热电联产火电厂 “以热定电”可行性研究

郭 涛，张 旭，杨洪玲

(北票发电有限责任公司，辽宁 朝阳 122100)

热电联产是指机组在发电的过程中将已做了部分功的蒸汽热量利用起来对热用户供热［1］。热电联产是一种先进的能源“梯级利用”形式，基本上做到了“能质匹配”、“热尽其用”，大大提高了能源利用效率，提高了机组经济性，特点是将高品质的燃料化学能转化为热能用以发电，再将低品质的已做了部分功的热能用来对外供热，在节省能源、减少环境污染方面具有分散锅炉房不可比拟的优势，对促进城市化建设和社会发展起重要作用［2］。

多数热电联产火电厂以发电为主、供热为辅。为提高运行经济性，强调多发电、抢发电量，采取“以电定热”的生产经营方式。但近年来，随着火电用煤价格不断攀升，电价上升幅度有限，热电联产机组的发电利润大大降低，供电煤耗偏高的小型热电联产火电厂的发电利润甚至为负数［3］。因此现阶段热电联产的火电厂必须考虑实施“以热定电”运行方式，即在保证供热质量的前提下尽量少发电。

1 机组概况

北票发电有限责任公司担负当地居民约400万m2的冬季取暖供热的任务。采暖期为152 d，折合3 648 h。取暖供热采用单元制，分4条干线支状供出，设计供水温度50℃，回水温度40℃。1号单元区域是热网加热器供热，汽源由3台机组的第6级抽汽供给;2、3、4号单元区域分别由3台汽轮机采用低真空循环水供热，即热用户的采暖回水进入低真空运行的机组凝汽器水侧，吸收汽轮机已做过功的排汽余热，经热网泵加压后进入热网加热器，加热器的热源由各台机组抽汽供给，热网循环水被加热后，进入热网供水管道。

2 “以电定热”和“以热定电”的对比

由机组供热方式可知，热电联产机组发电负荷与供热能力成正比，即机组的发电负荷越高，供热温度越高;发电负荷越低，供热温度越低［4］。

从供热经济性的角度看，供热量应根据环境温度调整，以免浪费;从发电经济性的角度看，只要有边际效益就应多发电。因此出现了热电联产机组是采用多发电、多供热的“以电定热”还是采用经济供热、少发电的“以热定电”2种运行方式的对比选择。

选择哪种运行方式，根本上就是比较采用哪种运行方式电厂的利润更高或亏损更少。利润是成本和收入的差值。对于热电联产电厂，收入主要是发电收入和供热收入。供热收入取决于供热面积和热价，是基本不变的。发电收入取决于上网电量和电价，是变化的。成本分为固定成本和变动成本。电厂的固定成本一般是员工薪酬等必须、经常性的支出，与发电量、供热量的多少无关。电厂的变动成本主要是燃料、化学药品、水、维护材料等消耗，与发电量、供热量的多少有关，且接近于正比［5］。其中电厂燃料的消耗一般占变动成本的70%以上，主要取决于供电煤耗和供热煤耗。因此在满足供热需求和保证机组安全运行情况下，“以电定热”和“以热定电”运行的利润比较，关键是计算不同方式下的变动成本与发电收入之差。

北票发电有限责任公司设备参数计算如下。a． 计算机组的发电变动成本

由汽轮机效率η机=22.1%，锅炉效率η炉=85%，管道效率η管=98%得:机组效率η发=η机*η炉*η管=18.4%。

由厂用电率为7.38%得:发电标准煤耗率d发上网电量标准煤耗率d网==721 g/kWh。

两个人把沙滩差点砸出一个矿洞，如胶似漆地抱在一起滚了十几圈。迟羽晕头胀脑地爬起来，我跑过去扶她，她指着胖子话都说不利索了：“我不是让你用肌肉最发达的地方着陆吗？”

由入炉标煤单价p=640元/t可得上网电量煤耗成本c1=d网*p=0.461元/kWh。

水费 (含水处理化学药品)成本s=0.012元/kg。

循环水供热期间汽耗q=6 kg/kWh。

单位水成本 c2=/kWh。

上网电量总变动成本 (不含设备维护消耗)c总=c1+c2=0.538 元/kWh。

b． 计算单位电量的盈亏

北票公司上网电价p=0.462元/kWh，因此若不考虑供热收入和供热煤耗，每多发1 kWh电量亏损e=p－c总=0.076元/kWh。

c． 计算多供热的损失

根据北票发电有限责任公司机组的热电比，发电机组每少发1 kWh电量，减少供热约0.018 8 GJ。

机组供热煤耗为42 kg/GJ，减少1 kWh供热量减少煤耗:标煤，折合资金:640*0.000 79=0.505 6元，而1 kWh上网电价仅为0.462元。

可见每多发1 kWh电量，即因供热多耗煤亏损0.043 6元。

综上所述，若不考虑供热的固定收入，每少发1 kWh电量，即可减少亏损0.043 6+0.076=0.12元，说明越多抢发电就越多亏损，实施以热定电是经济可行的。

3 “以热定电”运行的实践检验

2012年2月开始，北票发电公司采用了“以热定电”的运行方式，通过2月份全月的各项数据与同期比较，证明此运行方式是经济可行的。表1是对比情况 (收入只考虑上网电量，支出只考虑耗煤)。

数据表明，实施“以热定电”，虽然少发电减少收入105万元，但耗煤少支出341万元，折合日均多盈利可见至少亏损8万元以上 (以上还未统计因发电量增加而多消耗的其它生产材料)。

表1 2012年2月份各项数据与同期比较

4 “以热定电”运行的操作原则

虽然以上研究证明“以热定电”运行是经济的，但在实际工作中还必须考虑机组安全性、供热质量等的影响，因此在实践中应主要遵循以下操作原则。

a． 根据天气变化、环境温度合理调整热负荷，在满足热用户需求的前提下，降低热负荷［6］。

b． 在保证机组安全运行的前提下，根据供热需求调整机组发电负荷［7］。

c． 根据汽轮机调整方式和特点，在不增加耗煤和不多供热的前提下，合理调整汽轮机进汽和抽汽方式，使汽轮机负荷最高，达到运行经济性最佳［8］。

d． 当上网电价、煤炭价格变化或供热面积变化时，应重新测算“以热定电”运行方式的合理性。

5 结束语

随着煤原料价格与电产品价格矛盾的日益突出，热电联产火电厂采取经济运行方式降低成本迫在眉睫。根据供热量的需求，合理调整电负荷，实施“以热定电”达到经济运行是可行的，北票发电有限责任公司的实践也表明，“以热定电”经济效益显著，值得其它热电联产火电厂借鉴和普及应用。

［1］ 武学森．热电联产 ［M］．西安:西安交通大学出版社，1988．

［3］ 郑志勤．影响东北地区电力系统中长期发展战略的基本问题研究［J］．东北电力技术，2012，33(4):39．

［4］ 李勤道，严俊杰．热电厂热负荷分配方法的研究 ［J］．动力工程，2001，21(1):1 078－1 081．

［5］ 李崇祥．供热机组热电负荷经济调度研究 ［J］．热力发电，2000，29(5):13－14．

［6］ 徐学栋．利用负荷管理装置实现以热定电 ［J］．供用电，2000，17(2):47－48．

［7］ 王腾祥．热电联产问题探讨 ［J］．中国能源，1994，17(1):28－30．

［8］ 杨玉恒．发电厂热电联合生产及供热［M］．北京:水力电力出版社，1989．