热电联产机组供热煤耗计算方法分析

张东

(华电国际十里泉发电厂，山东 枣庄 277103)

0 引言

热电联产机组锅炉产生的蒸汽既用来发电，又采用抽汽、背压等方式对外供热，供热标准煤耗率(以下简称供热煤耗)无法直接通过皮带秤称煤量、入炉煤热值等数据利用正平衡方法求出，只能根据对外供热量、锅炉效率、管道效率反算，或采用发电供热分摊比对入炉标准煤量进行人为分割的方法间接计算。目前，国内外发电供热分摊方法有3类:一类是热电联产效益归电法，此类方法基于热力学第一定律，以燃料化学能在发电和供热2个环节数量上被利用的程度进行分析评价，其中包括我国相关能源政策中规定采用的热量法;另一类是热电联产效益归热法，此类方法基于热力学第二定律，以燃料的做功能力被利用的程度来评价热经济性，如焓熵法、做功能力法等;第三类方法是热电联产效益折中分摊法。国内将热量法作为热电联产机组发电供热煤耗分摊的常用计算方法，热量法中不同计算公式影响计算所得煤耗的因素也不尽相同［1－2］。

1 热电联产机组供热煤耗常用计算方法

1.1 供热煤耗反算法

1.1.1 直接反算法

该方法把1 GJ供热量折算成标准煤34.12 kg，再除以管道效率和锅炉效率，反推得出热电联产机组产出1 GJ供热量消耗的入炉标准煤量，即供热煤耗。例如，天津市地方标准 DB 12/046.31—2008《火力发电供热煤耗计算方法及限额》明确规定，热电联产企业采用式(1)进行供热煤耗的计算，并提出供热煤耗最高不应超过43 kg/GJ［3］。

式中:bgr为供热煤耗，kg/GJ;ηg为锅炉效率，%;ηgd为管道效率，%。

1.1.2 综合供热煤耗法

计基础［2001］26文《热电联产项目可行性研究技术规定》中给出了供热煤耗的计算公式

式中:εr为供热厂用电率，(kW·h)/GJ;bdb为汽轮发电机组年平均发电标准煤耗率，kg/(kW·h)。

与式(1)不同的是，该方法是在供热煤耗反算法的基础上，考虑了供热厂用电的二次分摊，计算出的供热煤耗不仅包含单位供热量的燃料消耗，还包括了单位供热量的电力消耗，代表了生产单位供热量整个生产环节的综合能耗。

供热煤耗反算法将电站锅炉视同集中供热锅炉，供热蒸汽视同锅炉新蒸汽，供热煤耗仅与锅炉效率和管道效率有关。该方法的优点是计算方法简捷、直观，干扰因素小，缺点是忽略因素较多，精准度较低。由于特定机组的管道效率和锅炉效率变化区间较小，因此供热煤耗变化也较小。

1.2 供热比分摊法

DL/T 904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》中供热煤耗的计算方法，是用供热量占统计期汽轮机总耗热量来分摊机组入炉标煤量。由于对外供热量便于计量，统计期汽轮机总耗热量可以通过正平衡或反平衡2种方法计算得出，供热标准煤耗率可较方便地计算出来［4］。

式中:Bb为统计期内入炉耗用标准煤量，t;α为供热比，指统计期内机组用于供热的热量与汽轮机热耗量的比值，%;∑Qgr为统计期内的供热量，GJ;∑Qsr为统计期内汽轮机总耗热量，GJ。

该计算公式按照热电联产机组生产电能和热能2种能量的纯粹数量比例来分配煤耗，优点是对影响煤耗计算结果的因素(如供热表计计量误差、燃煤热值化验误差等)在供热和发电3个环节进行了合理分摊，并可利用供热比对厂用电、供热发电成本等进行分摊。与供热煤耗反算法一样，该方法也没有体现出生产2种不同能量蒸汽时蒸汽品质的区别，特别是忽略了新蒸汽在生产电能的过程中，各种损失被重新转化成低品位热能，在供热过程中再次得以利用的情况，并将热电联产机组冷源损失带来的好处全部归于发电。上述2种计算方法均属于定量分摊热电联产过程中发电和供热的耗能，是我国能源政策法规规定的热电分摊计算方法。

2 供热煤耗计算方法的解析

式(4)中没有考虑锅炉对外直接供热量。从热电联产机组热平衡方框图［5］(如图1所示)可以看出，式(4)将供热比定位在热电联产环节，即供热比是机侧供热量(含供热环节热损失)与汽轮机热耗量(发电热当量、供热量及供热损失、发电环节热损失、供热发电公用热量之和)之比。

式(1)、式(3)计算出的供热煤耗并非生产单位供热量的总能耗。热电联产机组供热总能耗是供热煤耗与供热厂用电两者之和。在发电环节的能耗计算中，如不考虑外购电量，供电煤耗就是机组外供单位千瓦时电能的总能耗，而式(1)、式(3)计算出的供热煤耗并不是机组外供单位热量所消耗的全部能量，它仅包括单位供热量的燃料消耗。由式(5)可以看出，供热厂用电包括纯供热消耗厂用电、发电供热公用厂用电中的供热部分(按供热比分摊)。式(1)、式(3)不考虑供热厂用电热当量，可使热电联产机组供热煤耗与单一热源厂供热煤耗便于比较。

式中:Wr为供热耗用的厂用电量，kW·h;Wcf为纯发电用的厂用电量，如循环水泵、凝结水泵等只与发电有关的设备用电量，kW·h;Wcr为纯热网用的厂用电量，如热网泵等只与供热有关的设备用电量，kW·h。

图1 热电联产机组热平衡方框图

式(1)、式(2)、式(3)均没有分摊供热发电公用热量。从图1可以看出，供热煤耗反算法、供热比分摊法在煤耗计算中将供热发电公用热量全部计入发电煤耗计算环节。笔者认为，由于热电联产的特殊性，发电和供热不可完全割裂拆分，对于供热发电公用热量(如锅炉灰斗加热、燃油雾化加热、吹灰用热、接卸煤炭加热、生产办公区采暖等公用生产用热，厂内职工餐厅用热等公用非生产用热)应按照供热比进行分摊，分摊后计算出的供热煤耗更接近单一热源厂的生产情况，便于两者在同一平台上进行比较。

3 对供热比计算方法的修正

鉴于以上分析，笔者认为在确定供热比时，应将热电联产机组在统计期内供热发电公用热量按照供热比进行分摊，并提出供热比的计算公式

式中:∑Qgh为统计期内热电联产机组供热发电公用热量，GJ。

式(6)的依据仍是热力学第一定律，它考虑了热电联产机组在生产电能和热能过程中，供热和发电公共耗用热量，并将其引入对供热比的计算进行了修正。同式(4)一样，该式仍定位在热电联产环节，若热电联产机组利用锅炉连排等炉侧蒸汽进行供热，可参照上述公式另行计算，本文不再讨论。

4 结束语

热电联产机组的热电分摊方法很多，不同分摊方法对应的供热煤耗计算公式也很多，利用供热比计算供热煤耗的方法具有公式简单、便于操作的优点，是国内目前常用的供电煤耗计算方法。但该方法忽略了供热发电公用热量对供热煤耗的影响，没有对其进行分摊，本文利用热平衡方框图分析了热电联产机组的热量平衡关系，尝试提出了考虑分摊供热发电公用热量的供热比计算公式，利用该公式计算出的供热比对供热煤耗、厂用电、发电供热成本等的分摊将更加合理。

［1］黄湘.对标管理中机组汽轮机系统煤耗的数据分析［J］.华电技术，2008，30(9):1 －5.

［2］杨豫森，严俊杰，赵子谦，等.热电厂热电煤耗成本分摊方法的研究［J］.热力发电，2004(2):1 －4.

［3］DB 12/046.31—2008，火力发电供热煤耗计算方法及限额［S］.

［4］DL/T 904—2004，火力发电厂技术经济指标计算方法［S］.

［5］DL/T 606－3—2006，火力发电厂能量平衡导则第三部分 热平衡［S］.