市场经济下的燃煤火电厂的发电成本分析

1、文章编号 :10072290X (2002 0520068205市场经济下的燃煤火电厂的发电成本分析叶发明(广东省沙角 A 电厂 , 广东 东莞 523936摘 要 :在 “ 厂网分开 , 竞价上网”的电力体制改革的形势下 , , 发电成本 研究已经是电力企业生产经营中最为重要的课题之一 。鉴此 , , 并由此分 析了影响发电成本的各种因素 。关键词 :火电厂 ; 发电成本 ; 调峰中图分类号 :F 1CG eneration of coal 2f ired pow er station in market economy situation YE Fa 2mi ng(Shajiao A Po

2、wer Station , D onggua n , Gua ngdong 523936, China Abstract :U nder t he st ructured ref or m of elect ric p ower indust ry t hat p ower p roducers are split f rom grid comp a nies , a nd are supplying t he grid at p rices t hey bid , t her mal p ower pla nts have become indepe nde nt competit ors

3、at t he p ower source e nd. Study of ge neration cost is one of t he most imp orta nt subjects in t he p roduction ma nage me nt of elect ric p ower e nter 2 p rises. The article a nalyzes t he ge neration cost in a t her mal p ower station wit h years 2average met hod , a nd f urt her more a na 2 l

4、yzes various f act ors t hat aff ect ge neration cost. It gives some hints t o elect ric p ower e nterp rises.K ey w ords :t her mal p ower pla nt ; ge neration cost ; a mplitude apex “ 厂网分开 , 竞价上网”是电力体制和电价形 成机制改革的方向 。 改革后的发电企业将以独立的 经济实体自主经营 。原来计划经济 、统受统支模 式下以发电车间形式存在的发电厂地位都将得到彻 底的改变 。 发电厂扩大生产经营自主权

5、, 同时也增 加了经营管理压力 , 成本控制就是其中主要压力之 一 。 通过分析影响发电成本的因素 , 有针对性的降 低发电成本 , 才能在激烈的电力市场竞争中就会保 持优势 。 也只有这样 , 发电企业才能在满足社会的 电力需求 , 提供合格品质电力同时 , 实现企业赢利 的经营目标 。本文就燃煤火电厂就发电成本的估算 , 各种因 素的影响程度 , 特别是机组调峰和在燃用不同燃料 时发电成本的变化进行了探讨 , 它将有助于人们弄 清降低发电成本的主要方向 。收稿日期 :2002202228 1 估算火力发电厂发电成本的简化方法 就发电站而言 , 发电成本是由以下四部分组成 的 , 即 :总投

6、资费用的折旧成本 C d ; 燃料成本 C f ; 运行维护成本 C m ; 财务成本 C p 。目前有两种计算总 投 资 费 用 折 旧 成 本 的 方 法 1, 它们是 :国外广泛采用的等额支付折算法 ; 我国普遍采用的年限平均折算法 。111 总投资费用的折旧成本按年限平均折算法计算的折旧成本 C d 可写 为 :C d =P t (1-s =t (1-s . (1 式中 :C d 总投资费用的折旧成本 , 元 /M W h ; I t r 电站总投资费用的动态现值 , 其中 包括建设期内的贷款利息和价差预 备费等 , 元 ;P 电站的净功率 , M W ; 第 15卷 第 5期 广 东

7、 电 力 V ol 115N o 15 2002年 10月 GUANG DONG E LECTRIC POWER Oct 12002 发电设备的年运行利用小时数 , h/a ; t 电站的经济使用寿命 , 也就是电站的 折旧年限 , a , 国外一般取 t 为 25 30a , 我国取 t 为 2030a ;s 发电机终端到售电结算点之间的线损 率 , 一般取 3%7%, 若售电结算点 以电 站 的 围 墙 为 界 , 则 s 为 0 015%, 现有火电厂一般取 s =0; i SIC 相对于电站净功率折算的动态投资费 用 , 元 /M W , i SIC =It r/P 。由式 (1 可知

8、 :本 ,率 s ,折旧年限 t 。由于式 (1 中没有考虑电站设备折旧后的残值 , 因而计算获得的折旧成本会略高一些 。 现在电力企 业的折旧成本是通过综合折旧率计算出来的 , 综合 折旧率反映的是整个企业运行和生产情况 。 随着电 力体制改革的深入和中国加入 W TO , 财务计算和 经济分析将会逐渐与国际接轨 , 也就是说火电机组 生产运行情况将直接影响发电折旧成本 。112 燃料成本燃料成本 C f 可以按下式计算 :C f =(1-s , (2 式中 :C f 燃料成本 , 元 /M W h ;C f 1 燃料价格 , 元 /GJ ; 机组每年的平均效率 。由此可见 , 为了降低发电

9、成本中的燃料成本 , 应力求降低燃料的价格 , 即尽可能选用品质适宜价 格低廉的燃料 , 对入场煤品质严格把关 , 采用科学 和先进的检测手段和管理方法提高入场煤检测的准 确性和精度 。 同时应提高机组的效率 , 尽可能使机 组优化运行 , 减低机组的供电煤耗 。113 运行维护成本运行维护成本 C m 与每年内发电厂所耗的水 费 、 材料费 、职工工资与福利基金 , 大修预提基 金 、 流动资金的贷款利息和其他费用等有关 。 但据 统计 , 这项成本在发电成本 C 中所占的份额一般 为 11147%15136%。114 财务成本发电财务成本 C p 是指电厂在营运期间的长期 借款及流动负债的

10、利息支出费用 。 有些电厂是通过 银行和财团贷款筹集建设资金 , 财务成本在发电成 本中占了相当大的份额 。 不过财务成本在各个具体 电厂差别较大 , 下面的计算将不予以考虑 。 但是我 们要明白的是 , 机组的利用小时数对财务成本有直 接影响 , 利用小时数低 , 财务成本就高 。115 计算火力发电厂发电成本 C 的简化公式 C =C d +C f +C m =s . (3 , 一般为 11311182。116 发电成本敏感性分析对式 (3 各变量求导后 , 就可以对影响火电厂 发电成本的主要因素进行敏感性分析 , 由此可得 :动态投资费用对发电成本的影响d i SIC=t (1-s ;

11、(4 燃料价格对发电成本的影响d Cd C f 1=(1-s ; (5 机组年利用小时对发电成本的影响d =2t (1-s ;(6 机组年平均效率对发电成本的影响d =2(1-s ;(7 同样 , 可以得出发电成本的运行维护系数 、 机组的使用寿命 t 以及线损率 s 对发电成本的影 响 。对于按年限平均折算法计算的发电成本 C 而 言 , 从上列式中可以看出 :a i SIC 对发电成本的影响系数为正 , t 和 对 发电成本的影响系数为负 。 投资费用和机组使用寿 命对发电成本的影响是非常直观的 , 对于新建项目 需要重点考虑 , 但对于已投入商业运行机组 , i SIC 和 t 是一个定

12、数 , 则需要重点关注年利用小时 对折旧成本的影响 。b 燃料价格 C f 1对发电成本的影响系数为正 , 平均净效率 对发电成本的影响系数为负 。一般 而言 , 燃料成本这一块要占到燃煤电厂总的发电成 本的 60%以上 , 燃料价格的控制和机组效率管理 96 第 5期 叶发明 :市场经济下的燃煤火电厂的发电成本分析 是发电企业经营管理的中心内容 。 同时 , 我们也要 看到燃料管理和效率管理的相关性和复杂性 。 我们 都知道燃料品质优劣会直接影响到锅炉的性能和机 组的效率 , 锅炉燃烧品质好的煤 , 机组效率高 , 发 电成本相应降低 , 但好煤往往价格一般偏高 , 燃煤 品质对发电成本的影

13、响是多方面的 。 选择最经济的 煤种 , 需要细致的工作 , 需要考虑锅炉性能 、 机组 效率 、 燃料价格等多方面的因素 , 具体情况具体分 析 。 总之 , 尽量避免节能不省钱的情况出现 。 应该指出 :上面所说的机组年运行利用小时是 按该年供电的总电能 ,; 的净效 率 略 低 均 值 它 与 机 组 调 峰 情 况 有关 。2 计算实例我们通过上面这些关系 , 就可以对火电厂的发 电成本问题作具体的分析 。 计算中选择我国几种典 型的 大 型 火 电 机 组 :600M W , 300M W , 200 M W , 全部为四角切圆燃烧锅炉 。根据资料得知 :机组 的 动 态 投 资 费

14、 用 i SIC 分 别 为 8000元 /k W , 5000元 /k W 和 4000元 /k W 。 机组的年平均供电煤 耗分别为 320g/k W h , 340g/k W h , 368g/k W h , 对应的机组年平均效率为 381448%, 361187%, 331433%。 机组的年利用小时 分别取为 6000h , 5000h , 4000h 。燃 煤 的 价 格 则 分 别 假 定 为 81394元 /GJ (相 当 于 200元 /t , 101493元 /GJ (相当于 250元 /t , 121591元 /GJ (相当于 300元 / t , 141690元 /GJ

15、 (相当于 350元 /t , 161788元 / GJ (相当于 400元 /t 吨 。燃煤低位热值假设为相 同 , 价高者一般是指需要通过海运和铁路运输 , 沿 海一带燃煤靠岸的价格 , 价低者则是坑口和距产煤 区较近地区燃煤的价格 。 计算运行维护成本根据国 外的经验取为 01030104元 /k W h (取 01035元 / k W h 。 此外 , 计算中取 s =0。计算结果如表 1至表 5所示。从表 1至表 5的计算结果中可以看出 :不同折 旧年限对现有火电机组的发电成本有一定的影响 , 20年折旧较 25年折旧的发电成本约高 01010102元 /k W h 。表 1 C d

16、 的计算值/(h a -1C d /(元 kW -1 h -1i SIC =8000元 /kWt =25a t =20ai SIC =5000元 /kWt =25a t =20ai SIC =4000元 /kW t =25a t =20a 6000010533010666010333010417010267010333 5000010636010800010400010500010320010400 4000010795010999010500010625010400010500 C ff 1(G J -1f(元 - h -1i SIC =8000元 /kWi SIC =5000元 /kWi

17、SIC =4000元 / kW 81394010786010835010904 101493010982011044011130 121591011179011253011355 141690011375011461011582 161788011572011670011808表 3 =6000h/a 时 , C 的计算值C f 1/(元 G J -1C /(元 kW -1 h -1i SIC =8000元 /kWt =25a t =20ai SIC =5000元 /kWt =25a t =20ai SIC =4000元 /kW t =25a t =20a 813940116690118020

18、11518011602011521011587 101493011865011998011727011811011747011813 121591012062012195011936012020011972012038 141690012258012391012144012228012199012265 161788012455012588012353012437012425012491表 4 =5000h/a 时 , C 的计算值C f 1/(元 G J -1C /(元 kW -1 h -1i SIC =8000元 /kWt =25a t =20ai SIC =5000元 /kWt =25a

19、 t =20ai SIC =4000元 /kW t =25a t =20a 81394011772011936011585011685011574011654 101493011968012132011794011894011800011880 121591012165012329012003012103012025012105 141690012361012525012211012311012252012332 16178801255801272201242001252001247801255807广 东 电 力 第 15卷 表 5 =4000h/a 时 , C 的计算值C f 1/ (元

20、G J -1C /(元 kW -1 h -1i SIC =8000元 /kWt =25a t =20ai SIC =5000元 /kWt =25a t =20ai SIC =4000元 /kW t =25a t =20a81394011931012135011685011810011654011754 101493012127012331011894012019011880011980 121591012324012528012103012228012105012205 141690012520012724012311012436012332012432 1617880127170129210

21、12520012645012558012658很明显 ,本约为 01020/k W ,50元 /t , 发电成本大约提高 0102元 /k W h 。 但是对比不同型号机组的发电成本 , 我们发现 投资费用适中 , 机组效率也不低的机组最具有竞争 力 , 发电成本最低 , 表 3至表 5中在相同的运营条 件下 (机组调峰情况和燃煤情况相同 , 300M W 机 组发电成本最低 , 200M W 机组次之 , 600M W 机 组发电成本最高 。如果火电机组的运营情况不同 , 譬如说 , 机组 的调峰幅度大 , 调峰频度高的情况下 , 会导致发电 成本大幅度升高 , 表 3至表 5中所列的发电成

22、本还 未考虑由于调峰导致机组效率下降的情况下 , 机组 年利用小时每减低 1000h/a , 发电成本提高约 01010102元 /k W h 。3 机组调峰对发电成本的影响我们知道 , 火电机组大幅度调峰 , 机组初参数 会比经济运行工况要低 , 会降低机组的热效率 , 同 时机组辅机效率下降 , 厂用电率上升 , 机组补水率 也会相对地上升 , 这样势必增加机组供电煤耗 。 如 何评估火电机组调峰工况的效率还没有一个准确而 通用的公式 。文献 1提供了一个描述调峰调频对机组供电 煤耗影响的一个分段函数 :D c =D c (1-k +k ×0192/L f . (8 式中 :D

23、c , g/kWh ; L f , L f =利用小时 /×等效可用 小时 ;k 修正因数 , 当 0192 L f >018时 , k =0113, 当 018 L f >0175时 , k =0115, 当 0175 L f 时 , k =0117。 从表 6我 们 可 以 看 到 对 于 投 资 费 用 i SIC 为 8000元 /k W 的机组 , 调峰系数 L f 由 019到 016, 机组净效率下降了 0103, 年利用小时从 5573h/a 到 3767h/a 。参与调峰机组一方面机组效率降 低 , 导致燃料成本上升 , 同时由于机组年利用小 时下降 ,

24、 分摊到每千瓦时电能的折旧成本也随之 上升 , 机组调峰对火电厂的发电成本影响是双重 的 。从表 7我们可以看到调峰对于投资费用较大的 机组影响尤其明显 , 同样是调峰系数 L f 由 019下 降到 016, i SIC 为 8000元 /k W 机组发电成本上升了 0104元 /k W h 左右 , 而 i SIC 为 5000元 /k W 机组和 i SIC 为 4000元 /k W 机组发电成本上升了约 01026 0103元 /k W h 。表 6 调峰调频对机组供电煤耗 (净效率 和机组年利用小时的影响L fi SIC =8000元 /k W , 一流机组供电煤耗325g/k Wh

25、 , 利用小时 6278h/aD c /(g k W -1 h -1/(h a -1i SIC =5000元 /k W , 一流机组供电煤耗336g/k Wh , 利用小时 7220h/aD c /(g k W -1 h -1/(h a -1i SIC =4000元 /k W , 一流机组供电煤耗 363g/k Wh , 利用小时 7271h/aD c /(g k W -1 h -1/(h a -1019325194013775557333619701365164983641050133796544 01833213101370250223431560135815776371117013315

26、5817 017342136013594439535319501347650543821390132175099 016354147013471376736614601335743323951910131074363 注 :一流机组利用小时是在假设停机备用时间为 0时 , 由一流机组等效可用系数基础数据计算得出 ; =3600/(D c ×29126k Wh/g 。 17 第 5期 叶发明 :市场经济下的燃煤火电厂的发电成本分析 表 7 机组折旧寿命为 25a , 调峰对发电成本的影响L fC /(元 k W -1 h -1i SIC =8000元 /k WC f 1=121591元

27、 /GJC f 1=141690元 /GJC f 1=161788元 /GJi SIC =5000元 /k WC f 1=121591元 /GJC f 1=141690元 /GJC f 1=161788元 /GJi SIC =4000元 /k WC f 1=121591元 /GJC f 1=141690元 /GJC f 1=161788元 /GJ019012125012325012525011899012106012313011936012160012383 018012212012416012620011962012173012384011992012220012448 017012339012550012760012050012267012484012073012308012542 01601250501272301294101216201238020112419012662 在“ 竞价上网”形势下同价努力 ,4火电厂发电成本由折旧成本 、 燃料成本 、 运行 维护成本以及财务成本组成 , 其中燃料成本和运行 维护成本又称为可变成本 , 可变成本占到发电成本 的绝大部分 , 也是发电成本控制的重点 。 为保持发 电企业合理的利润 , 火电厂要努力降低发电成本 , 需要做好以下方面的工作 :a 安全是基础 , 只有提高机组的可靠性 , 才有 条件提高机组的利用小