供热机组热电分摊方法综述[古柏特选]

1、供热机组热电分摊方法综述1 前言按热力学观点，任何热力循环在低温热源（冷源）放出热量，是该循环不能用来做技术功的部分，成为能量损失或废热。但是，技术功和废热所代表的能量，只有品位上的差别而没有原则上的不同。若能合理的按质用能，就能达到充分利用能量节约能源的目的。由于供出的电能和热能在形式上不同，质量上不等价，热电厂经济性指标的制定比热点分产要复杂困难得多。供热成本的核定及热价制定的依据一直是困扰热电厂、热用户、各管理部门以及学术界的问题。将总的热耗量合理分摊到两种能量产品上去，对于改进热电联产的热经济性必然会起到促进作用，为此人们进行不懈的探索和研究，以期找到一种更合理的分摊方法，充分调动各方

2、面的积极性，鼓励热用户用低品位的热能，同时刺激热电厂改善其电力生产技术，使热电联产的市场占有率不断提高。2 热电厂总热耗的分摊方法抽气供热机组提高了能源利用率，但是需要一种合理的分配方法，把总能耗合理的分摊到两种能量的生产过程，已确定其经济性指标。热电厂经济效益的分析方法，既要遵循热力学理论，又要符合客观的技术经济规律，关键是要求出热电联产在经济上带来的净效益。目前使用的多种不同的分配方法，都存在一定的合理性和局限性。国内外对热电联产总能耗所采用的分摊方法主要有两类。第一类是以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，比如热量法、热效率法、实际焓降法，他们是基于热力学第一定律，常用定

3、量分析；第二类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、方法及其他各种折中分摊法等，她们是基于热力学第二定律，常用于定性分析。21 热量法热量法是我国法定的热电分摊方法，以热效率或热损失效率来衡量电厂的热经济性，反映热力设备将能量转换或输出有效能量的程度，实质是按电厂生产两种能量的纯数量比例来分配其耗热量：总热耗量：Q=Dqjhqj-hgs/glgd其中：Dqj汽轮机进汽量，kg/h； hqj汽轮机进汽焓，kJ/kg； hgs锅炉给水焓，kJ/kg；gl锅炉效率，%； gd管道效率，% 。供热分配热耗量：Qr=Qgr/(glgd）发电分配热耗量：Qd=Q-Qr其中：Qg

4、r供热量，kJ；Qgr=Dcqhcq-hhs Dcq供热抽汽量，kg/h；hcq汽轮机抽汽焓，kJ/kg；hhs热网回水焓，kJ/kg。热量法热分摊比为：h1=Dcqhcq-hhsDqjhqj-hgs这种分摊方法将热电联产减少冷源损失所带来的经济效益（燃料节省）都归于发电方面，故又称“好处归电法”。21.1 热量法的优缺点热量法计算简便，是我国目前使用最多的热电联产分摊法。在国外，这种方法被称为“电折扣法”，即“物理法”，用于工业企业热电联产，即认为蒸汽是主要产品，电为副产品。国外认为这种方法计算的热分摊比为热分摊比的上限。用这种方法计算的蒸汽成本略低于直接用锅炉供汽（这是由于热电厂锅炉效率较

5、高的缘故），而电成本显得很低。热量法只根据热力学第一定律进行分摊，没有反映电和热在质量上的差别，也没有反映不同参数蒸汽在质方面的不等价。用这种方法，不管用锅炉新汽供热还是汽轮机抽汽供热，所算出来的供热方面的热耗量都一样。因此，该方法的弊端之一是用户要求高温高压的供热参数，而不改进热工艺和设备，降低用汽参数，不利于合理利用资源。2.2 实际焓降法实际焓降法是按照汽轮机供热抽汽的实际焓降不足与其进汽的总实际焓降的比例来分配总热耗量：总热耗量：Q=Dqjhqj-hgs/glgd供热方面分配的热耗量：Qr=QDgr/Dqjhgr-hpq/hqj-hpq发电方面分配的热耗量：Qd=Q-Qr其中：Dgr供

6、汽量，kg/h；hgr供热抽汽焓，kJ/kg；hpq汽轮机排汽焓，kJ/kg实际焓降法热分摊比：h2=Dcqhcq-hpqDqjhqj-hpq这种方法把冷源损失都归于发电方面，把热电联产带来的经济效益都归于供热，又称为“好处归热法”。22.1 实际焓降法的优缺点实际焓降法的含义是供热使汽流未能到排汽参数，则供热应按比例承担少做功对应的热耗量。实际焓降法在国外又称为“能量法”、“热力学法”等，相当于把热量折合为功计算，它考虑了供热蒸汽在汽轮机中做功不足对热能质量不利的影响，及不同供热参数对供热比的影响，采用高质高价（多分摊热耗），低质低价（少分摊热耗），所以该方法可鼓励热用户主动降低对供热参数的

7、要求，从而提高热化和节能效果。实际焓降法中的冷源损失和不可逆损失为分摊给供热全部由发电承担，得到的供热比偏小，对热电厂没有好处。特别是小机组时，其效率不及大型凝汽式电站，所以不能促进热电联产事业的发展。实际焓降法就其性质而言，算法只与机组初参数、终参数、抽汽参数及热力系统结构有关，与抽出蒸汽的数量和抽汽的用途无关。这就是说，抽汽是用于回热、对外供热，或者用作其他任意用途，都不影响机组的焓降。这种与抽出蒸汽用途无关的计算方法，实质是为热用户所用，也即是热电联产带来的一部分效益已为热用户占有，热耗量分摊给热电厂发电热耗量上，显然也是不合理的。2.3 做功能力法（分析法）做功能力法是按机组中总进蒸汽

8、和供热蒸汽的做功能力（值）比例来分配总热耗量。总热耗量：Q=Dqjhqj-hgs/glgd供热方面分配的热耗量：Qr=QDgr/DjqEgr/EqjEgr=hgr-Tesgr；Eqj=hqj-Tesqj发电方面分配的热耗量：Qd=Q-Qr其中：Egr供热抽汽，kJ/kg；Eqj汽轮机进汽，kJ/kg Te环境温度，K；sgr、sqj供热抽汽及汽轮机进汽焓，kJ/kg。做功能力法热分摊比：h3=DgrEgrDjqEqj2.3.1 做功能力法（分析法）的优缺点这种分摊方法以热力学第一及第二定律为依据，用体现能量品质方面的差别，同时考虑了热能的数量和质量差别，将热电联产的热经济效益较合理地分配给电、

9、热两种产品，使供热双方的利益都有所顾及，从理论上讲比较合理。实际上做功能力法（分析法）对热电联产并不适用，因为在用热时不仅用，也用，虽然电能和热能在品质上有差别，但完全用来衡量这种差别，不计在供热中的作用，所得结果将有利于供热而不利于发电，即所得热分摊比偏低。2.4 热折扣法热折扣法是按燃料用量分配一般费用，生产电的燃料量为电量和常规凝汽式发电厂平均煤耗的乘积。热分摊比为：h4=1-mHFWDzq(hqj-hgs)其中：m冷凝电厂的燃料流量，kg/s； HF燃料热值，kJ/kg； W电功，kW； Dzq冷凝电厂的蒸汽流量，kg/s；2.4.1 热折扣法的优缺点该方法也是把热电联产带来的经济效益

10、都归于供热，国外认为用此方法算出的热电分摊比为其下限，用于计算区域供热的热成本，此时电是主要产品，蒸汽是副产品。用这种方法计算，发电成本基本与常规凝汽式发电厂相同，而热成本很低。 实际焓降法和热折扣法都是把热电联产的好处归于供热。次高压以上的机组，实际焓降法所得的热分摊比大于热折扣法所得，即用实际焓降法计算出的发电成本低于常规凝汽式电厂的成本，而中压下的机组则反之。在我国，实际焓降法已有一定的影响，而热折扣法相对比较陌生，同时由于区域供热中，基本上都是次高压以上的机组，所以实际焓降法可用于区域供热型热电联产。2.5 加权法将热量法确定的热分摊比和实际焓降法确定的热分摊比加权相加。该方法有不同的

11、组合：h5=0.5h1+0.5h2h5=0.7h1+0.3h2h5=0.6h1+0.4h22.5.1 加权法的优缺点 加权法在一定程度上结合了热量法和实际焓降法的优点，但是加权系数的选取在实际应用过程中也存在不定因素，取多大的加权系数较合理，目前既无根据，亦无定论。2.6 折合分摊法 折合的定义为可用（能量中起作用的）与实际之和。单位工质的折合：m=1+k1-e其中：m单位工质的折合；k比例系数，其含义是单位与单位在使用过程中的价值之比,0k1; =e/q为单位e与单位总能量q之比，即能质系数。系统入口蒸汽流量为D0，供热抽汽流量为Dr1, Dr2该系统向外界输出的电能为：E1=D0e0-Dr

12、1er1-Dr2er2其中，下标0和r分别表示进入汽轮机的蒸汽和供热抽汽。 系统向外界输出的热量中，可用部分应为供热抽汽和折合之和，即：E2=Dr1mr1-Dr2mr2;系统向外界提供的总的可用能为：E=E1+E2其热分摊比为：h6=E2E=DrimriD0e0-Drieri+Drimri将折合表达式代入得：h6=Drieri1+ki1-D0e0+Drieriki1-2.6.1 折合法的优缺点在热变为功的设备中，虽然只有有意义，只是热功转换中不可避免但又不希望有的废物，在实际的热能利用中，不是完全不起作用，在折合法中，考虑了所作的贡献，使得能量利用遵循“能级匹配用能” 的原则。用折合法计算分摊

13、比时，一旦机组各参数选定，D，e，都可以确定，但是k的取值难以确定，因为在对不同能的使用过程中，的可利用程度不同，其取值取决于实际情况，而且取值容易受人的主观因素影响，难以判断其合理性。3 小结 热电联产做到了按质用能，它是节约能源、改善环境的一项重大措施，其优越性已得到共识。在热电联产的成本分摊中，如何确定热电分摊比，一直是人们争论的焦点。因为热电分摊比的确定方法不仅直接关系到热电联产的热经济性指标的制定，而且也是合理确定热价问题的核心。本文将目前应用较多的几种方法列举出来，进行比较。目前应用最为广泛的方法为热量法、实际焓降法、方法。它们各有利弊，热量法使用简单方便，易于接受，但没有考虑能量质的差别，且把冷源损失全归于供热，挫伤了热电厂供热的积极性；实际焓降法与热量法相反，把冷源损失归于发电也不合理；方法考虑了能量质的差别，但由于不太直观并且没用考虑到热用户在消费的同时也在消费，因而也不适用。本文简要介绍几种方法，希望能对大家理解热电分摊法有所帮助。参考文献：1 郑体宽. 热力发电厂M.中国电力出版社，2001.2 胡建