热电联产企业供热量对供电和供热标准煤耗率的贡献分析

热电联产企业供热量对供电和供热标准煤耗率的贡献分析陈荣霞 高洁 谢爱云石家庄东方热电股份有限公司热电一厂Analysis of Heat Supply of Power-supplyingCoal Consumption of Cogeneration EnterpriseAffecting StandardCoal Consumption Rate of Power SupplyChen Rongxia1,Gao Jie2,XieAiyun3The First Thermoelectricity Plant of Oriental Thermoelectricity Co.,Ltdof Shijiazhuang(NO.326, Zhonghua South Street,Qiaoxi District,Shijiazhuang 050091,Hebei Province)Abstract：Power-supplying Coal Consumption of Cogeneration Enterprise had a substantial increase in economywith significantly energy-saving result by heat supply. However, comparing to the condensing turbo-generator set,the change of heat supply caused a huge fluctuation of the standard coal consumption rate of power supply. Then,the calculation of the standard coal consumption rate of power supply and heat supply became more complicated.This paper presented the research of steam turbine enthalpy values and the calculation of coefficient of exhaustunder the same thermal efficiency for boiler and generator set by the analysis the change of heat supply and gave out the following finding: The change of heat supply is the main parameter affecting the standard coalconsumption rate of power supply. The heat supply had a significant contribution to the standard coal consumptionrate of power supply. This result is very important to the analysis of power consumption for boiler and generatorset, which could avoid the none objective determination of the standard coal con sumption rate of power supplyand heat supply.Key word： energy saving；the standard coal consumption rate of power supply；the standard coal consumption rate of heat supply；coefficient of exhaust摘要：热电联产企业，由于供热的存在，使全厂的经济性有了大幅提高，节能效果明显。

但对供电、供热单耗的计算增加了复杂性，相比纯凝机组，因外供热量的变化，供电单耗的波动幅度巨大本文针对此现象，在锅炉和机组热效率相同的情况下，通过对供热量的变化分析，研究机组凝汽焓，以及对冷源损失进行测算，得出结论：影响供电单耗的主因是供热量的变化供热量对供电单耗的贡献十分突出 这对锅炉及机组的能耗综合分析有其重要作用，可以避免据此对供电和供热单耗推出不符合客观的判断 关键词 节能、供电标准煤耗率、供热标准煤耗率、冷源损失1引 言目前，因为热电联产的经济性逐步被人们所认知，国家越来越重视热电联产行业的发展， 对热电项目的审批政策也有所侧重在西欧一些国家发展热电联产企业比较早，在我国随着 城市的发展和围绕城市工业企业的迅速崛起，供热量的需求在以迅猛之势发展，所以热电联 产企业作为一个新群体正在以新的速度发展壮大在贯彻国家“以大代小，以新替旧”政策 中，城市周边以供热为主导的大型机组替代城市中心的旧、小机组，使热电联产企业出现新 气象新面貌，城市形象因之改变热电联产企业的供电标准煤耗率低于纯凝大容量机组，全厂整体热效率高于 55%，现 有效率最高的超临界纯凝机组供电标准煤耗都在 300g/kwh 以上，热电联产企业供电标准煤 耗最小在 200g/kwh 左右。

突出的优势也是国家提倡发展的重要因素在电力行业，人们对热电联产企业的供电标准煤耗率偏低的幅度并不是很了解，引起供 电标准煤耗低于纯凝大机组的原因，探究的人可能更少在人们的印象中：供电电标准煤耗 低是由于锅炉、机组效率高，其实不然在供热企业究竟供电标准煤耗率低是什么因素影响 和决定的？由于热电联产企业在电力行业所占份额较小，人们的关注度以及现有的文献和教 材较少本文将对此课题进行探讨笔者通过大量的测算和认真分析，认为供热量对供电标准煤耗率贡献最大，也可以说供 热量的多少，决定了供电标准煤耗率的高低的程度1 热电联产与纯凝机组企业的区别多年以来，人们熟知的是发电厂，即纯凝发电机组对热电联产企业比较陌生，甚至把 大型发电厂和热电联产企业混为一种电厂一般发电厂为机组容量比较大的纯凝机组，电力 负荷调整不涉及热负荷，其地理位置大多在城市边缘或离煤矿较近的地方热电联产企业是因外界有热负荷需求发展而来，多以城市供热为对象，早期为城市居民 供暖和市内的工业企业服务其地理位置大多在城市中或较近的地方最早由于热负荷需求 较少，供热机组以热负荷的大小决定机组的容量，所以，投产的是装机容量较小的背压机组背压机组因为存在一定的局限性，即有热负荷就能发电，无热负荷必须停机。

而与之匹 配的锅炉设备，在外界热负荷大时可以满负荷运行，热负荷小时锅炉负荷低于最低运行极限， 造成无法运行因此，抽凝机组应运而生，它可以在外界热负荷大时以抽汽方式运行，无热 负荷时采用纯凝运行方式，以保证不因外界热负荷小而停炉所以发电厂和热电联产企业最根本的区别是发电机种类不同：前者是只有纯凝发电机 组，后者是背压机组和抽凝机组再细化的区别是：大型发电厂是“单元制”机炉搭配方式，中小热电厂是多炉对多机 的“母管制” 组成部分方式以本企业为例：本企业共有 6 台机组和 9 台锅炉，实行 6 机 对应 9 炉的“母管制”运行方式且由于建厂早等历史原因，设备容量都比较小机组容量 属中、小机组，如 3MW、6MW、12MW；锅炉容量为 35t/h、75t/h、130t/h2大电厂机组大，锅炉容量大，设备效率高热电联产机组小，机组的锅炉容量相对偏小 （现在正在逐渐以较大容量的设备替代小型设备），设备效率也低于大电厂但其全厂热效 率却高于大电厂，供电标准煤耗率低于大电厂，分析其原因，主要是由于供热负荷的存在 2 热电联产与纯凝机组供电标准煤耗率计算方法不同的分析供电标准煤耗率是衡量电力企业煤耗的一个重要技术指标，纯凝发电厂由于只有发电量 一项产品指标，所以计算相对简单，原煤消耗总量就等于发电消耗煤量，发电标准煤耗率= 原煤消耗量×折标系数/发电量。

计算方法简单清晰对于热电联产企业，供电标准煤耗的计算相对复杂，因为供热负荷的存在，原煤消耗量 需根据供热量和发电量的多少按热电分摊比进行分配，因此原煤消耗分成两部分，即：发电 原煤消耗量和供热原煤消耗量供电和供热标准煤耗率再按各自分配的标煤消耗量进行计 算在热电分摊比的计算上，笔者参考现有教科书的公式并根据多年的经验分析得知，要想 得到十分准确的结果非常困难通过热电分摊比分摊出发电所耗原煤，不能真实地反映供电 标准煤耗率，也不可能准确地反映机、炉的能耗高低目前业内还没有总结出精确的计算方 法3 供热量对供电标准煤耗率的影响由于供热量的变化和由此引起的分摊比的变化，供电和供热标准煤耗会出现另人难以置 信的数值，如果按此数值进行技术分析，往往出现不合实事的结果，如：供热量增加，供电 标准煤耗会出现大幅下降以本企业实际数据为例：2010 年某月，供热量为 780039GJ，发电量为 1719.72 万 kwh， 供电量为 1327.2606 万 kwh， 按原有公式方法计算得出，机组的热电分摊比为 82%，供电 标准煤耗为 292g/kwh一般小型抽凝机组（12MW）的供电标准煤耗率的设计值远远高于 此运行状态下的数值，其结果明显存在偏差。

按此上述结果分析，常规思维推断：供电标准 煤耗下降即锅炉效率或机组效率提高了实际情况并非如此随着外供热量的变化，供电和供热标准煤耗率会出现大幅的变化， 并且它们的变化只与供热量有关，与锅炉和发电机组的效率无关按正常分析得出锅炉和机组效率高低的结论，不能反应机组的真实单耗水平这使得供 电标准煤耗变化失去原有的分析价值所以此课题非常值得探讨因此，我们有必要对热电联产企业的供电和供热标准煤耗率进行解剖式分析，找出供电 和供热标准煤耗升降的真实原因，从而使分析变得符合实际，体现实际价值，以帮助我们从 中找到生产上存在的问题，从而提高和改进现有的设备技术4 供热量在生产流程中的对比解析4.1纯凝机组生产过程中的有效作功分析：通过对汽轮机生产过程中，蒸汽作功的焓降来分析供电标准煤耗率 以下图 1-1 至图 1-5 所示为纯凝发电机组有效功占燃烧热量的比例图示3纯凝发电机组中发电做的有效功率分析计算； 纯凝发电机组中存在冷源损失的计算；（均以本企业设备为参考）进机组蒸汽热焓：h〞=3265 kj/kg排汽焓：h〞=2574 kj/kg凝水焓：h〞=167.45 kj/kg焓 降：2406.55 kj/kg返回除氧器的热量：167.45 kj/kg冷源损失比例：2574-167.45=2406.55 kj/kg2406.55 /3265 =73.69%冷源损失占燃烧热量的比例为：73.69%*84%=61.9% 有效用功（发电）过程中，只有 22.1%的功得到有效利用。

4.2 抽凝机组（有供热）生产过程中的有效作功分析： 抽凝发电机组中冷源损失的计算：进机组蒸汽热焓：h〞=3265 kj/kg排汽焓：h〞=2574 kj/kg凝水焓：h〞=167.45 kj/kg焓 降：2406.55kj/kg返回除氧器的热量：167.45 kj/kg167.45/3265=5.12%汽轮机最大抽汽量 70 吨，进汽量为 110 吨有效利用比例： 70/110=63.636%返回除氧的热能: 5.12%×50/110=2.327%进入汽轮机利用的热能：63.636%+2.327%=66.3%整体利用的热能：66.3%×84%=56%冷源损失的比例: 84%-56%=28%结论：供热机组的热能利用远远大于纯凝机组，供热量的贡献十分明显抽凝机组有效利用 热能达 56%，纯凝机组为 21.84%，相比增加 34.16%抽凝机组冷源损失的比例降为 28%，纯 凝机组为 73.49%，相比降低 44.49%直观地说明供热量的增加使有效利用比例增加，同时 冷源损失下降如果是背压机运行，有效比例会更高，几乎没有冷源损失冬天利用循环水 供热，把所有凝结水的热量都用于供热，相当于节约了所有的冷源损失，全厂热效率大大提 高。

通过以上结果，我们还可以要找到降低供电标准煤耗的一个途径：开发热用户，增加供 热量相反，如果热用户的供热量下降，即使机炉效率不变，供电和供热标准煤耗也一定会 上升5 供电和供热标准煤耗率的计算4由以上结果不难看出，在原煤消耗一样的情况下，即投入量相同时，产出量在纯凝工况 下只占 21.84%，而抽凝机组会达到 56%根据热电联产企业，供热和供电标准煤耗的计算方法1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、进机组发电、供热耗热量=汽机进汽量×（进汽焓-给水焓） 供热百分比=供热量/进机组发电、供热耗热量直供热耗热量=直供汽量×直供汽焓直供热耗标煤量=直供热耗热量/（锅炉效率×29308）进机供热耗标煤量=（总耗标煤量-直供耗标煤量）×供热百分比 供热总标准煤量=进机供热耗标煤量+直供热耗标煤量供热标准煤耗=供热总标准煤量/全厂供热量供电耗标准煤量=总耗标准煤量-供热总耗标煤量供电标准煤耗=供电耗标准煤量/（发电量-发电厂用电量） 全厂热电分摊比=供热总标准煤量/总耗标煤量现以本厂 2010 年夏季和冬季各一个月的数据为例，将供电、供热标准煤耗做出对比 从表 2 数据看出，在吨标煤产汽相同或锅炉效率未变的情况下，供热占比例由 57%上升到 80%，供电标准煤耗从 563.8g/kwh 下降到 380.8g/kwh，下降了 183g/kwh；供热标准煤 耗从 46.6kg/GJ 下降到 44.45kg/GJ，下降了 2.15kg/GJ。

由此可断定，供电和供热标准煤耗率的降低，得益于供热量的增加，即供热量做出的 贡献供热量增加，冷源损失下降，热能有效利用增加另外，供热量大时，由于凝结水的减少，可以减少循环泵、凝结泵运行数量，厂用电 率可以有相应下降，供电标准煤耗率也有所下降结 论热电联产企业，供电和供热标准煤耗率随供热量变化而出现大幅度的升降，供热量起决 定因素在机组和锅炉效率一定的情况下，供热量的大小决定供电、供热标准煤耗高低供 热量多，有效利用热多，冷源损失减少，供电和供热标准煤耗率会降低热电联产企业不能以供热机组的供电和供热标准煤耗来判断锅炉和机组的运行效率对 于设备效率，应扣除供热量作出的贡献因素，从设备本身的技术参数进行分析更准确和可靠以上为一家之言，如存在不当之处，欢迎同行学者进行探讨并给予指正参 考文献[1]《热电联产技术与管理》，作者：孙奉仲、杨祥良、高明等编著，中国电力出版社，2008 年 1 月[2]热电厂实用技术丛书《节能技术及工程实例》，作者：王汝武，化学工业出版社，2006-2 第 1 版。