熱電聯產火電廠 “以熱定電”可行性研究

郭 濤，張 旭，楊洪玲

(北票發電有限責任公司，遼寧 朝陽 122100)

熱電聯產是指機組在發電的過程中將已做了部分功的蒸汽熱量利用起來對熱用戶供熱［1］。熱電聯產是一種先進的能源“梯級利用”形式，基本上做到了“能質匹配”、“熱盡其用”，大大提高了能源利用效率，提高了機組經濟性，特點是將高品質的燃料化學能轉化為熱能用以發電，再將低品質的已做了部分功的熱能用來對外供熱，在節省能源、減少環境污染方面具有分散鍋爐房不可比擬的優勢，對促進城市化建設和社會發展起重要作用［2］。

多數熱電聯產火電廠以發電為主、供熱為輔。為提高運行經濟性，強調多發電、搶發電量，采取“以電定熱”的生產經營方式。但近年來，隨著火電用煤價格不斷攀升，電價上升幅度有限，熱電聯產機組的發電利潤大大降低，供電煤耗偏高的小型熱電聯產火電廠的發電利潤甚至為負數［3］。因此現階段熱電聯產的火電廠必須考慮實施“以熱定電”運行方式，即在保證供熱質量的前提下盡量少發電。

1 機組概況

北票發電有限責任公司擔負當地居民約400萬m2的冬季取暖供熱的任務。采暖期為152 d，折合3 648 h。取暖供熱采用單元制，分4條干線支狀供出，設計供水溫度50℃，回水溫度40℃。1號單元區域是熱網加熱器供熱，汽源由3臺機組的第6級抽汽供給;2、3、4號單元區域分別由3臺汽輪機采用低真空循環水供熱，即熱用戶的采暖回水進入低真空運行的機組凝汽器水側，吸收汽輪機已做過功的排汽余熱，經熱網泵加壓后進入熱網加熱器，加熱器的熱源由各臺機組抽汽供給，熱網循環水被加熱后，進入熱網供水管道。

2 “以電定熱”和“以熱定電”的對比

由機組供熱方式可知，熱電聯產機組發電負荷與供熱能力成正比，即機組的發電負荷越高，供熱溫度越高;發電負荷越低，供熱溫度越低［4］。

從供熱經濟性的角度看，供熱量應根據環境溫度調整，以免浪費;從發電經濟性的角度看，只要有邊際效益就應多發電。因此出現了熱電聯產機組是采用多發電、多供熱的“以電定熱”還是采用經濟供熱、少發電的“以熱定電”2種運行方式的對比選擇。

選擇哪種運行方式，根本上就是比較采用哪種運行方式電廠的利潤更高或虧損更少。利潤是成本和收入的差值。對于熱電聯產電廠，收入主要是發電收入和供熱收入。供熱收入取決于供熱面積和熱價，是基本不變的。發電收入取決于上網電量和電價，是變化的。成本分為固定成本和變動成本。電廠的固定成本一般是員工薪酬等必須、經常性的支出，與發電量、供熱量的多少無關。電廠的變動成本主要是燃料、化學藥品、水、維護材料等消耗，與發電量、供熱量的多少有關，且接近于正比［5］。其中電廠燃料的消耗一般占變動成本的70%以上，主要取決于供電煤耗和供熱煤耗。因此在滿足供熱需求和保證機組安全運行情況下，“以電定熱”和“以熱定電”運行的利潤比較，關鍵是計算不同方式下的變動成本與發電收入之差。

北票發電有限責任公司設備參數計算如下。a． 計算機組的發電變動成本

由汽輪機效率η機=22.1%，鍋爐效率η爐=85%，管道效率η管=98%得:機組效率η發=η機*η爐*η管=18.4%。

由廠用電率為7.38%得:發電標準煤耗率d發上網電量標準煤耗率d網==721 g/kWh。

兩個人把沙灘差點砸出一個礦洞，如膠似漆地抱在一起滾了十幾圈。遲羽暈頭脹腦地爬起來，我跑過去扶她，她指著胖子話都說不利索了：“我不是讓你用肌肉最發達的地方著陸嗎？”

由入爐標煤單價p=640元/t可得上網電量煤耗成本c1=d網*p=0.461元/kWh。

水費 (含水處理化學藥品)成本s=0.012元/kg。

循環水供熱期間汽耗q=6 kg/kWh。

單位水成本 c2=/kWh。

上網電量總變動成本 (不含設備維護消耗)c總=c1+c2=0.538 元/kWh。

b． 計算單位電量的盈虧

北票公司上網電價p=0.462元/kWh，因此若不考慮供熱收入和供熱煤耗，每多發1 kWh電量虧損e=p－c總=0.076元/kWh。

c． 計算多供熱的損失

根據北票發電有限責任公司機組的熱電比，發電機組每少發1 kWh電量，減少供熱約0.018 8 GJ。

機組供熱煤耗為42 kg/GJ，減少1 kWh供熱量減少煤耗:標煤，折合資金:640*0.000 79=0.505 6元，而1 kWh上網電價僅為0.462元。

可見每多發1 kWh電量，即因供熱多耗煤虧損0.043 6元。

綜上所述，若不考慮供熱的固定收入，每少發1 kWh電量，即可減少虧損0.043 6+0.076=0.12元，說明越多搶發電就越多虧損，實施以熱定電是經濟可行的。

3 “以熱定電”運行的實踐檢驗

2012年2月開始，北票發電公司采用了“以熱定電”的運行方式，通過2月份全月的各項數據與同期比較，證明此運行方式是經濟可行的。表1是對比情況 (收入只考慮上網電量，支出只考慮耗煤)。

數據表明，實施“以熱定電”，雖然少發電減少收入105萬元，但耗煤少支出341萬元，折合日均多盈利可見至少虧損8萬元以上 (以上還未統計因發電量增加而多消耗的其它生產材料)。

表1 2012年2月份各項數據與同期比較

4 “以熱定電”運行的操作原則

雖然以上研究證明“以熱定電”運行是經濟的，但在實際工作中還必須考慮機組安全性、供熱質量等的影響，因此在實踐中應主要遵循以下操作原則。

a． 根據天氣變化、環境溫度合理調整熱負荷，在滿足熱用戶需求的前提下，降低熱負荷［6］。

b． 在保證機組安全運行的前提下，根據供熱需求調整機組發電負荷［7］。

c． 根據汽輪機調整方式和特點，在不增加耗煤和不多供熱的前提下，合理調整汽輪機進汽和抽汽方式，使汽輪機負荷最高，達到運行經濟性最佳［8］。

d． 當上網電價、煤炭價格變化或供熱面積變化時，應重新測算“以熱定電”運行方式的合理性。

5 結束語

隨著煤原料價格與電產品價格矛盾的日益突出，熱電聯產火電廠采取經濟運行方式降低成本迫在眉睫。根據供熱量的需求，合理調整電負荷，實施“以熱定電”達到經濟運行是可行的，北票發電有限責任公司的實踐也表明，“以熱定電”經濟效益顯著，值得其它熱電聯產火電廠借鑒和普及應用。

［1］ 武學森．熱電聯產 ［M］．西安:西安交通大學出版社，1988．

［3］ 鄭志勤．影響東北地區電力系統中長期發展戰略的基本問題研究［J］．東北電力技術，2012，33(4):39．

［4］ 李勤道，嚴俊杰．熱電廠熱負荷分配方法的研究 ［J］．動力工程，2001，21(1):1 078－1 081．

［5］ 李崇祥．供熱機組熱電負荷經濟調度研究 ［J］．熱力發電，2000，29(5):13－14．

［6］ 徐學棟．利用負荷管理裝置實現以熱定電 ［J］．供用電，2000，17(2):47－48．

［7］ 王騰祥．熱電聯產問題探討 ［J］．中國能源，1994，17(1):28－30．

［8］ 楊玉恒．發電廠熱電聯合生產及供熱［M］．北京:水力電力出版社，1989．