)組的供熱發(fā)電效率比 xcl高時(shí)，就能夠節(jié)省煤炭量；當(dāng)機(jī)組的供熱發(fā)電效率比 xcl 小時(shí)，不但節(jié)約不了煤炭量，而要消耗更多的煤炭。

xcl是能夠評估能不能節(jié)約煤炭的指標(biāo)。

4、結(jié)論

綜上所述， 隨著熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與推廣， 其必將以更高效和更環(huán)保以及良好的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)，擁有廣闊的市場前景.

參考文獻(xiàn)：

[1]周志生.熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D] 吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文.2015年

[2] 鐘史明.熱力聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能分析[J].區(qū)域供熱.2004，（5）53.

[3]孫延海.世界熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展趨勢[J].電力設(shè)備.2004，（7）.

作者簡介：

笪曉強(qiáng)（1982.12）男，漢族，長春工程學(xué)院，熱能與動力工程專業(yè)，本科，從事鍋爐運(yùn)行管理工作.