市場經(jīng)濟(jì)下的燃煤火電廠的發(fā)電成本分析

1、文章編號 :10072290X (2002 0520068205市場經(jīng)濟(jì)下的燃煤火電廠的發(fā)電成本分析葉發(fā)明(廣東省沙角 A 電廠 , 廣東 東莞 523936摘 要 :在 “ 廠網(wǎng)分開 , 競價上網(wǎng)”的電力體制改革的形勢下 , , 發(fā)電成本 研究已經(jīng)是電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中最為重要的課題之一 。鑒此 , , 并由此分 析了影響發(fā)電成本的各種因素 。關(guān)鍵詞 :火電廠 ; 發(fā)電成本 ; 調(diào)峰中圖分類號 :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 “ 廠網(wǎng)分開 , 競價上網(wǎng)”是電力體制和電價形 成機(jī)制改革的方向 。 改革后的發(fā)電企業(yè)將以獨(dú)立的 經(jīng)濟(jì)實(shí)體自主經(jīng)營 。原來計劃經(jīng)濟(jì) 、統(tǒng)受統(tǒng)支模 式下以發(fā)電車間形式存在的發(fā)電廠地位都將得到徹 底的改變 。 發(fā)電廠擴(kuò)大生產(chǎn)經(jīng)營自主權(quán)

5、, 同時也增 加了經(jīng)營管理壓力 , 成本控制就是其中主要壓力之 一 。 通過分析影響發(fā)電成本的因素 , 有針對性的降 低發(fā)電成本 , 才能在激烈的電力市場競爭中就會保 持優(yōu)勢 。 也只有這樣 , 發(fā)電企業(yè)才能在滿足社會的 電力需求 , 提供合格品質(zhì)電力同時 , 實(shí)現(xiàn)企業(yè)贏利 的經(jīng)營目標(biāo) 。本文就燃煤火電廠就發(fā)電成本的估算 , 各種因 素的影響程度 , 特別是機(jī)組調(diào)峰和在燃用不同燃料 時發(fā)電成本的變化進(jìn)行了探討 , 它將有助于人們弄 清降低發(fā)電成本的主要方向 。收稿日期 :2002202228 1 估算火力發(fā)電廠發(fā)電成本的簡化方法 就發(fā)電站而言 , 發(fā)電成本是由以下四部分組成 的 , 即 :總投

6、資費(fèi)用的折舊成本 C d ; 燃料成本 C f ; 運(yùn)行維護(hù)成本 C m ; 財務(wù)成本 C p 。目前有兩種計算總 投 資 費(fèi) 用 折 舊 成 本 的 方 法 1, 它們是 :國外廣泛采用的等額支付折算法 ; 我國普遍采用的年限平均折算法 。111 總投資費(fèi)用的折舊成本按年限平均折算法計算的折舊成本 C d 可寫 為 :C d =P t (1-s =t (1-s . (1 式中 :C d 總投資費(fèi)用的折舊成本 , 元 /M W h ; I t r 電站總投資費(fèi)用的動態(tài)現(xiàn)值 , 其中 包括建設(shè)期內(nèi)的貸款利息和價差預(yù) 備費(fèi)等 , 元 ;P 電站的凈功率 , M W ; 第 15卷 第 5期 廣 東

7、 電 力 V ol 115N o 15 2002年 10月 GUANG DONG E LECTRIC POWER Oct 12002 發(fā)電設(shè)備的年運(yùn)行利用小時數(shù) , h/a ; t 電站的經(jīng)濟(jì)使用壽命 , 也就是電站的 折舊年限 , a , 國外一般取 t 為 25 30a , 我國取 t 為 2030a ;s 發(fā)電機(jī)終端到售電結(jié)算點(diǎn)之間的線損 率 , 一般取 3%7%, 若售電結(jié)算點(diǎn) 以電 站 的 圍 墻 為 界 , 則 s 為 0 015%, 現(xiàn)有火電廠一般取 s =0; i SIC 相對于電站凈功率折算的動態(tài)投資費(fèi) 用 , 元 /M W , i SIC =It r/P 。由式 (1 可知

8、 :本 ,率 s ,折舊年限 t 。由于式 (1 中沒有考慮電站設(shè)備折舊后的殘值 , 因而計算獲得的折舊成本會略高一些 。 現(xiàn)在電力企 業(yè)的折舊成本是通過綜合折舊率計算出來的 , 綜合 折舊率反映的是整個企業(yè)運(yùn)行和生產(chǎn)情況 。 隨著電 力體制改革的深入和中國加入 W TO , 財務(wù)計算和 經(jīng)濟(jì)分析將會逐漸與國際接軌 , 也就是說火電機(jī)組 生產(chǎn)運(yùn)行情況將直接影響發(fā)電折舊成本 。112 燃料成本燃料成本 C f 可以按下式計算 :C f =(1-s , (2 式中 :C f 燃料成本 , 元 /M W h ;C f 1 燃料價格 , 元 /GJ ; 機(jī)組每年的平均效率 。由此可見 , 為了降低發(fā)電

9、成本中的燃料成本 , 應(yīng)力求降低燃料的價格 , 即盡可能選用品質(zhì)適宜價 格低廉的燃料 , 對入場煤品質(zhì)嚴(yán)格把關(guān) , 采用科學(xué) 和先進(jìn)的檢測手段和管理方法提高入場煤檢測的準(zhǔn) 確性和精度 。 同時應(yīng)提高機(jī)組的效率 , 盡可能使機(jī) 組優(yōu)化運(yùn)行 , 減低機(jī)組的供電煤耗 。113 運(yùn)行維護(hù)成本運(yùn)行維護(hù)成本 C m 與每年內(nèi)發(fā)電廠所耗的水 費(fèi) 、 材料費(fèi) 、職工工資與福利基金 , 大修預(yù)提基 金 、 流動資金的貸款利息和其他費(fèi)用等有關(guān) 。 但據(jù) 統(tǒng)計 , 這項成本在發(fā)電成本 C 中所占的份額一般 為 11147%15136%。114 財務(wù)成本發(fā)電財務(wù)成本 C p 是指電廠在營運(yùn)期間的長期 借款及流動負(fù)債的

10、利息支出費(fèi)用 。 有些電廠是通過 銀行和財團(tuán)貸款籌集建設(shè)資金 , 財務(wù)成本在發(fā)電成 本中占了相當(dāng)大的份額 。 不過財務(wù)成本在各個具體 電廠差別較大 , 下面的計算將不予以考慮 。 但是我 們要明白的是 , 機(jī)組的利用小時數(shù)對財務(wù)成本有直 接影響 , 利用小時數(shù)低 , 財務(wù)成本就高 。115 計算火力發(fā)電廠發(fā)電成本 C 的簡化公式 C =C d +C f +C m =s . (3 , 一般為 11311182。116 發(fā)電成本敏感性分析對式 (3 各變量求導(dǎo)后 , 就可以對影響火電廠 發(fā)電成本的主要因素進(jìn)行敏感性分析 , 由此可得 :動態(tài)投資費(fèi)用對發(fā)電成本的影響d i SIC=t (1-s ;

11、(4 燃料價格對發(fā)電成本的影響d Cd C f 1=(1-s ; (5 機(jī)組年利用小時對發(fā)電成本的影響d =2t (1-s ;(6 機(jī)組年平均效率對發(fā)電成本的影響d =2(1-s ;(7 同樣 , 可以得出發(fā)電成本的運(yùn)行維護(hù)系數(shù) 、 機(jī)組的使用壽命 t 以及線損率 s 對發(fā)電成本的影 響 。對于按年限平均折算法計算的發(fā)電成本 C 而 言 , 從上列式中可以看出 :a i SIC 對發(fā)電成本的影響系數(shù)為正 , t 和 對 發(fā)電成本的影響系數(shù)為負(fù) 。 投資費(fèi)用和機(jī)組使用壽 命對發(fā)電成本的影響是非常直觀的 , 對于新建項目 需要重點(diǎn)考慮 , 但對于已投入商業(yè)運(yùn)行機(jī)組 , i SIC 和 t 是一個定

12、數(shù) , 則需要重點(diǎn)關(guān)注年利用小時 對折舊成本的影響 。b 燃料價格 C f 1對發(fā)電成本的影響系數(shù)為正 , 平均凈效率 對發(fā)電成本的影響系數(shù)為負(fù) 。一般 而言 , 燃料成本這一塊要占到燃煤電廠總的發(fā)電成 本的 60%以上 , 燃料價格的控制和機(jī)組效率管理 96 第 5期 葉發(fā)明 :市場經(jīng)濟(jì)下的燃煤火電廠的發(fā)電成本分析 是發(fā)電企業(yè)經(jīng)營管理的中心內(nèi)容 。 同時 , 我們也要 看到燃料管理和效率管理的相關(guān)性和復(fù)雜性 。 我們 都知道燃料品質(zhì)優(yōu)劣會直接影響到鍋爐的性能和機(jī) 組的效率 , 鍋爐燃燒品質(zhì)好的煤 , 機(jī)組效率高 , 發(fā) 電成本相應(yīng)降低 , 但好煤往往價格一般偏高 , 燃煤 品質(zhì)對發(fā)電成本的影

13、響是多方面的 。 選擇最經(jīng)濟(jì)的 煤種 , 需要細(xì)致的工作 , 需要考慮鍋爐性能 、 機(jī)組 效率 、 燃料價格等多方面的因素 , 具體情況具體分 析 。 總之 , 盡量避免節(jié)能不省錢的情況出現(xiàn) 。 應(yīng)該指出 :上面所說的機(jī)組年運(yùn)行利用小時是 按該年供電的總電能 ,; 的凈效 率 略 低 均 值 它 與 機(jī) 組 調(diào) 峰 情 況 有關(guān) 。2 計算實(shí)例我們通過上面這些關(guān)系 , 就可以對火電廠的發(fā) 電成本問題作具體的分析 。 計算中選擇我國幾種典 型的 大 型 火 電 機(jī) 組 :600M W , 300M W , 200 M W , 全部為四角切圓燃燒鍋爐 。根據(jù)資料得知 :機(jī)組 的 動 態(tài) 投 資 費(fèi)

14、 用 i SIC 分 別 為 8000元 /k W , 5000元 /k W 和 4000元 /k W 。 機(jī)組的年平均供電煤 耗分別為 320g/k W h , 340g/k W h , 368g/k W h , 對應(yīng)的機(jī)組年平均效率為 381448%, 361187%, 331433%。 機(jī)組的年利用小時 分別取為 6000h , 5000h , 4000h 。燃 煤 的 價 格 則 分 別 假 定 為 81394元 /GJ (相 當(dāng) 于 200元 /t , 101493元 /GJ (相當(dāng)于 250元 /t , 121591元 /GJ (相當(dāng)于 300元 / t , 141690元 /GJ

15、 (相當(dāng)于 350元 /t , 161788元 / GJ (相當(dāng)于 400元 /t 噸 。燃煤低位熱值假設(shè)為相 同 , 價高者一般是指需要通過海運(yùn)和鐵路運(yùn)輸 , 沿 海一帶燃煤靠岸的價格 , 價低者則是坑口和距產(chǎn)煤 區(qū)較近地區(qū)燃煤的價格 。 計算運(yùn)行維護(hù)成本根據(jù)國 外的經(jīng)驗取為 01030104元 /k W h (取 01035元 / k W h 。 此外 , 計算中取 s =0。計算結(jié)果如表 1至表 5所示。從表 1至表 5的計算結(jié)果中可以看出 :不同折 舊年限對現(xiàn)有火電機(jī)組的發(fā)電成本有一定的影響 , 20年折舊較 25年折舊的發(fā)電成本約高 01010102元 /k W h 。表 1 C d

16、 的計算值/(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 時 , C 的計算值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 時 , C 的計算值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廣 東 電 力 第 15卷 表 5 =4000h/a 時 , C 的計算值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很明顯 ,本約為 01020/k W ,50元 /t , 發(fā)電成本大約提高 0102元 /k W h 。 但是對比不同型號機(jī)組的發(fā)電成本 , 我們發(fā)現(xiàn) 投資費(fèi)用適中 , 機(jī)組效率也不低的機(jī)組最具有競爭 力 , 發(fā)電成本最低 , 表 3至表 5中在相同的運(yùn)營條 件下 (機(jī)組調(diào)峰情況和燃煤情況相同 , 300M W 機(jī) 組發(fā)電成本最低 , 200M W 機(jī)組次之 , 600M W 機(jī) 組發(fā)電成本最高 。如果火電機(jī)組的運(yùn)營情況不同 , 譬如說 , 機(jī)組 的調(diào)峰幅度大 , 調(diào)峰頻度高的情況下 , 會導(dǎo)致發(fā)電 成本大幅度升高 , 表 3至表 5中所列的發(fā)電成

22、本還 未考慮由于調(diào)峰導(dǎo)致機(jī)組效率下降的情況下 , 機(jī)組 年利用小時每減低 1000h/a , 發(fā)電成本提高約 01010102元 /k W h 。3 機(jī)組調(diào)峰對發(fā)電成本的影響我們知道 , 火電機(jī)組大幅度調(diào)峰 , 機(jī)組初參數(shù) 會比經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況要低 , 會降低機(jī)組的熱效率 , 同 時機(jī)組輔機(jī)效率下降 , 廠用電率上升 , 機(jī)組補(bǔ)水率 也會相對地上升 , 這樣勢必增加機(jī)組供電煤耗 。 如 何評估火電機(jī)組調(diào)峰工況的效率還沒有一個準(zhǔn)確而 通用的公式 。文獻(xiàn) 1提供了一個描述調(diào)峰調(diào)頻對機(jī)組供電 煤耗影響的一個分段函數(shù) :D c =D c (1-k +k ×0192/L f . (8 式中 :D

23、c , g/kWh ; L f , L f =利用小時 /×等效可用 小時 ;k 修正因數(shù) , 當(dāng) 0192 L f >018時 , k =0113, 當(dāng) 018 L f >0175時 , k =0115, 當(dāng) 0175 L f 時 , k =0117。 從表 6我 們 可 以 看 到 對 于 投 資 費(fèi) 用 i SIC 為 8000元 /k W 的機(jī)組 , 調(diào)峰系數(shù) L f 由 019到 016, 機(jī)組凈效率下降了 0103, 年利用小時從 5573h/a 到 3767h/a 。參與調(diào)峰機(jī)組一方面機(jī)組效率降 低 , 導(dǎo)致燃料成本上升 , 同時由于機(jī)組年利用小 時下降 ,

24、 分?jǐn)偟矫壳邥r電能的折舊成本也隨之 上升 , 機(jī)組調(diào)峰對火電廠的發(fā)電成本影響是雙重 的 。從表 7我們可以看到調(diào)峰對于投資費(fèi)用較大的 機(jī)組影響尤其明顯 , 同樣是調(diào)峰系數(shù) L f 由 019下 降到 016, i SIC 為 8000元 /k W 機(jī)組發(fā)電成本上升了 0104元 /k W h 左右 , 而 i SIC 為 5000元 /k W 機(jī)組和 i SIC 為 4000元 /k W 機(jī)組發(fā)電成本上升了約 01026 0103元 /k W h 。表 6 調(diào)峰調(diào)頻對機(jī)組供電煤耗 (凈效率 和機(jī)組年利用小時的影響L fi SIC =8000元 /k W , 一流機(jī)組供電煤耗325g/k Wh

25、 , 利用小時 6278h/aD c /(g k W -1 h -1/(h a -1i SIC =5000元 /k W , 一流機(jī)組供電煤耗336g/k Wh , 利用小時 7220h/aD c /(g k W -1 h -1/(h a -1i SIC =4000元 /k W , 一流機(jī)組供電煤耗 363g/k Wh , 利用小時 7271h/aD c /(g k W -1 h -1/(h a -1019325194013775557333619701365164983641050133796544 01833213101370250223431560135815776371117013315

26、5817 017342136013594439535319501347650543821390132175099 016354147013471376736614601335743323951910131074363 注 :一流機(jī)組利用小時是在假設(shè)停機(jī)備用時間為 0時 , 由一流機(jī)組等效可用系數(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算得出 ; =3600/(D c ×29126k Wh/g 。 17 第 5期 葉發(fā)明 :市場經(jīng)濟(jì)下的燃煤火電廠的發(fā)電成本分析 表 7 機(jī)組折舊壽命為 25a , 調(diào)峰對發(fā)電成本的影響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“ 競價上網(wǎng)”形勢下同價努力 ,4火電廠發(fā)電成本由折舊成本 、 燃料成本 、 運(yùn)行 維護(hù)成本以及財務(wù)成本組成 , 其中燃料成本和運(yùn)行 維護(hù)成本又稱為可變成本 , 可變成本占到發(fā)電成本 的絕大部分 , 也是發(fā)電成本控制的重點(diǎn) 。 為保持發(fā) 電企業(yè)合理的利潤 , 火電廠要努力降低發(fā)電成本 , 需要做好以下方面的工作 :a 安全是基礎(chǔ) , 只有提高機(jī)組的可靠性 , 才有 條件提高機(jī)組的利用小