浅析热电联产机组热电分摊方法

浅析热电联产机组热电分摊方法

覃万昌

中国轻工业南宁设计工程有限公司广西南宁 530000

摘要：热电联产机组的热电成本分摊方法是现今热电联产技术研究的重点和难点，其合理性和准确性既影响热电联产企业和热用户各方的利益，同时也会影响到热电联产事业的健康良好的发展。本文介绍了热量法、实际焓降法、做功能力法和热电联合法等计算方法，并以来宾某电厂供热机组为例进行比较性计算，为相关工作开展提供参考。

关键词：热电联产；热电成本；分摊方法

1前言

随着国家污染治理的力度不断加大，锅炉烟气排放要求的不断提高，工业园区企业小锅炉无法满足环保要求，对当地的大气污染治理工作提出严峻挑战。为保护当地的环境，便于对污染源集中有效地治理，促进可持续发展，建设热电联产项目实行集中供热势在必行，是打造生态城市的必由之路。

热电联产模式是在生产电能的同时利用汽轮发电机做过功的蒸汽实现用户供热，具备提高能源使用效率的作用，国家能源局数据显示，热电联产热效率一般可达75%-80%，显著高于火电站的平均热效率，具备显著的节能效应。所以实行热电联产也是实现能源阶梯利用，提高能源利用效率的需要。

热电联产事业的发展在取得突出成果的同时，也伴随出现了一些影响进一步有序发展的问题。其中关于如何进行热电联产机组全厂总热耗量的分配问题，便是众多问题中最棘手的一个。

2热电分摊方法

2.1热量法

热量法以热力学第一定律为基础，将总热耗量按热、电两种能量的用热数量比例来分配，它只考虑能量的数量，未考虑供热汽流在汽轮机中已做功的实际情况，不考虑能量的质量差别，不能反映电能和热能两种产品在品质上的差别，也不能反映不同参数供热蒸汽在品质方面的不等价，将热电联产的节能效益全部归发电部分。热量法计算供热分摊比的上限值，特点就是“好处归电”，计算简单，是我国目前热电联产行业普遍采用的分摊方法。

采用热量法来分摊热、电成本时，供热成本分摊比 为锅炉供热量占锅炉有效热量的百分数，机组为再热机组，不考虑锅炉至汽机之间的主汽管道损失，则计算公式为：

式中

锅炉供汽量，t/a； 汽机抽汽焓，kJ/kg； 供热回水焓，kJ/kg； ：锅炉产汽量，t/a； 锅炉产汽焓，kJ/kg； ：锅炉给水焓，kJ/kg； ：再热蒸汽量，t/a； 再热蒸汽热段焓，kJ/kg； ：再热蒸汽冷段焓，kJ/kg。

2.2实际焓降法

实际焓降法把联产汽流的热耗量，按联产供热抽汽汽流在汽轮机中少做的功（或称实际焓降不足）与新蒸汽实际焓降的比例来分配供热的热耗量，其基本的思想是考虑了供热抽汽汽流使汽流未能完全膨胀到排汽参数，则供热应按比例承担少做功对应的热耗量。

实际焓降法考虑了供热蒸汽在品质阀门的差别，把实际上已经为热用户所利用的冷源损失全部摊给发电，热电联产的好处全部由供热部分独占，所以称之为热电联产效益归热法。也称为“好处归热法”。

采用实际焓降法来分摊热、电成本时，供热成本分摊比 为锅炉供热实际焓降不足占锅炉实际焓降的百分数，机组为再热机组，不考虑锅炉至汽机之间的主汽管道损失，则计算公式为：

式中

凝汽焓，kJ/kg；其他符号同前。

2.3做功能力法

做功能力法（火用分析法）是按联产供热蒸汽与新蒸汽的做功能力的比例来分配热电厂的总热量，即按蒸汽的做功能力在电、热两种产品间分配。

做功能力法以热力学第一及第二定律为依据，同时考虑了热能的数量和质量差别，该方法供热成本分摊比 计算公式为：

式中

汽机供热抽汽、汽机进汽、再热蒸汽做功能力； 环境焓，为84.013kJ/kg； 环境温度，一般取（273.15+20）K； 汽机供热抽汽比熵，kJ/(kg.K)； 环境比熵，为0.2965kJ/(kg.K)； 锅炉产汽比熵，kJ/(kg.K)；其他符号同前。

2.4热电联合法

虽然做功能力法同时考虑了热能的数量和质量差别，使热电联产的好处较合理地分配给电、热两种产品。然而，由于供热不仅用火用而且用火无，如果完全用火用来衡量能量在品质方面的差异，不计火无在供热当中的作用，所得结果将有利于供热而不利于发电，做功能力法计算结果与实际焓降法的分配结果相差无几，所以热电厂也不能接受这种分配方法。

热电联合法^[1]由于该法同时考虑了用火用和火无在热电联产过程中的作用，系目前国内比较认可的热电分摊计算方法。该法热电分摊比表达式为：

式中联合系数 介于0和1之间，当 时式（7）变为做功能力法式（3），当 时式（7）变为热量法式（1）；其他符号同前。

根据哈尔滨工业大学廖春晖博士论文《燃煤热电联产区域供热系统热源优化配置研究》（国内图书分类号TU833，国际图书分类号697）提出的改进的热电联合法^[2]，联合系数 计算公式如下：

即联合系数

的大小与热泵的COP和供热蒸汽火用热比 有关。蒸汽火用热比可以根据蒸汽参数来确定，而COP值与热泵性能有关，对于理想卡诺循环热泵COP最大：

实际上，一般热泵的COP值只能达到其理想卡诺循环COP的50-60%，本文取60%，即热泵COP为：

3热电分摊方法对比分析

为满足热电联产集中供热发展需求，来宾某电厂对原有纯凝机组进行供热改造。经过对机组运行期间基础数据调查，使用上述4种方法对其进行热电分摊比的计算，结算结果见表1。

表1不同热电分摊方法计算汇总表

热量法和拥分析法是从热力学第一、第二定律的角度进行定义的，只与热电联产系统的热力学过程有关，客观的反映了供热和发电在用能数量和质量上的关系。如果某一种分摊方法给出的供热成本分摊比大于热量法规定的值，意味着发电输入能量小于输出的能量，即发电效率超过理论最大值；相似的，如果一种分摊方法给出的供热成本分摊比小于拥分析法规定的值，则说明供热消耗的拥比供热实际利用的拥要小，这都是不符合热力学基本原理的，所以热量法和拥分析法规定的上下限是必须满足的基本条件，合理的分摊结果都应在这个范围内变化。

4结论

虽然经过国内外众多学者的不懈努力，建立得到了许多热电分摊方法，但是至今仍然没有一种方法能满足总热耗分摊的要求：既要能反映出热、电这两种产品在能量品质方面的高低不同，还要体现出热电联产技术的工艺完善程度，实现方法简单实用，促进热电联产事业健康发展的目标^[3]。热电分摊方法的不合理，不公平，不仅会影响到能量有效利用，同时还会影响到企业和热用户各自的切身利益，为热电联产事业的良好发展徒增障碍。

因此在“绿色节能”、“高效节能”的当代，热电联产事业的进一步发展已与全球性的“环境与发展”问题紧密的联系在一起，这就要求必须解决好热电成本分配的问题，为热电联产事业的发展排除前进的障碍，为进一步挖掘热电联产技术的节能潜力，发挥其在资源、环境和经济方面的巨大效益，为我国节能减排事业的开展及可持续发展的实施提供推动力。

参考文献

[1]田枫,杨忠全.热电厂煤耗成本分摊的新方法——热电联合法[J].四川电力技术,2007(05):79-83.

[2]廖春晖. 燃煤热电联产区域供热系统热源优化配置研究[D].哈尔滨工业大学,2014.

[3]石志云. 热电联产机组热电成本分摊算法研究[D].华北电力大学,2013.