面向電力現(xiàn)貨市場的供熱機組發(fā)電成本計算方法

廣東粵電信息科技有限公司 王鈞召 黎 鍵 張存斌 廣東省能源集團有限公司 陳斌源

廣東電力發(fā)展股份有限公司 王 旭

根據(jù)《廣東電力現(xiàn)貨市場機組發(fā)電成本測算辦法（征求意見稿）》，廣東省發(fā)電企業(yè)需提交發(fā)電能耗與發(fā)電水平的數(shù)據(jù)，然而熱電聯(lián)產(chǎn)機組的燃料消耗與發(fā)電能力并非完全統(tǒng)一：該類型機組的燃料消耗一部分用于上網(wǎng)發(fā)電，而另一部分則用于供熱[1]。熱電聯(lián)產(chǎn)機組的實際發(fā)電能耗數(shù)據(jù)的準確性直接影響該類型機組的電力市場報價策略以及盈利水平，由此需對熱電聯(lián)產(chǎn)機組的“供電煤耗計算”提供科學(xué)有效的計算方法，進而指導(dǎo)熱電聯(lián)產(chǎn)機組上網(wǎng)報價[2]。由于廣東省能源集團有限公司下轄熱電聯(lián)產(chǎn)機組（主要以燃氣機組為主）較多，均面臨以上問題，基于此開展此次研究。

1 熱電聯(lián)產(chǎn)機組供電煤耗計算方法分析

目前國內(nèi)外發(fā)電供熱分攤方法有3類[3-5]：熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸電法；熱電聯(lián)產(chǎn)效益歸熱法；熱電聯(lián)產(chǎn)效益折中分攤法。3種計算方法均屬于定量分攤熱電聯(lián)產(chǎn)過程中發(fā)電和供熱的耗能，是我國能源政策法規(guī)規(guī)定的熱電分攤計算方法。

1.1 供熱煤耗直接反算法

該方法把1GJ 供熱量折算成標準煤34.12kg，再除以管道效率和鍋爐效率，反推得出熱電聯(lián)產(chǎn)機組產(chǎn)出1GJ 供熱量消耗的人爐標準煤量，即供熱煤耗bgr。再將總煤耗b 減去供熱煤耗，即供電煤耗，再除以供電量M，及供電標煤耗bgd：bgr=34.12/(ηg×ηgd)，bgd=(b-G×bgr)/M。 式 中，bgr為 供 熱 煤 耗、kg/GJ；Hgr為供熱量、GJ/h；ηg為鍋爐效率、%；ηgd為管道效率、%；bgd為供電煤耗、g/kWh；b為總標煤耗量、kg/h；M 為機組負荷、MW。

供熱煤耗反算法將電站鍋爐視同集中供熱鍋爐，供熱蒸汽視同鍋爐新蒸汽，供熱煤耗僅與鍋爐效率和管道效率有關(guān)。該方法的優(yōu)點是計算方法簡捷、直觀，干擾因素小，缺點是忽略因素較多、精準度較低。由于特定機組的管道效率和鍋爐效率變化區(qū)間較小，因此供熱煤耗變化也較小。

1.2 綜合供熱煤耗法

計基礎(chǔ)[20 0 1]26文《熱電聯(lián)產(chǎn)項目可行性研究技術(shù)規(guī)定》中給出了供熱煤耗的計算公式：bgr=34.12/(ηg×ηgd)+εr×bdp。式中，εr為供熱廠用電率、kWh/GJ；bdp為汽輪機發(fā)現(xiàn)機組平均發(fā)電標煤耗率、g/kWh。該方法是在供熱煤耗反算法的基礎(chǔ)上，考慮了供熱廠用電的二次分攤計算出的供熱煤耗，不僅包含單位供熱量的燃料消耗、還包括了單位供熱量的電力消耗，代表了生產(chǎn)單位供熱量整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綜合能耗。

1.3 供熱比分攤法

DL/J T 904-2004《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標計算方法》中供熱煤耗的計算方法，是用供熱量占統(tǒng)計期汽輪機總耗熱量來分攤機組入爐標煤量。由于對外供熱量便于計量，統(tǒng)計期汽輪機總耗熱量可以通過正平衡或反平衡2種方法計算得出，供熱標準煤耗率可較方便地計算出來：bgr=Bb×α/∑Qgr，α=∑Qgr/∑Qsr。式中：B 為統(tǒng)計期內(nèi)入爐耗用標準煤量、t；α 為供熱比，指統(tǒng)計期內(nèi)機組用于供熱的熱量與汽輪機熱耗量的比值、%；∑Qgr為統(tǒng)計期內(nèi)的供熱量、GJ；∑Qsr為統(tǒng)計期內(nèi)汽輪機總耗熱量、GJ。

該計算公式按照熱電聯(lián)產(chǎn)機組生產(chǎn)電能和熱能2種能量的純粹數(shù)量比例來分配煤耗，優(yōu)點是對影響煤耗計算結(jié)的因素（如供熱表計計量誤差、燃煤熱值化驗誤差等）在供熱和發(fā)電3個環(huán)節(jié)進行了合理分攤，并可利用供熱比對廠用電、供熱發(fā)電成本等進行分攤。與供熱煤耗反算法一樣，該方法也沒有體現(xiàn)出生產(chǎn)2種不同能量蒸汽時蒸汽品質(zhì)的區(qū)別，特別是忽略了新蒸汽在生產(chǎn)電能的過程中各種損失被重新轉(zhuǎn)化成低品位熱能、在供熱過程中再次得以利用的情況，并將熱電聯(lián)產(chǎn)機組冷源損失帶來的好處全部歸于發(fā)電。

2 供熱機組發(fā)電成本計算

2.1 成本分攤方法

相對于煤等傳統(tǒng)能源天然氣價格比較昂貴。燃料價格為燃氣電廠實際購氣價格，通過企業(yè)財務(wù)月報或經(jīng)營日報等渠道獲取數(shù)據(jù)；發(fā)電氣耗與機組負荷則直接讀取電廠SIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)：由此計算真實的實時燃料成本。假設(shè)汽輪機中抽汽量為Dcq，聯(lián)產(chǎn)供熱焓差為（hh-hc），總共熱量為Qgr，汽輪機總熱耗量為Qsr，燃氣機組發(fā)電量為Wf，生產(chǎn)廠用電率為Lcy。燃氣機組單位時間供氣量為Gf，燃料的低位發(fā)熱量為Qar,net，標煤的發(fā)熱量為Qcoal=29308kJ/kg，燃氣機組余熱鍋爐的鍋爐效率為ηg，管道效率為ηgd。則：

燃氣機組入爐標煤量為mrl=Gf×Qar，net/Qcoal，汽輪機的總熱耗量為Qsr=mrl×Qcoal×ηg×ηgd= Gf×Qar，net×ηg×ηgd， 燃氣機組供熱量Qgr為Qgr=Dcq×(hh-hc)，則燃氣機組供熱比α=Qgr/Qsr。入爐標煤量與供熱比的乘積為供熱標煤量，供熱標煤量為mgr=mrl×α，則燃氣機組發(fā)電標煤量mfd=mrlmgr=[1-Dcq×(hh-hc)/(Gf×Qar，net×ηg×ηgd)]×(Gf× Qar，net/Qcoal)，則燃氣機組供電標煤耗bg=mfd/[Wf× (1-Lcy/100)]， 即bg=[1-Dcq×(hh-hc)/(Gf×Qar，net× ηg×ηgd)]×(Gf×Qar，net/Qcoal)/[Wf×(1-Lcy/100)]。

其中，燃氣機組發(fā)電量Wf 由關(guān)口表讀數(shù)讀取；Gf 根據(jù)標準GB/T2624進行讀取；α 的計算按照標準DL/T 904-2015進行；供熱抽汽流量Dcq、供氣品質(zhì)參數(shù)(hh-hc)由SIS 系統(tǒng)讀取；燃氣機組燃料發(fā)熱量根據(jù)各廠燃料系統(tǒng)讀取；燃氣機組的鍋爐效率ηg及管道效率ηgd根據(jù)以下方式獲取：電廠SIS系統(tǒng)已有，開發(fā)接口讀取；電廠無在線數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況手動輸入并由第三方校核。

2.2 供熱分攤實例

根據(jù)以上方法，對某燃氣供熱機組進行三種標準的供熱煤耗計算（表1）。

表1 某燃氣供熱機組三種標準的供熱煤耗計算

其中方法1～3的供熱煤耗計算方法分別為bgr=34.12/(ηg×ηgd)、bgr=34.12/(ηg×ηgd)+εr× bdp、bgr=Bb×α/M。由此可看出，方法1供熱煤耗低、供電煤耗高，好處歸熱；方法2考慮到供熱對廠用電點的影響，供電煤耗較方法1低；方法3采用供熱比法，供熱煤耗高、供電煤耗低，好處歸電。電廠側(cè)可根據(jù)自身實際需求，靈活運用三種方法進行供熱成本分攤計算。

綜上，本文充分結(jié)合目前國內(nèi)供熱機組供熱成本計算的各種方式，其結(jié)果滿足各類型機組的實際情況，方法通用性極強，具備很好的擴展性。