供熱機(jī)組熱電分?jǐn)偡椒ňC述[古柏特選]

1、供熱機(jī)組熱電分?jǐn)偡椒ňC述1 前言按熱力學(xué)觀點(diǎn)，任何熱力循環(huán)在低溫?zé)嵩矗ɡ湓矗┓懦鰺崃浚窃撗h(huán)不能用來做技術(shù)功的部分，成為能量損失或廢熱。但是，技術(shù)功和廢熱所代表的能量，只有品位上的差別而沒有原則上的不同。若能合理的按質(zhì)用能，就能達(dá)到充分利用能量節(jié)約能源的目的。由于供出的電能和熱能在形式上不同，質(zhì)量上不等價，熱電廠經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的制定比熱點(diǎn)分產(chǎn)要復(fù)雜困難得多。供熱成本的核定及熱價制定的依據(jù)一直是困擾熱電廠、熱用戶、各管理部門以及學(xué)術(shù)界的問題。將總的熱耗量合理分?jǐn)偟絻煞N能量產(chǎn)品上去，對于改進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性必然會起到促進(jìn)作用，為此人們進(jìn)行不懈的探索和研究，以期找到一種更合理的分?jǐn)偡椒?，充分調(diào)動各方

2、面的積極性，鼓勵熱用戶用低品位的熱能，同時刺激熱電廠改善其電力生產(chǎn)技術(shù)，使熱電聯(lián)產(chǎn)的市場占有率不斷提高。2 熱電廠總熱耗的分?jǐn)偡椒ǔ闅夤釞C(jī)組提高了能源利用率，但是需要一種合理的分配方法，把總能耗合理的分?jǐn)偟絻煞N能量的生產(chǎn)過程，已確定其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。熱電廠經(jīng)濟(jì)效益的分析方法，既要遵循熱力學(xué)理論，又要符合客觀的技術(shù)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，關(guān)鍵是要求出熱電聯(lián)產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上帶來的凈效益。目前使用的多種不同的分配方法，都存在一定的合理性和局限性。國內(nèi)外對熱電聯(lián)產(chǎn)總能耗所采用的分?jǐn)偡椒ㄖ饕袃深?。第一類是以燃料化學(xué)能從數(shù)量上被利用的程度來評價電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，比如熱量法、熱效率法、實(shí)際焓降法，他們是基于熱力學(xué)第一定律，常用定

3、量分析；第二類以燃料的做功能力被利用的程度來評價熱經(jīng)濟(jì)性，如焓熵法、做功能力法、方法及其他各種折中分?jǐn)偡ǖ?，她們是基于熱力學(xué)第二定律，常用于定性分析。21 熱量法熱量法是我國法定的熱電分?jǐn)偡椒?，以熱效率或熱損失效率來衡量電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，反映熱力設(shè)備將能量轉(zhuǎn)換或輸出有效能量的程度，實(shí)質(zhì)是按電廠生產(chǎn)兩種能量的純數(shù)量比例來分配其耗熱量：總熱耗量：Q=Dqjhqj-hgs/glgd其中：Dqj汽輪機(jī)進(jìn)汽量，kg/h； hqj汽輪機(jī)進(jìn)汽焓，kJ/kg； hgs鍋爐給水焓，kJ/kg；gl鍋爐效率，%； gd管道效率，% 。供熱分配熱耗量：Qr=Qgr/(glgd）發(fā)電分配熱耗量：Qd=Q-Qr其中：Qg

4、r供熱量，kJ；Qgr=Dcqhcq-hhs Dcq供熱抽汽量，kg/h；hcq汽輪機(jī)抽汽焓，kJ/kg；hhs熱網(wǎng)回水焓，kJ/kg。熱量法熱分?jǐn)偙葹椋篽1=Dcqhcq-hhsDqjhqj-hgs這種分?jǐn)偡椒▽犭娐?lián)產(chǎn)減少冷源損失所帶來的經(jīng)濟(jì)效益（燃料節(jié)?。┒?xì)w于發(fā)電方面，故又稱“好處歸電法”。21.1 熱量法的優(yōu)缺點(diǎn)熱量法計(jì)算簡便，是我國目前使用最多的熱電聯(lián)產(chǎn)分?jǐn)偡?。在國外，這種方法被稱為“電折扣法”，即“物理法”，用于工業(yè)企業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)，即認(rèn)為蒸汽是主要產(chǎn)品，電為副產(chǎn)品。國外認(rèn)為這種方法計(jì)算的熱分?jǐn)偙葹闊岱謹(jǐn)偙鹊纳舷?。用這種方法計(jì)算的蒸汽成本略低于直接用鍋爐供汽（這是由于熱電廠鍋爐效率較

5、高的緣故），而電成本顯得很低。熱量法只根據(jù)熱力學(xué)第一定律進(jìn)行分?jǐn)?，沒有反映電和熱在質(zhì)量上的差別，也沒有反映不同參數(shù)蒸汽在質(zhì)方面的不等價。用這種方法，不管用鍋爐新汽供熱還是汽輪機(jī)抽汽供熱，所算出來的供熱方面的熱耗量都一樣。因此，該方法的弊端之一是用戶要求高溫高壓的供熱參數(shù)，而不改進(jìn)熱工藝和設(shè)備，降低用汽參數(shù)，不利于合理利用資源。2.2 實(shí)際焓降法實(shí)際焓降法是按照汽輪機(jī)供熱抽汽的實(shí)際焓降不足與其進(jìn)汽的總實(shí)際焓降的比例來分配總熱耗量：總熱耗量：Q=Dqjhqj-hgs/glgd供熱方面分配的熱耗量：Qr=QDgr/Dqjhgr-hpq/hqj-hpq發(fā)電方面分配的熱耗量：Qd=Q-Qr其中：Dgr供

6、汽量，kg/h；hgr供熱抽汽焓，kJ/kg；hpq汽輪機(jī)排汽焓，kJ/kg實(shí)際焓降法熱分?jǐn)偙龋篽2=Dcqhcq-hpqDqjhqj-hpq這種方法把冷源損失都?xì)w于發(fā)電方面，把熱電聯(lián)產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)效益都?xì)w于供熱，又稱為“好處歸熱法”。22.1 實(shí)際焓降法的優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)際焓降法的含義是供熱使汽流未能到排汽參數(shù)，則供熱應(yīng)按比例承擔(dān)少做功對應(yīng)的熱耗量。實(shí)際焓降法在國外又稱為“能量法”、“熱力學(xué)法”等，相當(dāng)于把熱量折合為功計(jì)算，它考慮了供熱蒸汽在汽輪機(jī)中做功不足對熱能質(zhì)量不利的影響，及不同供熱參數(shù)對供熱比的影響，采用高質(zhì)高價（多分?jǐn)偀岷模?，低質(zhì)低價（少分?jǐn)偀岷模栽摲椒晒膭顭嵊脩糁鲃咏档蛯釁?shù)的

7、要求，從而提高熱化和節(jié)能效果。實(shí)際焓降法中的冷源損失和不可逆損失為分?jǐn)偨o供熱全部由發(fā)電承擔(dān)，得到的供熱比偏小，對熱電廠沒有好處。特別是小機(jī)組時，其效率不及大型凝汽式電站，所以不能促進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展。實(shí)際焓降法就其性質(zhì)而言，算法只與機(jī)組初參數(shù)、終參數(shù)、抽汽參數(shù)及熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，與抽出蒸汽的數(shù)量和抽汽的用途無關(guān)。這就是說，抽汽是用于回?zé)?、對外供熱，或者用作其他任意用途，都不影響機(jī)組的焓降。這種與抽出蒸汽用途無關(guān)的計(jì)算方法，實(shí)質(zhì)是為熱用戶所用，也即是熱電聯(lián)產(chǎn)帶來的一部分效益已為熱用戶占有，熱耗量分?jǐn)偨o熱電廠發(fā)電熱耗量上，顯然也是不合理的。2.3 做功能力法（分析法）做功能力法是按機(jī)組中總進(jìn)蒸汽

8、和供熱蒸汽的做功能力（值）比例來分配總熱耗量?？偀岷牧浚篞=Dqjhqj-hgs/glgd供熱方面分配的熱耗量：Qr=QDgr/DjqEgr/EqjEgr=hgr-Tesgr；Eqj=hqj-Tesqj發(fā)電方面分配的熱耗量：Qd=Q-Qr其中：Egr供熱抽汽，kJ/kg；Eqj汽輪機(jī)進(jìn)汽，kJ/kg Te環(huán)境溫度，K；sgr、sqj供熱抽汽及汽輪機(jī)進(jìn)汽焓，kJ/kg。做功能力法熱分?jǐn)偙龋篽3=DgrEgrDjqEqj2.3.1 做功能力法（分析法）的優(yōu)缺點(diǎn)這種分?jǐn)偡椒ㄒ詿崃W(xué)第一及第二定律為依據(jù)，用體現(xiàn)能量品質(zhì)方面的差別，同時考慮了熱能的數(shù)量和質(zhì)量差別，將熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)效益較合理地分配給電、

9、熱兩種產(chǎn)品，使供熱雙方的利益都有所顧及，從理論上講比較合理。實(shí)際上做功能力法（分析法）對熱電聯(lián)產(chǎn)并不適用，因?yàn)樵谟脽釙r不僅用，也用，雖然電能和熱能在品質(zhì)上有差別，但完全用來衡量這種差別，不計(jì)在供熱中的作用，所得結(jié)果將有利于供熱而不利于發(fā)電，即所得熱分?jǐn)偙绕汀?.4 熱折扣法熱折扣法是按燃料用量分配一般費(fèi)用，生產(chǎn)電的燃料量為電量和常規(guī)凝汽式發(fā)電廠平均煤耗的乘積。熱分?jǐn)偙葹椋篽4=1-mHFWDzq(hqj-hgs)其中：m冷凝電廠的燃料流量，kg/s； HF燃料熱值，kJ/kg； W電功，kW； Dzq冷凝電廠的蒸汽流量，kg/s；2.4.1 熱折扣法的優(yōu)缺點(diǎn)該方法也是把熱電聯(lián)產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)效益

10、都?xì)w于供熱，國外認(rèn)為用此方法算出的熱電分?jǐn)偙葹槠湎孪蓿糜谟?jì)算區(qū)域供熱的熱成本，此時電是主要產(chǎn)品，蒸汽是副產(chǎn)品。用這種方法計(jì)算，發(fā)電成本基本與常規(guī)凝汽式發(fā)電廠相同，而熱成本很低。 實(shí)際焓降法和熱折扣法都是把熱電聯(lián)產(chǎn)的好處歸于供熱。次高壓以上的機(jī)組，實(shí)際焓降法所得的熱分?jǐn)偙却笥跓嵴劭鄯ㄋ?，即用?shí)際焓降法計(jì)算出的發(fā)電成本低于常規(guī)凝汽式電廠的成本，而中壓下的機(jī)組則反之。在我國，實(shí)際焓降法已有一定的影響，而熱折扣法相對比較陌生，同時由于區(qū)域供熱中，基本上都是次高壓以上的機(jī)組，所以實(shí)際焓降法可用于區(qū)域供熱型熱電聯(lián)產(chǎn)。2.5 加權(quán)法將熱量法確定的熱分?jǐn)偙群蛯?shí)際焓降法確定的熱分?jǐn)偙燃訖?quán)相加。該方法有不同的

11、組合：h5=0.5h1+0.5h2h5=0.7h1+0.3h2h5=0.6h1+0.4h22.5.1 加權(quán)法的優(yōu)缺點(diǎn) 加權(quán)法在一定程度上結(jié)合了熱量法和實(shí)際焓降法的優(yōu)點(diǎn)，但是加權(quán)系數(shù)的選取在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在不定因素，取多大的加權(quán)系數(shù)較合理，目前既無根據(jù)，亦無定論。2.6 折合分?jǐn)偡?折合的定義為可用（能量中起作用的）與實(shí)際之和。單位工質(zhì)的折合：m=1+k1-e其中：m單位工質(zhì)的折合；k比例系數(shù)，其含義是單位與單位在使用過程中的價值之比,0k1; =e/q為單位e與單位總能量q之比，即能質(zhì)系數(shù)。系統(tǒng)入口蒸汽流量為D0，供熱抽汽流量為Dr1, Dr2該系統(tǒng)向外界輸出的電能為：E1=D0e0-Dr

12、1er1-Dr2er2其中，下標(biāo)0和r分別表示進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽和供熱抽汽。 系統(tǒng)向外界輸出的熱量中，可用部分應(yīng)為供熱抽汽和折合之和，即：E2=Dr1mr1-Dr2mr2;系統(tǒng)向外界提供的總的可用能為：E=E1+E2其熱分?jǐn)偙葹椋篽6=E2E=DrimriD0e0-Drieri+Drimri將折合表達(dá)式代入得：h6=Drieri1+ki1-D0e0+Drieriki1-2.6.1 折合法的優(yōu)缺點(diǎn)在熱變?yōu)楣Φ脑O(shè)備中，雖然只有有意義，只是熱功轉(zhuǎn)換中不可避免但又不希望有的廢物，在實(shí)際的熱能利用中，不是完全不起作用，在折合法中，考慮了所作的貢獻(xiàn)，使得能量利用遵循“能級匹配用能” 的原則。用折合法計(jì)算分?jǐn)?/p>

13、比時，一旦機(jī)組各參數(shù)選定，D，e，都可以確定，但是k的取值難以確定，因?yàn)樵趯Σ煌艿氖褂眠^程中，的可利用程度不同，其取值取決于實(shí)際情況，而且取值容易受人的主觀因素影響，難以判斷其合理性。3 小結(jié) 熱電聯(lián)產(chǎn)做到了按質(zhì)用能，它是節(jié)約能源、改善環(huán)境的一項(xiàng)重大措施，其優(yōu)越性已得到共識。在熱電聯(lián)產(chǎn)的成本分?jǐn)傊校绾未_定熱電分?jǐn)偙?，一直是人們爭論的焦點(diǎn)。因?yàn)闊犭姺謹(jǐn)偙鹊拇_定方法不僅直接關(guān)系到熱電聯(lián)產(chǎn)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的制定，而且也是合理確定熱價問題的核心。本文將目前應(yīng)用較多的幾種方法列舉出來，進(jìn)行比較。目前應(yīng)用最為廣泛的方法為熱量法、實(shí)際焓降法、方法。它們各有利弊，熱量法使用簡單方便，易于接受，但沒有考慮能量質(zhì)的差別，且把冷源損失全歸于供熱，挫傷了熱電廠供熱的積極性；實(shí)際焓降法與熱量法相反，把冷源損失歸于發(fā)電也不合理；方法考慮了能量質(zhì)的差別，但由于不太直觀并且沒用考慮到熱用戶在消費(fèi)的同時也在消費(fèi)，因而也不適用。本文簡要介紹幾種方法，希望能對大家理解熱電分?jǐn)偡ㄓ兴鶐椭?。參考文獻(xiàn)：1 鄭體寬. 熱力發(fā)電廠M.中國電力出版社，2001.2 胡建