热电联产经济性分析和探讨

关于热电联产项目经济性问题的一般分析

及典型热电机组经济效益分析举例

东南发电周继红

热电联产的经济效益和社会效益已经基本获得人们的普遍认同，但其效益究竟是如何体现的？为什么会有效益？何种情况下才会有

效益等等问题值得我们认真分析和探讨。

由于热电联产的种类很多，比如从燃烧方式上分有燃煤热电厂、燃气热电厂、燃油热电厂、垃圾热电厂等，从用途上分有热电联产、热电冷联产、热电肥联产等热电厂，从项目的建设地点和功能上分有城市集中供热热电厂、经济开发区（工业专区）热电厂、自备热电厂等，从抽气方式上分有抽凝机组、背压机组等，以上各种方式又可以分很多形式，而每一种不同方式，其经济性都不一样。

此外不同热电厂的地理位置、机炉类型、机组初参数、建设造价、负债情况、产品价格、燃料价格、税收政策等等诸多因素均不一样，故对热电联产的经济性能否给出一个通用的分析和判断，似乎是不现实，也是不可能的。

对热电联产经济性的了解，首先必须对其内在的经济性体现有所了解，正确掌握热电比的重要意义及其关系,掌握热电机组经济性的本质。本文将对热电联产在热耗、煤耗和总效率等最根本的内在经济性体现作个比较粗浅和客观的分析介绍，对与热电比有关的几个方面因素进行分析，介绍几个较典型的热电项目，重点对热电项目在一定价格成本情况下亏损临界点的分析和敏感性分析，以及几种情况下电价、热价与煤（气）价的对应关系，同时考虑今后天然气热电联产的发展方向，对燃气机组也作个简单介绍分析，说明一般情况下热电联产成本收益大致情况，最后介绍一下热电联产项目国家对编制可行性

研究的一般要求。

为能够真实反映热电机组的经济性，本文分析的基础数据均来自真实项目，同时为了清楚反映数据结果，有些必要的计算方式仍无法省略（大量计算过程基本未列），繁琐之处及不当之处等请见凉。一、热电联产经济性的内在体现

热电联产机组的主要特性是即发电又对外集中供热，其与一般火电机组以及分散供热锅炉相比，无论在热耗、煤耗及总热效率方面都存在较明显的优势，一般体现是1）供热量越大，热耗越低，亦即发电燃料耗用越低，可以节约大量燃料；2）热电厂锅炉较分散供热锅炉的节能效益高得多；3）当抽汽量达到额定值时，机组热效率较高。

1、与一般火力发电机组热耗的比较：

热电联产是指由供热式汽轮机作过功的汽流来对外供热，供热部分冷源损失减少或无冷源损失，其热耗HR的表达式为：

D o ( i o- i g) – D n ( i n-

E bs )

HR =

N (1)

式中HR——机组发电热耗，kJ／kWh；

D o——汽轮机进汽量，kg／h；

i o——汽轮机进汽焓，kJ/kg；

i g——给水焓，kJ/kg；

D n——对外供热蒸汽量，kg/h；

i n——供热蒸汽焓，kJ/kg；

E bs——化学补水焓，kJ/kg；

N——机组电功率，kW。

从公式（1）可以看出，在计算机组发电热耗时，已扣除了供热

热量，也就是说，热电联产的供热机组与同容量的凝汽式机组相比，由于利用了供热式汽轮机的抽汽或排汽对外供热，使热化发电部分避免了冷源损失，且供热量越大，热耗越低，对燃煤机组来说亦即发电煤耗越低。

供热机组的主要形式有两种，即背压式和抽汽凝汽式。前者因发电后供热，无冷源损失，发电煤耗最低，一般仅180～200g/kWh；后者在额定抽汽工况下，发电煤耗亦只有300～360g/kWh，相当于300MW 凝汽机组的煤耗水平。

以1×CC12-4.9/0.98/0.17型双抽式高压汽轮发电机组和1×

B6-4.9/0.98型背压式次高压汽轮发电机组加3×75t/h次高压循环硫化床锅炉热电机组为例。

其基本参数如下：

（以下有关热耗、煤耗、热效率等计算均使用以上符号及数值）

1）发电机热耗HR=[Do(i o-i g)–Dn(in-E bs)]/N= 7695 kJ/kWh 2）供电煤耗b g1=HR/（29307.6×ηg×ηd）×（1-ε）=0.342 kg/kWh 3）供热煤耗b g2 =106/ （29308×ηg×ηd）+ε1*b g1=43.9 kg /kJ 该供电煤耗大大低于全国平均参考火电机组国家标准0.41

kg/kWh的水平。

由于煤耗（供电热）的降低，每年可节约标煤51500吨。

年标煤量节约计算

(((34.12/(η’*ηd)+0.41*5.73)-b g2)*Q a*/1000

+(0.41-b g1)*(1-ε)*W*/1000

=51500 T

2、与分散供热的供热锅炉煤耗的比较：

热电联产由于热能供应方式的改变，具有能量数量利用方面的好处。与分散供热的供热锅炉相比，由于热电厂的锅炉效率远高于供热

锅炉，所以集中供热比分散供热的煤耗低得多。按上例，前面已经计

算出集中供热煤耗

b g2=44 kg /kJ，而分散供热煤耗为

106

b f =

29308×η’×ηd

=63 kg /kJ

从公式（3）和（6）中也可以看出，因为ηg＞η’ 所以b g

＜b f

2

一般说来，热电厂锅炉效率在80%以上，管道效率在98%以上，而

一般供热锅炉效率仅50％～60％；分散供热的供热煤耗多在58～

70kg/GJ，而热电厂集中供热的供热煤耗仅38～44kg/GJ。由此不难看出，热电厂锅炉较分散供热锅炉的节能效益高得多。

3、总热效率的比较：

热电厂的总热效率，或称热电厂的燃料利用系数，是一个量的指标，它反映了热电厂能量输出和输入的比例关系。

按上例，本热电厂总热效率ηtp的计算：

ηtp= 3600W + Qn × in ×1000

×100% 29308 B r

=69.5%。

可以看出，由于利用汽轮机作过功的汽流对外供热，供热部分冷源损失减少，总热效率提高，一般火电机组的总热效率在30-35%左右，而热电机组的总热效率大于45%（国家规定最低限度），背压机一般在60%-80%。

但需注意，由于ηtp未考虑两种能量产品质的差别，用热量单位按等价能量相加，所以它表示热电厂所消耗燃料的有效利用程度。

对于凝汽式电厂，汽轮机排汽热量成为冷源损失，虽然机组发电量很大，但无对外供热，其热电比为零。对背压机，其排汽热量全部被利用，其热效率一般高达60%以上。对抽汽凝汽式机组，因抽汽量是可调节的，可随外界热负荷的变化而变化，当抽汽量达到额定值时，排入凝汽器的流量较小，此时机组热效率较高；当外界无热负荷时，其热电比为零，相当于凝汽机组，此时机组热效率甚至比同容量的凝汽机组还差。

二、热电比的意义及相关因素分析

热电比（X），即热能产出比，可用下式表达：