熱電廠全廠凈效率計算方法探討

李會東

（河北華電石家莊熱電有限公司，河北 石家莊050041）

0 引言

當前我國明確提出今后一段時期內加快推動能源生產和消費革命，打造中國能源升級版，進一步提升煤電高效清潔發展水平。

熱電聯產機組在能源利用效率上明顯優于火電機組，國務院印發的《能源發展戰略行動計劃（2014—2020年）》提出“科學發展熱電聯產，鼓勵有條件的地區發展熱電冷聯供”，國務院、環保部、國家能源局印發的《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020）》要求京津冀、長三角、珠三角等區域“除熱電聯產外，禁止審批新建燃煤發電項目”。

隨著今后熱電聯產機組的進一步發展，如何更好地衡量不同熱電廠的能效水平，需要一個較為簡單直觀的指標。這里提出熱電廠全廠凈效率計算方法，以便對熱電聯產機組進行能源利用水平評價分析。

1 全廠效率計算公式在熱電廠計算中遇到的問題

效率是指輸出能量（或功率）與輸入能量（或功率）之比，通常用各種效率來衡量整個能量轉換過程不同階段的能量利用程度。

現行電廠全廠效率計算公式中對火電廠的規定較為成熟，但直接用于熱電廠的全廠效率計算，會遇到若干問題。

1.1 現行火電廠全廠效率計算公式

現行計算公式為：

式中，ηcp為全廠效率（%）；P為統計期內的發電量（kW·h）；B為統計期內消耗的燃料量（kg）；Qnet，ar為統計期內燃料的低位發熱量（kJ／kg）。

或：

式中，ηcp為全廠效率（%）；ηgi為汽輪發電機組熱效率（%）；ηbi為鍋爐熱效率（%）；ηp為系統管道效率（%）。

式（1）和式（2）分別為火電廠全廠效率的正、反平衡計算公式，但上述公式均未計入熱電廠的供熱量，所以上述兩個公式不適用于熱電廠的全廠效率計算。

1.2 行業標準對電廠效率公式的規定

電力行業標準DL／T904—2004《火力發電廠技術經濟指標計算方法》中規定電廠效率是指組成發電系統的鍋爐、汽輪機、發電機及其系統在發電及供熱過程中熱能的利用率，計算公式如下：

式中，α為供熱比（%）。

遼寧省地方標準DB21／1621—2008《熱電聯產能效能耗限額及計算方法》規定了熱電廠的綜合熱效率，計算公式如下：

式中，η0為熱電廠綜合熱效率（%）；Qr為供熱量（GJ）；Eg為發電量（104kW·h）；B 為總標準煤耗量（t）。

式（3）和式（4）分別是熱電廠效率的反平衡和正平衡計算公式，上述公式考慮了熱電聯產機組的供熱量，體現了熱電廠在發電及供熱過程中熱能的綜合利用效率，但并未完全體現熱電廠有效輸出能量的利用效率，因為發電供熱過程中消耗的廠用電屬于能量的二次投入，不能作為熱電廠輸出能量的有效產出。如果對熱電廠進行能源利用水平的評價分析，還需要廠用電率指標來衡量廠用電系統的能效水平，用供熱管損指標來衡量廠區內供熱系統的能耗損失等，以實現整體評價分析。

2 熱電廠全廠凈效率提出

如果將熱電廠作為一個整體來看，熱電廠的整體效率就是其有效輸出能量（電能和熱能）與全部輸入能量（全部燃料能）之比，效率越高就說明熱電廠的能源利用水平越高，在整個國民經濟中就越值得推廣。引入熱電廠全廠凈效率（或絕對效率）指標，即將熱電廠發電和供熱廠用電量、主變損耗、廠區內供熱系統損失等均作為熱電廠生產過程中的能量損耗，其有效輸出能量是供電量和售熱量（即熱電廠可結算的產生商業價值的熱量），所以引入熱電廠全廠凈效率計算公式如下：

式中，ηjcp為熱電廠全廠凈效率（%）；Pg為統計期內供電量（kW·h）；Qsr為統計期內售熱量（GJ）。

式中，Lcy為統計期內廠用電率（%）。

式（5）和式（6）為分別為正、反平衡計算公式，其中供電量為統計期內上網電量和廠內非生產用電之和，若無非生產用電即為上網電量；反平衡計算中廠用電率即綜合廠用電率，包含供熱廠用電，但不包含非生產用電；售熱量為機組供熱量減去廠內供熱損耗，廠內非生產用熱應包含在售熱量之內；消耗的燃料量應包括統計期內燃煤、燃油、燃氣等全部燃料。公式中將發電和供熱用廠用電量、主變損耗和廠區內供熱損耗均考慮為廠內能源消耗。

例如：某熱電廠全年發電量為252 047.7萬kW·h，供電量（上網電量）為212 810.2萬kW·h，供熱量為1 221.95萬GJ，售熱量為1 166.96萬GJ，全年消耗的標煤量為118.54萬t。

采用式（1）計算全廠效率為26.1%，顯然如果不考慮供熱量，采用此公式計算熱電廠的全廠效率是錯誤的。

采用式（4）計算全廠熱效率為61.4%，由于此公式沒有考慮廠區內廠用電消耗和供熱損失，還需計算廠用電率15.6%、供熱損失率4.5%兩個指標來衡量熱電廠的整體能源利用效率，在評價分析過程中較為繁瑣，且不宜橫向和縱向對比。

采用式（5）計算全廠凈效率為55.7%，與式（4）計算的效率值相差5.7個百分點，主要是體現了廠用電消耗和供熱損失，較為客觀地反映了一個熱電廠在能源利用上的整體水平，符合熱電聯產項目可行性研究技術規定（2001年修訂版）對常規燃煤熱電廠全廠年平均總熱效率大于45%的規定。

3 結語

（1）熱電廠全廠凈效率直觀地反映了熱電廠的能源利用水平，簡潔明了、可比性強，對電廠的節能評價分析具有參考意義。

（2）上述熱電廠全廠凈效率計算公式同樣適用于火電廠，純凝式火電廠只需將供熱量置為0即可。

［1］蔣明昌.火電廠能耗指標分析手冊［M］.北京：中國電力出版社，2011.

［2］李青，公維平.火力發電廠節能和指標管理技術［M］.2版.北京：中國電力出版社，2009.

［3］DL／T904—2004 火力發電廠技術經濟指標計算方法［S］.

［4］DB21／1621—2008 熱電聯產能效能耗限額及計算方法［S］.