热电联产中热电效益分摊的应用分析

热电联产中热电效益分摊的应用分析

王翔

（青岛能源热电有限公司山东青岛266000）

摘要：热电效益分摊方法是核算热电厂中电、热2种产品成本的重要方法，合理使用可以有效评价其经营收益，进而影响热的定价，关系着供热企业和热用户的利益。文章基于热力学第一定律和第二定律，结合抽凝机组的热力参数，利用热量法、实际焓降法、做功能力法，对比分析了在改变供汽量或抽汽量时的热电分摊比变化。结果表明:供汽量不变，随着抽汽量的增加，热电分摊比不断增大，3种方法再热前后的热电分摊比计算在分别下降了15%、0%、40%;抽汽量不变，随着供汽量的增加，热电分摊比不断减少，3种方法再热前后的热电分摊比计算分别下降了15%、0%、42%;额定抽汽量、供汽量时，做功能力法的热电分摊比结果不变。

关键词：热电联产；热电效益分摊；应用

1当前我国热电联产集中供热

热电联产属于一种高效能源生产方式，主要是利用发电机组的低品位热力，通过燃煤或燃气方式的热电联产与热电分产比较，能够产出一定数量电力的同时又可解决供热。目前通过热电联产方式的应用，与热电分产相比能够节约较多燃煤。在单一采暖锅炉供暖过程中，供暖范围中水流量不均匀会导致水管供暖不均匀，导致供热管网实际运行失调，各个供电区间冷暖差异较大，不能满足现代化生活供暖要求。在集中供暖模式中，对管内热流速以及铺设管道直径提出了更多要求，能够确保供暖系统稳定工作。在整个供暖系统中，各个用户都存在水力失调问题，相关用户失调度大于1或是小于1都会产生问题。如果流量较高会导致供暖温度升高，浪费较多的能源。如果流量较小会导致供暖温度降低，不能满足集中供热标准化要求，降低了用户满意度。在完整的供暖系统中，不同用户水力失调度存在较大差异，导致各个用户之间失调度不对等，实际供热流量与标准要求流量不对等。（图1）

图1燃煤热电联产与热电分产能源效率比较

2热电效益分摊数学模型

2.1热量法

热量法在划分热电厂总热耗量时忽略能质差别，仅仅考虑生产电能和热能所消耗能量的数量。比如不论是锅炉产生的新蒸汽，还是已经做了部分功后被抽出用于供热的蒸汽，只要热量的数量相等，就认为二者供热的热耗量相同。这样联产时的供电煤耗和供电成本就会比单产时大大降低。这种方法简单直观、便于考核，是我国法定的通用热电成本分摊方法，但是他不但无法区分供热蒸汽不同参数的品质，而且把过程中各种不可逆损失都转化成热能给了热用户，打击了热用户的积极性，属于“好处归电”法。这种方法会使热分摊比过大，导致热用户忽视对用热工艺和设备的改造来降低用汽参数，从而使热电联产总的热经济性降低。

热量法的热电分摊比计算式由式(1)表示为：

（1）

式中:αk(1)为热量法的热电分摊比;Qtp、Qtp(h)分别为热电厂总热耗量、分配给供热方面的热耗量，GJ/h;Btp、Btp(h)分别为热电厂的总煤耗量、供热煤耗量，kg/h;D0、Dh分别为主蒸汽流量、供热抽汽量，kg/h;h0、hh、ht、hfw、hbs分别为主蒸汽焓、抽汽焓、回水焓、给水焓、化学补充水焓，kJ/kg;q0、qh、σ分别为热电联产1kg蒸汽对外供热量、循环吸热量、再热器中的吸热量，GJ;αre为再热流量系数;为热用户的供热回水率。

2.2实际焓降法

实际焓降法是按汽轮机供热抽汽的实际焓降不足与进汽的总实际焓降的比例来分配。考虑到供热蒸汽在品位方面的差别，对外供热蒸汽参数越低，实际焓降越小，热分摊比越小，对应的热耗和煤耗越小。鼓励了热电厂降低用热参数，增加机组发电量、提高能源利用率。但将冷源损失都归于发电，而没有分摊给供热，把热电联产带来的经济效益都归于供热方面，也是不全面的。

3热电效益分摊数学模型应用分析

3.1参数影响分析

由Medpha数据库可得，济南地区(由于泰安市不在数据库中，且考虑到泰安市与济南市距离较近，采用济南市数据)全年逐时温度变化曲线和各月平均干球温度如图2、3所示。

图2全年逐时温度变化曲线图

图3月平均干球温度变化曲线图

通过建设汽水换热首站，利用汽轮机抽汽加热一次网回水进行供热，因此不同室外温度下需要调整抽汽量来提供相应热负荷。

(1)保持额定供汽量为1086．95t/h不变，改变抽汽量保持额定供汽量不变，按照热量法、实际焓降法、做功能力法计算得出不同抽汽量下的汽轮机的供热参数如图4～6所示，3种方法的热电分摊比如图7所示。图4～7中，不考虑再热时，分配给供热的热耗量为A1、分配给发电的热耗量为B1、热电分摊比数学模型使用热量法为C1、使用实际焓降法为D1、使用做功能力法时为F1;考虑再热时的对应条件分别为A2、B2、C2、D2、F2。

图4热量法在不同抽汽量时的热耗量图

由图7可知，随着抽汽量的增加，热电分摊比不断增大;相同供汽量和抽汽量时，热量法计算出的热电分摊比最大，做功能力法次之，实际焓降法最小，热量法比实际焓降法的计算结果高80%，做功能力法高4%。随着抽汽量的增加，实际焓降法受再热影响最大，考虑再热前后根据热量法、做功能力法和实际焓降法计算的热电分摊比分别下降了15%、0%、40%。

图5实际焓降法在不同抽汽量时的热耗量图

图6做功能力法在不同抽汽量时的热耗量图

图73种方法在进汽量不变、改变抽汽量情况下的热电分摊比图

图8热量法在不同进汽量时的热耗量图

图9实际焓降法在不同进汽量时的热耗量图

图10做功能力法在不同进汽量时的热耗量图

图113种方法在抽汽量不变、改变进汽量情况下的热电分摊比图

(2)保持额定抽汽量为510t/h不变，改变进汽量保持抽汽量为510t/h不变，按照热量法、实际焓降法、做功能力法计算得出不同进汽量下的供热参数如图8～10所示，3种方法的热电分摊比如图11所示。图中Ai、Bi、Ci、Di、Fi(i=1，2)的含义与图4～7相同。

3.2额定工况应用分析

以某超临界350MW中间再热抽气凝汽式汽轮机组C350－24．2/0．4/566/56为参考对象，应用不同分摊模型对供热成本进行分析计算，该抽凝机组的具体供热参数见表1。其中，热电厂的环境温度为300K，锅炉管网效率ηbηp为0．88、机电效率ηmηg为0．98;ηm为汽轮机的机械效率;ηg为发电机的效率;热网效率ηhs为0．97。实际运行数据为锅炉实际进汽多耗系数αT为1．58，再热流量系数αre为0．84，给水泵的泵功(焓升)hbs为24．7，回水率为100%。

结束语

通过上述分析表明:

(1)供汽量不变，改变抽汽量时，随着抽汽量的增加，发电热耗量降低约60%;分配给供热的热耗量增幅约13%;热电分摊比不断增大，热量法比实际焓降法的计算结果高80%，比做功能力法高4%。随着抽汽量的增加，实际焓降法受再热影响最大，考虑再热前后的热电分摊比相比较，热量法、做功能力法和实际焓降法的计算值分别下降了15%、0%、40%。

(2)抽汽量不变，改变供汽量时，随着供汽量的增加，考虑再热前后，分配给发电的热耗量增大17%～31%;考虑再热前后的热电分摊比相比较，热量法、做功能力法和实际焓降法的计算值分别下降了15%、0%、42%;随着供汽量的增加，热电分摊比不断减少，且趋势减缓。

(3)350MW抽凝机组在额定抽汽量、供汽量时，无论是否考虑再热情况，采用做功能力法计算的热电分摊比结果不变。

参考文献

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