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第10章集中供热系统的技术经济分析Contents目录一、概述二、经济效果的指标计算和评价方法三、热水网路的经济比摩阻的确定四、热电联产与热电分产相比的节约燃料量1概述技术经济分析是指国民经济各部门、企业、生产经营组织对各种设备、各种物资、各种资源利用状况及其结果的度量。它是技术方案、技术措施、技术政策的经济效果(效益)的反映。对集中供热系统进行技术经济分析,是对热能生产、输配、转换等活动进行计划、组织、管理、指导、控制、监督和检查的重要方法,利用技术经济指标,可以:①查明与挖掘生产潜力,增加生产,提高经济效益;②考核生产技术活动的经济效果,以合理利用技术装备、工艺流程、所用原料、燃料动力、改善产品质量;③评价各种技术方案,在多种方案的比较中选择最优方案,对技术方案的预期效果进行分析,为技术经济决策提供依据。
在经济领域中,所谓经济效益是指人们从事实践活动时所取得的有用效果,也就是使用价值与所消耗的劳动之间的比例关系。即:
(10-1)式中E—经济效益;V—使用价值;L—劳动消耗。在实际工作中,使用价值V就是实现的技术方案所产生的有用实物,如热电厂供热系统中生产的电能和热能。劳动消耗L,包括劳动的占有和劳动的直接消耗两部分。前者主要反映在技术方案的一次性基建投资中;后者主要指技术方案的经常性费用上。1.1经济效益的概念
经济效益可以用实物形式表示,如生产单位产品消耗原材料的数量,单位设备的产品率,也可以用价值形式表示,如利润、成本利润率、资金利润率等。利用式(10-1)表述经济效果,当使用价值V和劳动消耗L采用同样的计量单位时,可计算经济效益的绝量数量,当采用两种不同的单位来表示时,可计算经济效益与费用的比例,或输出与投入的比例。劳动消耗数量越少,取得的劳动成果或实用价值越大,说明经济效益越好;反之,则说明经济效益越差。同样,为了获得一定的使用价值或劳动成果,要耗用的劳动越少越好。对于一定的劳动成果来说,劳动消耗越少,经济效益越好。因此,不同技术方案的最佳方案,其衡量标准应是经济效果最佳的方案,即:(10-2)1.1经济效益的概念当不同技术方案所产生的有用实物相同时,(如热电厂的不同技术方案生产的电能和热能相同时),最佳方案应是劳动消耗最少的方案,即:时,(10-3)在工程设计中,衡量方案的经济效果,常将使用价值的实物量(所得量)和劳动消耗量(所耗量)都以货币量(资金)的形式来计算;因此,经济效益最佳的方案也可用下式表示:
(10-4)1.1经济效益的概念
技术经济分析的具体方法很多,但基本方法有两种:数学分析法和方案分析法。数学分析法也称为函数分析法,它运用数学方法来进行方案的技术经济分析。这种方法的基本原理,就是根据技术方案的基本参数与各项费用之间的函数关系,建立经济数学模型,然后通过数学计算或图解分析,找出最经济合理的参数值的有效范围。数学分析法的具体方法有微分法和系统分析法等。微分法经济效果的指标计算和评价方法只能求得某单一参数的最优解,因而只能解决技术经济评价中的局部问题。系统分析法可以求得多目标的最优解。但建立函数关系和计算都很复杂。
方案比较法也称为对比分析法,它通过一组能从各个方面说明技术经济效果的指标体系,对实现同一目标的几个不同技术方案进行计算、分析和比较,然后选用最优方案的方法。方案比较法简单明确,考虑的指标和因素比较全面,既可定性分析,也可定量计算。因此,方案比较法是目前工程项目中进行技术经济分析,选择最优方案时最普遍应用的一种方法。1.2技术经济分析方法
在工程项目的技术经济分析中,衡量经济效益主要是以货币量的形式来进行计算。根据是否考虑资金与时间因素的影响,投资效益计算和评价方法又分为静态分析法和动态分析法。静态分析法是一种不考虑资金的时间因素的技术经济分析方法。静态分析法计算简单,但这种方法并没有很好的反映资金和时间的关系,不能准确地反映经济领域中的真正经济效益。动态分析法是考虑资金的时间因素的技术经济分析的方法。资金与时间的关系体现在资金的时间价值,即货币的时间价值。资金的时间价值指资金的价值随时间的变化而变化,资金的价值随时间的推移而增值。因为资金的运动过程也就是物资处于生产和流动过程。通过这些过程,增加了物质财富,从而表现出资金的增值。资金在单位时间内产生的增值(利润或利息)与投入的资金额(本金)之比,称为利润或收益率。
1.2技术经济分析方法为了更方便地阐明动态分析法,有必要简单地介绍一些资金时间价值的计算方法,也就是介绍一些最基本的财务会计的知识。在时间价值的计算中,通常采用复利法,复利法以本金与累计利息之和作为基数计算利息。下面介绍几种最常用的计算复利的基本公式:1.当资金的现值为P,利率为i%,几年后资金的终值F的计算公式如下:
(10-5)2.与上式相反,当已知资金的终值为F,求现值P的计算公式如下:
(10-6)式中—贴现系数。1.2技术经济分析方法
3.已知资金现值为P,考虑时间因素,计算分摊到每年等额值A值的计算方法。由图可知,第一年的A值折算到现值为
,第二年的A值折算到现值为
,第n年的A值折算到现值为。由此可见,它是一个等比数列,首项b=A/(1+i),等比值r=1/(1+i),其各年的折现值的总和应等于现值P,用下式计算:(10-7)图10-1资金的时间价值表示图
P—资金的现值(在初期);F—资金的终值,即本利合计(在末期);A—每年等额偿还数列值,即年金(在期末),I—利率,%;n—周期书(一般按年计算)
1.2技术经济分析方法
(10-8)式中—资金回收系数,表示资金现值等额分摊到每年的份额。1.2技术经济分析方法2经济效果的指标计算和评价方法
技术经济效果的大小,体现在所得量与所费量的比例,若所对比的方案的所得量(有用实物量)都相同时,则所费量最小的方案就是经济效果最大的最佳方案。技术方案的所费量中,包括工程投资和年经营费用两部分,而投资和经营费用是两种性质不同的费用,不能简单的相加计算。工程投资属于一次性支出,主要内容包括:1.用于建设工程的各项费用;2.用于安装工程的各项费用;3.用于购置各种设备、工具和器具的费用;4.其他建设费用,如土地征购费、人员培训费、工程的勘查和设计费用等。经营性费用属于经常性支出,在能源工程中,它包括燃料费、水费、材料费、基建折旧费、大修费、职工工资、职工福利资金和其他费用(对非电厂工程,还应计算电能消耗费用)。2.1年计算费用法
在计算费用法中,对参与比较的各个方案的投资和经营费这两项性质不同的费用,利用投资效果系数进行折算,将投资折算成与经营费用类似的费用,然后相加,算出“年计算费用”的数值。在各个方案中,年计算费用最小的方案就是最佳方案。年计算费用的计算费用(静态法)为:
(10-9)式中Z—年计算费用,元/a;C—年经营费(总成本),元/a;K—投资额,元;
—标准投资效果系数,=1/τ;τ—标准投资回收期。2.1年计算费用法
标准投资效果系数是根据不同生产部门在国民经济发展中的实际投资效果而确定的。如对轻工业部门,投资效果较好,资金回收较快,标准投资回收期就较短,相应的标准投资效果系数就取较大些。目前,能源部对热电项目工程规定标准投资回收期一般为8~10年(小型热电工程一般为7年),所以,标准投资效果系数可按=0.10-0.14取用。年计算费用法概念清楚,计算公式简单,可适用于多个方案的比较,并且便于在数学分析法中应用。年计算费用法在实际工作中应用较广,但由于它并不反映资金的时间价值因素,使它的应用具有一定的局限性。在多个技术方案的比较中,可以根据年计算费用的基本概念,利用动态分析法来进行技术经济分析。2.1年计算费用法在一工程项目中,如其建设期为p年,生产期为m年。工程项目中各年的投资Ki折算到开始投产时的终值为K,正常生产年份的年经营费用为C,根据动态分析法,利用式(10-8)将资金现值K等额分摊到生产期m年中的方法,得出年计算费用(动态法)的计算公式为:
(10-10)式中—按动态法计算的年计算费用,元/a;K—建设期p年中每年的投资Ki折算到开始正常投产时的总投资额,元;i—利率或采用部门的内部收益率,%;p—建设期;m—生产期,年;按能源方面有关规定,热电工程的生产期m=20年计算,热力管网按m=16年计算;θg—资金回收系数。2.1年计算费用法
图10-2年计算费用法(动态法)计算示意图P—建设期,年;m—生产期,年。2.1年计算费用法
所谓投资回收期,是指投资回收的期限,也就是用投资方案所生产的净现金收入回收初始全部投资所需的时间。对于投资者来讲,投资回收期越短越好,从而减少投资的风险。计算投资回收期时,根据是否考虑资金的时间价值,可分为静态投资回收期(不考虑资金时间价值因素)和动态投资回收期(考虑资金时间价值因素)。投资回收期从工程项目开始投入之日算起,即包括建设期,单位常用年来表示。根据投资及净现金收入的情况不同,投资回收期的计算公式分以下几种:第一种情况,项目(或方案)一次性支付全部投资P,当年产生受益,每年的净现金收入不变,为收入B减去支出C(不包括投资支出),此时静态投资回收期T的计算公式为:
(10-11)2.2投资回收期法
例如,一笔1000元的投资,当年收益,以后每年的净现金收入为500元,则静态投资回收期T=1000/500=2年。第二种情况,项目仍在期初一次性支付投资P,但是每年的净现金收入中由于生活及销售情况的变化而不一样,设t年的收入为Bt,t年的支出为Ct,则能使公式成立的T即为静态投资回收期。
(10-12)第三种情况,如果投资在建设期m年内分期投入,t年的投资假如为Pt,t年的净现金收入仍为Bt-Ct,则能使公式(3-3)成立的T即为静态投资回收期。
(10-13)2.2投资回收期法第四种情况,如果将t年的收入视为现金流入CI,将t年的支出以及投资都视为现金流出CO,即第t年的净现金流量为(CI-CO),并考虑资金的时间价值,则动态投资回收期TP的计算公式,应满足:
(10-14)式中i0—折现率,对于方案的财务评价,i0取行业的基准收益率;对于方案的国民经济评价,i0取社会折现率,现行规定社会折现率为12%(1990年国家计委公布)。计算动态投资回收期的实用公式为:
(累计折现值开始出现正值的年份数)-1+2.2投资回收期法动态投资回收期的计算公式表明,在给定的折现率下,要经过年,才能使累计的现金流入折现值抵消累计的现金流出折现值,投资回收期反映了投资回收的快慢。在热电工程中,基准投资回收期一般为8~10年(小型项目一般为7年)。投资回收期指标直观、简单,尤其是静态投资回收期,表明投资需要多少年才能回收,便于为投资者衡量风险。投资者关心的使用较短的时间回收全部投资,减少投资风险。但是,投资回收期指标最大的缺点是没有反映投资回收期以后方案的情况,因而不能全面反映项目在整个寿命期内真实的经济效果。所以投资回收期一般用于粗略评价,需要和其他指标结合起来使用。当投资回收期指标用于评价两个方案的优劣时,通常采用增量投资回收期指标。所谓增量投资回收期是指一个方案比另一个方案所追加的投资,用年费用的节约额或超额年收益取补偿增量投资所需要的时间。2.2投资回收期法比如甲方案投资I1,但是甲方案的年费用(成本)C2比乙方案的年费用(成本)C1要节约。加入这两个方案具有相同的产出和寿命期,那么,甲方案用节约的成本额去补偿增加的投资额,将要花多少时间,即为增量投资回收期,其计算公式为:
(10-15)在两方案比较时,若甲方案能在标准的时间内由节约的成本回收增加的投资,说明增加的投资有利,甲方案是较优的方案;反之,乙方案较优。2.2投资回收期法现值法是将方案的各年收益、费用或净现金流量,按照要求达到的折现率折算到期初的现值,并根据现值之和(或年值)来评价、选择方案的方法。现值法是动态的评价方法。1.费用现值与费用年值采用增量投资回收期评价两个方案的优劣,没有考虑资金的时间价值。在对两个以上方案比较选优时,如果诸方案的产出价值相同,或者诸方案能够满足同样的需要,但其产出效果难以用价值形态(货币)计量时,比如环保效果、教育效果等,可以通过对各方案费用现值或费用年值的比较进行选择。费用现值的计算式为:
(10-16)2.3现值法
费用年值的计算式为:
(10-17)式中PC—费用现值;AC—费用年值;COt—第t年的现金流出;n—方案寿命年限;i0—基准收益率(或基准折现率)。费用现值和费用年值用于多个方案的比选,其判别准则是:费用现值或费用年至最小的方案为优。因此,费用现值与费用年值的关系,就项目的评价结论而言,费用现值最小的方案即为费用年值最小的方案,二者是等效评价指标。二者除了指标含义不同外,使用各有所长。比如费用现值适用于多个方案寿命相同的情况比选,当个各方案寿命不等时比选,则可采用费用年值指标。2.3现值法净现值方法虽然简单易行,但必须事先给定一个折现率,而且采用该法时只知其结论是否达到或超过基本要求的效率,并没有求得项目实际达到的效率。内部收益法则不需要事先给定折现率,它求出的是项目实际能达到的投资效率(即内部收益率)。因此,在所有的经济评价指标中,内部收益率是最重要的评价指标之一。内部收益率(IRR),简单地说就是净现值为零时的折现率。在图10-1中,随着折现率的不断增大,净现值不断减小,当折现率取时,净现值为零。此时的折现率即为内部收益率。2.3现值法内部收益率也可通过解下述方程求得:
(10-18)式中IRR—内部收益率;其他符号意义同上。若,则项目在经济效果上可以接受;若,则项目在经济效果上应予否定。内部收益率法能清楚地反映该项目的收益情况,目前应用较广,但需要进行试算才能确定。2.3现值法
1.投资收益率投资收益率是指项目在正常生产年份的净收益与投资总额的比值。其一般表达式为:
(10-19)式中R—投资收益率;
NB—正常生产年份或者年平均净收益,根据不同的分析目的,可以是利润,可以是利润税金总额,也可以是年净现金流入等;
I
—投资总额,,为第t年的投资额,m为建设期,根据分析目的不同,I可以是全部投资额(即固定资产投资、建设期借贷利息和流动资金之和),也可以使投资者的权益投资额(如资本金)。2.4其他效率型指标评价法投资收益率指标主要反映投资项目的盈利能力,没有考虑资金的时间价值。用投资收益率评价投资方案的经济效果,需要与本行业的平均水平(行业平均投资收益率)对比,以判别项目的盈利能力是否达到本行业的平均水平。2.效益—费用比如前所述,用动态投资回收期、净现值或者内部收益率等指标评价工程方案(项目)的经济效果时,都要求达到或超过标准的收益率。这对于以盈利为目的的营利性企业或投资者来说,是方案经济决策的基本前提。但是,对于一些非营利性的机构或投资者,投资的目的是为公众创造福利或效果,并非一定要获得直接的超额受益。评价公用事业投资方案的经济效果,一般采用效益—费用比(B-C比),其计算表达式为
(10-20)2.4其他效率型指标评价法
计算B-C比时,需要分别计算净效益和净费用。净效益包括投资方案对承办者的所有费用支出,并扣除方案实施对投资者带来的所有节约。实际上,净效益是指公众得益的净累积值,净费用是指公用事业部门净支出的累积值。因此,比是针对公众而言的。净效益和净费用的计算,常采用现值或年值表示,计算采用的折现率应该是公用事业资金的基准收益率或基金的利率。若方案净效益大于净费用,即B-C比大于1,则这个方案在经济上认为是可以接受的,反之,则是不可取的。因此,效益—费用比的评价标准是:
B-C比>1(10-21)
B-C比是一种效益型指标,用于两个方案的比选时,一般不能简单地根据两方案B-C比的大小选择最优方案,而应采用增量指标的比较法,即比较两方案之增加的净效益与增加的净费用之比(增量B-C比),若此比值(增量B-C比)大于1,则说明增加的净费用是有利的。2.4其他效率型指标评价法
在热电工程项目进行技术经济分析时,除进行财务评价外,还应作两项指标计算:1.节约标准煤量数(即热电联产与热电分产相比较的节约量)热电联产与热电分产相比较的节约标准量的原则计算方法,在本章第四节阐述。节约量由设计人员提供。2.节约每吨标准煤所需的净投资。热电联产项目的投资通常要高于热电分产的方案。根据上述规定,节约每吨标准煤所需的净投资,可用下式计算:
(10-22)式中—节约每吨标准煤所需的净投资,元/tce;T—热电工程(包括热网,不包括综合利用)的总投资,元;Y—年压缩烧油量,t;B—烧油改烧煤的补助标;C1—考虑全国火电机组自用电率影响的修正系数,取1.06;2.5热电工程的节约每吨标准煤所需的净投资计算
—新增年供电量,kWh。若减少高压机组的年工电量时,按全部新增年工电量计算;对于减少中压机组的年供电量kWh时,按总量的一半计算;对于低压机组和拟关闭机组,则不必计入;H—全国6000kWh以上火电机组平均年运行小时数,可按6000小时计算;QM—热电厂的供热能力,GJ/h;5.73—热电站单位供热能力的增容量,kW/GJ/h;Td—新建冷凝机组单位造价(包括线路);C2—考虑备用锅炉容量的修正系数,取1.4;
—建成后比分散供热增加的供汽量,t/h;Tl—新建锅炉房平均单位造价;Mj—项目每年节约的标准煤总量,t。计算得出的节约每吨标准煤的净投资K,应不超过开发每吨标煤(包括运输)的投资金额。2.5热电工程的节约每吨标准煤所需的净投资计算3热水网路的经济比摩阻的确定前已述及,技术经济分析中的数学分析法,应用微分法时,可以列出某一参数与各项费用之间的函数关系,从而求出该参数的最优值。例如,在确定热水管路的经济比摩阻时,就可采用这种方法。下面以确定热水网路的经济比摩阻为例,阐明微分法的计算方法。对一个热水网路,当设计供、回水温度及设计热负荷确定后,各管段的计算流量随之确定。当选用较高流速,既选用较大的比摩阻时,管径可较小,因而降低了管网的投资和热损失费用;但管网的总压力损失增大,电能的耗费要增大。因而,可以按年计算费用为最小的原则,来确定其经济比摩阻。按式(10-9)、式(10-10)的基本原则,热网的年计算费用可用式(10-23)计算。
(10-23)
式中Z—热网的年计算费用,元/a;
K—投资额,元;
C—年经营费(总成本),元/a;
—系数,当采用静态法时,。为标准投资效果系数(见式10-9);当按动态法计算时,。为资金回收系数(见式10-10)。
为简化计算,热水网路的年经营费,主要计算如下几项:1.输送热水的电能费用,元/a;2.管网的热损失费用,元/a;管网的折旧、维修的年扣除费用,一般按管网投资的百分率计算。根据规定:热电工程中,管网的基本折旧率按4.8%计算;大修理费率按1.4%计算,再考虑经常小修和其它费用,总的折旧率可暂按计算。因而上式(10-23)可改写为:
(10-24)
对热水网路,每米管长(双管)的投资费用,近似可按与管径成线性关系估算,即(10-25)式中
—每米管长(双管)的基建费用,元/m;d
—管子的公称直径,m;
a、b
—与管网敷设方式有关的常数,元/m;元/㎡。可根据当地管网投资统计值,用线性回归计算确定。整个热水管网的总投资费用为:(10-26)式中M
—网路的材料特性,表示网路消耗材料多少的指标,㎡。3.1管网基建总投资费用K在网路进行经济比摩阻计算时,首先假定采用主干线的平均比摩阻为值,根据式(10-3),可得出:
㎡(10-27)式中值在已知水温和绝对粗糙度K值下为一定值。由于通过各管段的流量G和管段长度L不变,由式(10-27)可见,当多方案中某一方案采用某一平均比摩阻R时,它的相应M之可按下式求出:
㎡(10-28)在不同方案下,式(10-26)中管网基建总投资费用的第一项是相同的。因此,它的相比投资费用为:
元(10-29)3.1管网基建总投资费用K在不同方案下,设通过热源和用户的压力损失取相同值,则热水流经热网的压力损失所消耗的电能费用,可按下式计算:元/a(10-30)式中G—热网中热水总计算流量,t/h;
R—热网主干线的平均比摩阻,Pa/m;
L—热网主干线(供、回水管)总长度,m;
—局部阻力所占的比值;
—热网中水的密度,kg/m³;
—水泵的机电效率,一般取0.5~0.7;
—电能价格,元/kWh;
—循环水泵的年最大工作小时数,即相应总计算流量下的工作小时
—单位换算值,按1W=1N·m/s,1Pa/m=1N/m³换算得出。3.2输送热水消耗的电能费用
管网的年热损失量,可按下式近似计算:
MWh/a(10-31)式中—热网管道的平均传热系数,约为1.1~1.5W/m2·℃;
—热网年平均水温,℃;
—热网周围介质的平均温度,℃;
—管道各局部附件的热损失系数;
—热网的年工作小时数,h/a;当方案采用平均比摩阻R时,根据式(10-28)和式(10-31),可得出管网的热损失费用为:元/a(10-32)式中
—热能价格,元/MWh;其它代表符号同前。3.3管网的热损失费用
综上所述,相应于某一平均比摩阻R条件下,管网变化部分的年计算费用为
元/a(10-33)令,求最小值,则可得出热水网路的经济的比摩阻计算公式:
(10-34)从上式可见,热水网路的经济比摩阻与诸多因素有关。它取决于网路的平面布置形式,热网的工作状况,设备状况以及有关价格等因素。对于大型的热水网路,应根据具体情况,计算确定其经济比摩阻值。3.4热水网路经济比摩阻计算公式4热电联产与热电分产相比的节约燃料量在进行城市供热规划或考虑兴建热电厂需要进行可行性研究或初步设计时,必需对热电联产(由热电厂联合供应电能和热能)和热电分产(由凝汽式发电厂供应电能,而由区域性或分散式锅炉房供应热能)的两种不同的城市能源供应方案进行技术经济比较。技术经济分析中的一项重要指标,就是要考虑在两个方案所供应的热能和电能完全相等条件下,确定热电联产与热电分产方案的年节约燃料量。下面就热电联产与热电分产相比的节约燃料量的计算方法,作原则性的介绍。1.凝汽式电厂生产电能的煤耗率凝汽式电厂生产电能的煤耗率,可用下式计算:
(10-35)式中
—凝汽式电厂生产电能的煤耗率,kg/kWh;
29309
—1kg标准煤的低位发热量,kJ/kg;
—凝汽式电厂的效率,;
—锅炉效率,一般约为80%~90%;
—管道效率,一般约为98%~99%;
—机电效率,及汽轮机的机械效率与发电机效率之乘积。机械效率与发电机效率值,一般约为96%~99%;4.1热电分产方案的燃料消耗量
—蒸汽式汽轮机绝对内效率,即循环热效率与汽轮机的相对内效率的乘积。循环热效率值取决于热力循环的形式与初参数,一般约为20%~45%;凝汽式电厂的年消耗然热量为:
kg/a(10-36)式中
—凝汽式汽轮机的年发电量,kWh。2.区域性或分散式锅炉房生产热能的煤耗率区域性或分散式锅炉房生产热能的煤耗率,可用下式计算:
(10-37)式中
—热电分产方案中,区域性或分散式锅炉房生产热能的煤耗率,kg/GJ;
—区域性或分散式锅炉房的锅炉效率。4.1热电分产方案的燃料消耗量热电分产下生产热能的年消耗燃料量为:
(10-38)式中
—热电分产方案的年供热量,GJ/a。3.热电分产方案的总年消耗燃料量热电分产方案的总年消耗燃料量应为:
kg/a(10-39)4.1热电分产方案的燃料消耗量热电厂联合生产热能和电能,设生产电能的年消耗量为,供应热能的年消耗燃料量为,则总年消耗燃料量应为:
kg/a(10-40)式中
——热电联产方案的总年消耗燃料量,kg/a。1.热电厂生产电能的煤耗率和年消耗燃料量在装有供热汽轮机的热电厂中,电能生产的一部分式由供热汽流完成的。供热汽流在汽轮机作功发电后并用来供热;电能生产的另一部分是由凝汽流完成的。4.2热电联产方案的消耗燃料量(1)供热汽流因无“冷源”损失,因而认为它的循环绝对内效率。供热汽流生产电能的煤耗率,则可用下式表示:
(10-41)式中
—供热汽轮机中供热气流产生电能的煤耗率,kg/kWh;、、—热电厂的锅炉效率,管道效率和供热汽轮机的机电效率。通常凝汽式电厂和热电厂的几个效率,大致可取相同数值。(2)供热汽轮机中凝汽流产生的电能,取决于排向凝汽器的热量。它有“冷源损失”一项。因此,凝汽流生产电能的煤耗率,与式(10-35)相同,可用下式表示:4.2热电联产方案的消耗燃料量
(10-42)式中
—供热汽轮机中凝汽流生产电能的煤耗率,kg/kW·h;
—供热汽轮机中凝汽流循环的绝对内效率。(3)设热电厂中供热汽流每年所产生的电能为,kWh/a;凝汽流每年所产生的电能为,kWh/a;且两个方案的电能相同,即,kWh/a。热电厂中生产电能的年总燃料消耗量为:
(10-43)式中
—热电厂生产电能的年总燃料消耗量,kg/a。4.2热电联产方案的消耗燃料量2.热电厂供应热能的煤耗率和年消耗燃料量热电厂锅炉供应热能的煤耗率的计算方法,与式(10-22)相同。但考虑到热电厂大型供热网路比区域锅炉房或分散式锅炉房小型网路的散热损失增加而需多供些热量的因素,需要在公式中增加热网效率一项,即(10-44)
(10-45)式中
—热电厂供应热能的煤耗率,kg/GJ;
—热电厂的锅炉和管道效率,=;—热电分产方案的年供热量,GJ/a。
—热电厂供应热能的年消耗燃料量,kg/a;—热网效率;根据上述分别计算,代入式(10-35),则确定热电厂的年消耗燃料量,kg/a。4.2热电联产方案的消耗燃料量根据上述计算公式,热电联产与热电分产相比的年节约燃料量,为:
kg/a(10-46)式中代表符号同前。两个方案生产的电能相等,即由此,式(10-46)可改写为:
kg/a(10-47)由式(10-47)可见,热电联产的年节约燃料量是由三部分组成的。4.3热电联产与热电分产相比的年节约燃料量第一部分表示供热汽轮机的供热汽流生产电能的年节约燃料量。由于供热汽流生产电能过程中没有冷源损失,,因而第一部分总为一正值。这部分的年节约燃料量表示热电厂生产电能可能达到的最大年节约燃料量。第二部分表示供热汽轮机的凝汽流生产电能的年节约燃料量。但实际上,由于供热汽轮机生产电能的煤耗率,一般都高于所对比(或称为所替代)的凝汽式汽轮机生产电能的煤耗率,因而第二部分的数值,一般为负值。它表示供热汽轮机凝汽汽流(或称在凝汽工况下)生产电能所多消耗的燃料量。4.3热电联产与热电分产相比的年节约燃料量供热汽轮机在凝汽工况下运行的煤耗率增加的主要原因是:一方面供热汽轮机为调节抽汽量以适应热负荷的变化,内部蒸汽流量多变,相对内效率下降,同时,供热汽轮机需要增加配汽机构,增大了凝汽汽流的节流损失,也使供热汽轮机的相对内效率下降;另一方面,在电网中一般供热机组的参数都低于替代凝汽式机组(我国目前规定:在热电分产与热电联产比较中,热电分产的凝汽式机组按200MW考虑,因而凝汽汽流部分的循环热效率也相应低于凝汽式机组)。综合上述原因,使得凝汽汽流部分的绝对内效率低于所替代的凝汽式机组,即,因而。第一
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