热电联产经济性分析和探讨.doc
《热电联产经济性分析和探讨.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热电联产经济性分析和探讨.doc(24页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、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
2、、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
3、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
4、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:HR = Do ( io- ig) Dn ( in- Ebs ) N (1)式中HR机组发电热耗,kJkWh;Do汽轮机进汽量,kgh;io汽轮机进汽焓,kJ/kg;ig给水焓,kJ/kg;Dn对外供热蒸汽量,kg/h;in供热蒸汽焓,kJ/kg;Ebs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
5、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180200g/kWh;后者在额定抽汽工况下,发电煤耗亦只有300360g/kWh,相当于300MW凝汽机组的煤耗水平。以1CC12-4.9/0.98/0.17型双抽式高压汽轮发电机组和1B6-4.9/0.98型背压式次高压汽轮发电机组加375t/h次高压循环硫化床锅炉热电机组为例。其基本参数如下:Do汽轮机进汽量,kgh;173000io汽轮机进汽焓,kJ/kg;3313ig给水焓,
6、kJ/kg;437Dn对外供热蒸汽量,kg/h;122000in供热蒸汽焓,kJ/kg;3090Ebs化学补水焓,kJ/kg;147N机组电功率,kW。18000机组利用小时(h)5000机组容量(MW)18年供热值Qa(GJ/a)2073880W热电厂年发电量(kWha)99000000分散供热锅炉效率,55%d管道效率,。98%g-集中供热锅炉效率,83%年供热量Qa(GJ/a)2073880Br热电厂年耗标准燃料量,kga11923500Qn热电厂年对外供热量,t/a671000(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(io-ig)Dn(in-Eb
7、s)/N= 7695 kJ/kWh 2)供电煤耗bg1=HR/(29307.6gd)(1-)=0.342 kg/kWh 3)供热煤耗bg2 =106/ (29308gd)+1*bg1=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/(*d)+0.41*5.73)-bg2)*Qa*/1000+(0.41-bg1)*(1-)*W*/1000 =51500 T2、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
8、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bg2=44 kg /kJ,而分散供热煤耗为bf = 106 29308d=63 kg /kJ从公式(3)和(6)中也可以看出,因为g 所以bg2bf 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5060;分散供热的供热煤耗多在5870kg/GJ,而热电厂集中供热的供热煤耗仅3844kg/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
9、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tp的计算:tp = 3600W + Qn in 1000 100% 29308 Br =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tp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,
10、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:X = Qn in 1000 100% 3600W按上例,本热电厂热电比为X= Qn in 1000/3600W=582%。发供电标准煤耗率和供热标准煤耗率仅指电或热作为单一产品来计算和评价运行、管理水平,而热电比是用来衡量热电机组在运行中热的利用程度和节能效果,从而反映该企业在
11、热电联产事业中的发展水平和能源利用率。热电厂只有对外供热量大,才有发电热耗小,发电煤耗低,此时需要有一个较大的热电比,以C12-4.9/0.98型机组为例,热电比为1(刚符合国家标准)时,如果电负荷为设计值12.2MW,此时供汽量为15t/h;当电负荷为设计值12.2MW时,相对应的额定供汽量为50t/h,此时热耗为8397KJ/kw.热电比为3.48,发电标煤耗为0.287kg/kw,当抽汽量达到最大抽汽量80t/h,其机组热耗为6741KJ/kw.热电比为5.66,发电标煤耗为0.23kg/kw,说明热电比提高63%,可以使热耗、煤耗分别下降20%和25%。当然,热电比的计算要建立在对外供
12、热负荷达到设计额定工况以上为最低要求,如同样上面例子,假设电负荷为6.1 MW(设计值的50%),只需对外供汽8t/h,就可以保证1的热电比,而其设计的最小抽汽量为14.4t/h。显然仅仅简单地为追求满足规定的热电比是不科学,也是不经济的(本节数据摘自中国能源网)。热电比是一个比较综合的技术经济特征指标,是个受其他因素变化而变化的指标,下面从四个方面进行分析(表1-表5,图1、图2摘自能源网)。1. 热电比与机组类型的关系: 根据能源网提供的信息,目前我国热电机组的类型可分为四大类近300个品种规格。按抽汽方式大致可以分背压机(B型机)、抽背机(CB型机)、双抽机(CC型机)、抽凝机(C型机)
13、,通过对这300个品种规格的热电比计算,得出不同类别的机型具有较大的热电比差距,它们的可变范围见下表:(表1-表5及图1、2摘自中国能源网)项 目机 型B型机 CB型机 CC型机C型机品种 134个673761参数2.358.83MPa 390535 2.358.83MPa 3905353.438.83MPa 4355351.2816.7MPa 340537容量 MW0.150 12512140 1.5220热 电 比822.7 819.61.086.8 1.36.7表一 各种机型的热电比范围从表一可知,背压机型的热电比为最高可达823,而抽凝机型为最小约1.36.7。以同容量、同参数的不同机
14、型相比,可知其变化差异(见表二),抽凝机组最小为3.46,背压机组最高为10.5,二者相差达7.04,其原因是背压机组的抽排汽量远高于抽凝机组的抽汽量。机 型项 目B12-4.9/0.98CB12-4.9/0.98/0.49 CC12-4.9/0.98/0.49 C12-4.9/0.98参数4.9MPa/470 0.98/268 4.9/4500.98/2680.49/199 4.9/4700. 98/3000.49/280 4.9/4700.98/300容量 12MW 12 1212抽排汽量 152t/h1327050热 电 比 10.58.874.37 3.46表二 同容量同参数不同机型的
15、热电比 以上列举了各种机型不同容量和相同容量不同机型的热电比变化情况,说明热电机组的热电比设计值本身就差异很大,但每种机型对应有一个热电比,且有一个可变范围。实际运行工况应参考机组的设计指标,同时要求我们在热电项目建设的定项、机组选型、设备配置等,需确定热电比的选择范围。2.热电比与供热参数的关系:供热参数指压力、温度、流量,从热电比计算公式X=Qnin1000/3600W可知in是供热蒸汽的焓值,in随着温度、压力的增加而增大。当Qn/W为机组额定值时,不同机型规格的热电比随其供热抽汽参数(压力、温度)的增加而增大。当机组接带额定电负荷时,热电比X则随对外供热抽汽量的增加而增大,呈线性关系,
16、其斜率tg=in/W 1000/3600 =0.278in/W, X=0.278in/WQn。这是抽汽机组的特征。对于背压机组接带电负荷与当时的对外供热量呈对应关系,即W= Qn /qn (kw) 式中Qn为对外供热量kg/hqn为背压机组汽耗率kg/kwh 代入公式X=1000/3600Qnin/( Qn /d)=0.278inqn可知背压机的热电比决定于该机组的汽耗率和排汽参数(压力、温度)所对应的焓值,因此背压机型的各种规格的热电比是不随其供热量变化的一条水平线(图一)。当X=1时即抽汽机组达到国家规定的量化指标时,相对于额定电功率有一个临界抽汽供热量,其大小可用Qn1=WX1/in (
17、t/h),式中X=1机组热电比的量化指标值,对应于25MW以下的机组为1,可知临界抽汽量Qn1决定于机组容量和抽汽参数的焓值大小。例如C12-4.9/0.98型机的临界抽汽量为14.093t/h,C25-8.83/0.98型为29.4t/h,同理CB型或CC型机组均有一个热电比达到量化指标值时的最小(临界)抽汽量,可以作出各种机型,不同单机容量下的临界抽汽量曲线(图二)。3.热电比与机组额定工况的关系:对于抽汽机组而言(C,CB,CC型机) 制造厂给出多种设计工况,例如额定电负荷工况,额定抽汽工况,最大抽汽工况,最大电功率工况等等。现以南京汽轮机厂C12-4.9/0.98型机为例,制造厂规定有
18、13种额定工况相对应有各种热电比值,其对应关系见表三:序号工况名称工况 热耗 热电比 综合热效率 电功率(KW)抽汽负荷MPa t/h设计值 kcal/kw保证值 设计值 保证值 设计值%保证值1 额定(电功率抽汽)工况12257 0.79/501926.1 1983.93.433.4367.55 65.592 12213 0.98/502008 2068.3 3.483.48 66.52 64.583 122161.28/502124 2188 3.523.52 65.01 63 .124 (额定电功率 最大抽汽)工况 12284 0.79/801516 1561.55.47 5.4778.
19、7576.46511988 0.98/80 1612 1660.45.66 5.66 77.6975.436 122701.28/80 1780 1833.4 5.605.60 75.37 73.177 (最大电功率 额定抽汽)工况 15550 0.79/50 2016 2076.4 2.712.7162.9361.108 149580.98/50 206821302.85 2.8562.7160 .889 153401.28/50 2193 22592.82 2.82 62.6260.810 最大(进汽量电功率)工况15086 0.98/751809 186 4.21 4.21 71.826
20、9.7311 最大(进汽量抽汽)工况 14091 0.98/801707 1758 4.8 4.8 77.0174.7712纯凝额定工况124010 26832763 0 0 32.05 31.1213 纯凝最大功率工况 14030 027272809 0032.05 31.12表三 热电比与机组额定工况对应关系从表三中可得出四点结论:(1)该机组有11个抽汽工况,它的热电比有11个取值,在2.175.66范围内变动。(2)在额定电功率时无论是额定抽汽工况还是最大抽汽工况,热电比的大小随其抽汽参数同步增大或减少。(3)在相同抽汽工况下,热电比随电功率的增大而减少。(4)每种机组均有一个铭牌热电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 热电 联产 经济 分析 探讨
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。