段宗周，劉淑君

(河北省電力勘測設計研究院，河北 石家莊 050031)

1 概述

熱電聯(lián)產(chǎn)項目與熱電分產(chǎn)相比，在節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應等方面具有明顯的優(yōu)勢，所以在采暖地區(qū)的大中城市幾乎都在建設300 MW或600 MW等級的大型熱電聯(lián)產(chǎn)機組。這些機組基本都是發(fā)電、供熱兩用機組，與小型供熱機組相比的主要區(qū)別是這些機組都是一次中間再熱式機組，而小型供熱機組一般沒有再熱系統(tǒng)；其次是這些抽凝兩用機組與小型供熱機組正好相反，其對外供熱量越大，發(fā)電功率越小。由于現(xiàn)行的《火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定》DL/T 5153-2002(參考文獻[1]，以下簡稱廠規(guī))發(fā)布時國內(nèi)還沒有出現(xiàn)大型抽凝兩用機組，所以“廠規(guī)”附錄A的供熱廠用電率、發(fā)電廠用電率計算公式是針對小型供熱機組而言的。這些公式能否直接用于大型熱電聯(lián)產(chǎn)機組，是一個值得研究和探討的問題。

2 廠規(guī)中供熱和發(fā)電廠用電率計算方法介紹

根據(jù)“廠規(guī)”中的計算公式，供熱廠用電率指的是對外供單位熱量所消耗的廠用電量(kWh/GJ)；發(fā)電廠用電率指的是用于發(fā)電的廠用電量與發(fā)電機發(fā)出電量的比值，或用于發(fā)電的廠用電負荷與發(fā)電機發(fā)出功率的比值?！皬S規(guī)”附錄A，A2中供熱式機組熱電廠供熱廠用電率和發(fā)電廠用電率計算公式如下：

式中：er為熱電廠供熱廠用電率(kWh/GJ)；ed為熱電廠發(fā)電廠用電率(%)；Sc為廠用電計算負荷(kVA)；S∞zw為用于熱網(wǎng)的廠用電計算負荷(kVA)； αr為供熱用熱量與總耗熱量之比；cosφαν為電動機在運行功率時的平均功率因數(shù)，一般取0.8；Qr為單位時間供熱用熱量(MJ/h)；Pe為發(fā)電機的額定功率(kVA)。

3 公式中參數(shù)的計算和取值

公式⑴和⑵直接用于計算大型熱電兩用機組供熱廠用電率和發(fā)電廠用電率理論上并不存在問題，關鍵是幾個參數(shù)的計算和取值。目前各設計院內(nèi)的分工基本上是由電氣專業(yè)負責計算供熱廠用電率和發(fā)電廠用電率，公式⑴和⑵中廠用電計算負荷Sc和熱網(wǎng)的廠用電計算負荷S∞zw是電氣專業(yè)非常熟悉的，這里不作探討。公式中和熱力系統(tǒng)及熱量有關的幾個參數(shù)我們電氣專業(yè)設計人員比較陌生，需要熱機專業(yè)協(xié)助完成。

3.1 關于供熱用熱量與總耗熱量之比αr

由公式⑴和⑵可以看出，供熱用熱量與總耗熱量之比αr是一個非常重要的參數(shù)。在中國節(jié)能公司組織編制，三部委于2001年發(fā)布的《熱電聯(lián)產(chǎn)可行性研究技術規(guī)定》(參考文獻[2])中把αr稱為熱電成本分攤比，是采用熱量法來分攤熱、電成本時，供熱所占的比例，即熱電廠供出的熱量占鍋爐有效產(chǎn)熱量的比例。在“廠規(guī)”中給出的計算方法見公式⑶。

式中：D為汽輪機主蒸汽消耗量(t/h)；i0為汽輪機入口主蒸汽焓(kJ/kg)；Wg為 汽輪機高壓加熱器出口給水量(t/h)；ig為汽輪機高壓加熱器出口給水焓(kJ/kg)。

由公式⑶可以看出，其分母部分只計算了鍋爐過熱器產(chǎn)熱量，而沒有計入鍋爐再熱器的產(chǎn)熱量。顯然不能代表有再熱系統(tǒng)的大型抽凝兩用機組鍋爐的總產(chǎn)熱量。如果直接沿用公式⑶，將會造成供熱廠用電率偏高，而導致發(fā)電廠用電率偏低，從而在財務評價中使供熱成本增加，影響財務評價結(jié)果的正確性。因此在計算有再熱系統(tǒng)的供熱廠用電率和發(fā)電廠用電率時，不能直接采用公式⑶。同時公式⑶中D i0也不能代表主汽通過減溫減壓器對外供汽的情況。

因此建議“廠規(guī)”主編部門在修編時對公式⑶進行修正。經(jīng)與我院熱機專業(yè)協(xié)商，在新版“廠規(guī)”發(fā)布之前，建議暫按公式⑷進行計算。

式中：D0為單位時間內(nèi)鍋爐產(chǎn)出的新蒸汽量，其為汽輪機進汽量與減溫減 壓新蒸汽量之和(t/h)； DR為單位時間內(nèi)再熱蒸汽量(t/h)；ΔIR為再熱焓差，即再熱熱蒸汽焓減去高壓缸排汽焓(kJ/kg)。

順便指出，公式⑷同樣適用于無再熱系統(tǒng)的小型供熱機組，只需將公式中的DRΔIR作“零”處理即可。

3.2 關于供熱廠用電率

“廠規(guī)”把由公式⑴計算出的eγ稱為供熱廠用電率，而在《熱電聯(lián)產(chǎn)可行性研究技術規(guī)定》和熱機專業(yè)的有關文獻中稱之為供單位熱量所耗廠用電量，有的文獻為了簡化計算，干脆根據(jù)供熱鍋爐房的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，把其定義為常數(shù)αγ= 5.73 kWh/GJ。筆者認為把eγ定義為供單位熱量所耗廠用電量更為妥當。但無論如何一般情況下熱電聯(lián)產(chǎn)機組與供熱鍋爐房相比，其指標應該更先進一些，所以按公式⑴進行計算還是有必要的。而把供熱廠用電率定義為某一時間段(如采暖季、非采暖季)對外供熱所耗廠用電量與發(fā)電機發(fā)出電量之比更為直觀，也便于計算。其計算方法見公式⑸。

3.3 關于發(fā)電功率Pe的取值

在“廠規(guī)”計算發(fā)電廠用電率公式⑵中，分母Pe定義為發(fā)電機的額定功率。熱電廠許多技術經(jīng)濟指標一般分為采暖季和非采暖季分別計算，筆者認為非采暖季公式⑵的分母采用發(fā)電機的額定功率是合適的，但在采暖季也采用發(fā)電機的額定功率就不一定恰當。因為目前廣泛采用的發(fā)電供熱兩用機(300 MW及以上)，其主要特點是隨著抽汽的增加，機組的發(fā)電功率而減小，采暖季節(jié)如果Pe采用發(fā)電機的額定功率即名牌功率，將會帶來較大的偏差。

以我院設計的東北地區(qū)某熱電廠為例，該廠發(fā)電機的額定功率為350 MW，冬季額定抽汽工況發(fā)電機的發(fā)電功率為276 MW。由于機組減少的發(fā)電功率所對應廠用電負荷已計入供熱廠用電率之中，如果發(fā)電廠用電率計算中分母再采用發(fā)電機的額定功率顯然是不合理的，將會造成計算結(jié)果偏低，電廠投運后無法達標。因此在采暖季節(jié)的發(fā)電廠用電率計算公式⑵采用額定抽汽工況或平均抽汽工況對應的發(fā)電機的發(fā)電功率(276 MW)是符合實際的。經(jīng)測算兩者的絕對差值在1.5%以上，相對差值在25%以上(隨抽汽量大小而變化，抽汽量越大，其差值越大)。

3.4 關于綜合廠用電率

熱電廠綜合廠用電率與純凝電廠綜合廠用電率的含義不同。純凝電廠綜合廠用電率是指發(fā)電量與上網(wǎng)電量的差值與發(fā)電量的比值，包含了廠用電和主變損耗、烘爐暖機用電、檢修用電及非生產(chǎn)用電等。關于熱電廠綜合廠用電率，在“廠規(guī)”中沒有給出其定義，也沒有給出計算方法。由于多數(shù)建設單位都要求提供該項指標，建議“廠規(guī)”主編單位在修編時增加該項內(nèi)容。

在《熱電聯(lián)產(chǎn)可行性研究技術規(guī)定》中定義綜合廠用電率為供熱廠用電率與發(fā)電廠用電率之和。計算方法見公式⑸。

式中：ezzh為熱電廠綜合廠用電率(%)。

4 結(jié)論和建議

⑴ 現(xiàn)行“廠規(guī)”附錄A中的供熱廠用電率和發(fā)電廠用電率計算公式只適合于無再熱系統(tǒng)供熱機組的計算，對于有再熱系統(tǒng)的大型熱電兩用機組采用附錄A中的公式計算，會帶來較大的偏差，需要進行修編。

⑵ 熱電兩用機組供熱廠用電率、發(fā)電廠用電率由熱機專業(yè)計算更為合適，建議中國電力規(guī)劃設計協(xié)會就有關問題進行協(xié)調(diào)，在熱機專業(yè)有關規(guī)范中寫入有關計算內(nèi)容。

⑶“廠規(guī)”修編時，供熱用熱量與總耗熱量之比αr的計算公式中應計入鍋爐再熱系統(tǒng)的產(chǎn)熱量。新“廠規(guī)”發(fā)布之前，可暫按公式⑷進行計算。

⑷ 供熱廠用電率定義為某一時間段對外供熱所耗廠用電量與發(fā)電機發(fā)出電量之比更為直觀，也便于計算。

⑸ 在采暖季的發(fā)電廠用電率計算時，公式⑵中的發(fā)電機功率采用平均抽汽工況對應的發(fā)電功率更符合實際情況。

⑹ 建議“廠規(guī)”主編單位在修編時增加綜合廠用電率的定義和計算內(nèi)容。

[1]DL/T5153-2002，火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定[S].