其次節(jié) 熱電聯(lián)合生產(chǎn)及熱電廠(chǎng)總熱耗量的分派

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一熱電聯(lián)產(chǎn)

如第一章所述，熱電聯(lián)產(chǎn)是指電廠(chǎng)對(duì)熱電用戶(hù)供應(yīng)電能和熱能，并且生產(chǎn)的熱能是取自汽輪機(jī)做過(guò)部分或全部功的蒸汽，即同一股蒸汽（熱電聯(lián)產(chǎn)汽流）先發(fā)電后供熱。這種發(fā)電廠(chǎng)稱(chēng)為熱電廠(chǎng)。圖3—6所示是熱電廠(chǎng)的熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。特別需要指出的是對(duì)于抽汽式汽輪機(jī)，只有先發(fā)電后供熱的供熱汽流Dh,t才屬于熱電聯(lián)產(chǎn)，而凝汽流Dc仍屬于分產(chǎn)發(fā)電，同樣熱電廠(chǎng)用鍋爐生產(chǎn)的新蒸汽Dh,b經(jīng)減溫減壓后供給熱用戶(hù)仍屬分產(chǎn)供熱。

圖3-6熱電廠(chǎng)熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖二熱電廠(chǎng)總熱耗量的分派

在熱電廠(chǎng)中，工質(zhì)所吸收的熱量不但生產(chǎn)電能（需要一定功率），而且要滿(mǎn)足熱用戶(hù)所需要的電能。因此表征熱電廠(chǎng)的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，除依照生產(chǎn)電能的指標(biāo)外，還必需考慮生產(chǎn)熱能的指標(biāo)，可見(jiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定比分產(chǎn)要繁雜和困難得多。為了確定其電能和熱能的生產(chǎn)成本及分項(xiàng)的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必需將熱電廠(chǎng)總熱耗量合理地分派給兩種產(chǎn)品。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量分派方法有熱量法、實(shí)際焓降法、做功能力法及熱經(jīng)濟(jì)學(xué)法等多種。各種方法都有一定的合理性和局限性，本文主要介紹錢(qián)三種計(jì)算方法。

1.熱量法

熱量法的核心是只考慮能量的數(shù)量，不考慮能量的質(zhì)量的區(qū)別。將熱電廠(chǎng)的總熱耗量按生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的數(shù)量比列進(jìn)行分派。

熱電廠(chǎng)總熱耗量

Qtp?BtpQnet?Qb?b?Q0?b?pkJh（3-11）

式中Btp——熱電廠(chǎng)總?cè)剂舷牧?，kgh；

Qne——燃料低位發(fā)熱量，kJkg。t熱電廠(chǎng)分派給供熱方面的熱耗量是以熱用戶(hù)實(shí)際消耗的熱量為依據(jù)的，即分派給供熱方面的熱耗量為

Qtp,h?Qh?b?p?Q?b?p?hskJh（3-12）

式中Qh——熱電廠(chǎng)對(duì)外供出的熱量，kJh；Q——熱用戶(hù)需要的熱量，kJh；?hs——熱網(wǎng)效率。則分派給發(fā)電方面的熱耗量

Qtp,e?Qtp?Qtp,hkJh（3-13）可見(jiàn)，熱量法分派給供熱的熱耗量，不管供熱蒸汽參數(shù)的高低，一律按鍋爐新蒸汽直接

供熱方式處理，而未考慮實(shí)際聯(lián)產(chǎn)供熱汽流在汽輪機(jī)中已做過(guò)功、能級(jí)降低的實(shí)際狀況。熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能效益（即聯(lián)產(chǎn)發(fā)電部分無(wú)冷源損失）全部由發(fā)電部分獨(dú)占，熱用戶(hù)僅獲得了熱電廠(chǎng)高效率大鍋爐取代低效率小鍋爐的好處，但以熱網(wǎng)效率?hs表示的集中供熱管網(wǎng)的散熱損失，使之打了折扣。因此不利于勉勵(lì)用戶(hù)降低用熱參數(shù)，從而使熱電聯(lián)產(chǎn)總的熱經(jīng)濟(jì)性降低。熱量法被稱(chēng)為熱電聯(lián)產(chǎn)“效益歸電法〞或“好處歸電法〞。

2.實(shí)際焓降法

實(shí)際焓降法是按聯(lián)產(chǎn)供熱抽汽汽流在汽輪機(jī)少做的功占新蒸汽實(shí)際做功的比例來(lái)分派供熱的總熱耗量。

分派給聯(lián)產(chǎn)供熱的熱耗量Qtp,t?QtpDh,t?hh?hc?D0?h0?hc?kJh（3-14）

式中Dh,t——熱電廠(chǎng)聯(lián)產(chǎn)供熱蒸汽量，kJh；hh——供熱蒸汽比焓，kJkg；

h0、hc——汽輪機(jī)進(jìn)汽、排汽的比焓，kJkg。

若電廠(chǎng)還有新蒸汽直接減溫減壓后對(duì)外供熱，則應(yīng)將其供熱量直接加在分派給供熱的方

面。減溫減壓器的供熱量為Qtp,b?'Dh,bhh,b?hh???b?pkJh（3-15）

式中Dh,b——減溫減壓供熱蒸汽量，kgh；

hh,b、hh——減溫減壓器供汽、熱網(wǎng)返回水的比焓，kJkg。

'則供熱總的熱耗量為

Qtp,h?Qtp,t?Qtp,bkJh（3-16）發(fā)電的熱耗量為

Qtp,e?Qtp?Qtp,hkJh（3-17）實(shí)際焓降的分派方法把熱電聯(lián)產(chǎn)的冷源損失全部由發(fā)電方面承受，熱用戶(hù)未分?jǐn)側(cè)魏卫湓磽p失，熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能效果全部歸于供熱方面，故又稱(chēng)“好處歸熱法〞。該分派法考慮了供熱抽汽品質(zhì)方面的區(qū)別，熱用戶(hù)要求的供熱參數(shù)越高，供熱方面分?jǐn)偟臒岷牧吭酱?，反之越少，所以可以勉?lì)熱用戶(hù)降低用熱參數(shù)，提高熱電聯(lián)產(chǎn)的效益。但是，對(duì)發(fā)電方面而言，聯(lián)產(chǎn)汽流卻因供熱引起實(shí)際焓降不足少發(fā)了電，且抽汽式供熱汽輪機(jī)的供熱調(diào)理裝置不可避免地會(huì)增大汽流阻力，從而使機(jī)組的凝汽發(fā)電部分的內(nèi)效率降低，熱耗增大。

3.做功能力法

做功能力法是把聯(lián)產(chǎn)汽流的熱耗量按蒸汽的最大做功能力在電、熱兩種產(chǎn)品間分派。分派給聯(lián)產(chǎn)汽流供熱的熱耗量按聯(lián)產(chǎn)汽流的最大做功能力占新蒸汽的最大做功能力的比值來(lái)分?jǐn)偂＜捶峙山o供熱方面的熱耗量Qtp,h為

Qtp,h?QtpDh,tehD0e0?QtpDh,t?hh?Tensh?D0?h0?Tens0?kJh（3-18）

式中e0、eh——新蒸汽和供熱抽汽的比火用，kJkg；s0、sh——新蒸汽和供熱抽汽的比熵，kJ?kg?K?；Ten——環(huán)境溫度，K。

做功能力法以熱力學(xué)第一定律和其次定律為依據(jù)，同時(shí)考慮了熱能的數(shù)量和質(zhì)量區(qū)別，

使熱電聯(lián)產(chǎn)的好處較合理地分派給熱、電兩種產(chǎn)品，理論上也較有說(shuō)服力。但是由于供熱式汽輪機(jī)的供熱抽汽或背壓排汽溫度與環(huán)境溫度較為接近，此種方法與實(shí)際焓降法的分派結(jié)果相差不大。所以熱電廠(chǎng)也不能接受這種分派方法。

綜上所述，可見(jiàn)上述三種分派方法均有局限性。熱量法是按熱電廠(chǎng)生產(chǎn)兩種能量的數(shù)量關(guān)系來(lái)分派，沒(méi)有反映兩種能量在質(zhì)量上的區(qū)別，將不同參數(shù)蒸汽的供熱量按等價(jià)處理，但使用上較為便利，得到廣泛運(yùn)用。而實(shí)際焓降法和做功能力法卻不同程度地考慮了能量質(zhì)量上的區(qū)別；供熱蒸汽壓力越低時(shí)，供熱方面分派的熱耗量越少，可勉勵(lì)熱用戶(hù)盡可能降低用汽壓力，從而降低熱價(jià)；但實(shí)際焓降法對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)得到的熱效益全歸于供熱，因而會(huì)挫傷熱電廠(chǎng)積極性；而做功能力法具有較為完善的熱力學(xué)理論基礎(chǔ)，但使用上極不便利，因而后兩種方法未得到廣泛的應(yīng)用?？傊?，熱電聯(lián)產(chǎn)總熱耗量的分派應(yīng)充分考慮熱電廠(chǎng)儉約能源、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)效益，在兼顧用戶(hù)承受能力的前提下，本著熱、電共享的原則合理分?jǐn)?。因此，從理論上探討熱電廠(chǎng)總熱耗量的合理分派，仍是發(fā)展熱化事業(yè)中迫切需要解決的問(wèn)題。

第三節(jié)熱電廠(chǎng)的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與熱電聯(lián)產(chǎn)儉約燃料的條件

一直以來(lái)，人們?cè)诓粩嗟貙ひ捯环N既能在質(zhì)量上又能在數(shù)量上來(lái)衡量?jī)煞N能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的完善程度，同時(shí)又能用于供熱式機(jī)組間、各熱電廠(chǎng)間或者在凝汽式電廠(chǎng)和熱電廠(chǎng)間比較的簡(jiǎn)明計(jì)算方法。惋惜的是迄今尚無(wú)單一的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滿(mǎn)足這些要求。目前，采用的既有總

指標(biāo)又有分項(xiàng)指標(biāo)的綜合指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。一、熱電廠(chǎng)分項(xiàng)計(jì)算的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.發(fā)電方面的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)熱電廠(chǎng)發(fā)電方面的熱效率?tp,e?熱電廠(chǎng)發(fā)電方面的熱耗率qtp,e?3600Pe（3-19）Qtp,eQtp,ePe?3600?tp,e（3-20）

熱電廠(chǎng)發(fā)電方面的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bstp,e?ssBtp,ePe?36000.123?kg標(biāo)準(zhǔn)煤?kW?h?（3-21）

29270?tp,e?tp,e式中Btp,e——熱電廠(chǎng)發(fā)電方面的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量，kg標(biāo)煤h。2.供熱方面的主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

熱電廠(chǎng)供熱方面的熱效率?tp,h?熱電廠(chǎng)供熱方面的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bsstp,hQ（3-22）Qtp,h?sBtp,hQ?106?34.1?tp,hkg標(biāo)準(zhǔn)煤GJ(3-23)

式中Btp,h——熱電廠(chǎng)供熱方面的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量，kg標(biāo)準(zhǔn)煤h。二、熱電廠(chǎng)總的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.熱電廠(chǎng)的燃料利用系數(shù)?tp

熱電廠(chǎng)的燃料利用系數(shù)又稱(chēng)熱電廠(chǎng)總熱效率，是指熱電廠(chǎng)生產(chǎn)的電、熱兩種產(chǎn)品的總能量與

其消耗的燃料能量之比，即?tp?3600W?Qh3600W?Qh（3-24）?BtpQnetQtp式中W——熱電廠(chǎng)的總發(fā)電量，kW?hh；Qh——熱電廠(chǎng)的供熱量，kJh；Btp——熱電廠(chǎng)的煤耗量，kgh。

熱電廠(chǎng)的燃料利用系數(shù)?tp是數(shù)量指標(biāo)，不能說(shuō)明熱、電兩種能量產(chǎn)品在品位上的區(qū)別，

只能說(shuō)明燃料能量在數(shù)量上的有效利用程度。電廠(chǎng)運(yùn)行時(shí)，熱電廠(chǎng)的燃料利用系數(shù)可能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變動(dòng)。特別是裝有抽汽式供熱機(jī)組的熱電廠(chǎng)：?當(dāng)熱負(fù)荷為零時(shí)，由于其絕對(duì)內(nèi)效率比一致蒸汽初參數(shù)的凝汽式機(jī)組還小，所以?tp也會(huì)比凝汽式發(fā)電廠(chǎng)的效率?cp低；?供熱式汽輪機(jī)帶高熱負(fù)荷時(shí)，?tp可高達(dá)70％~80％；?當(dāng)供熱式汽輪機(jī)中止運(yùn)行，發(fā)電量為零，直接用鍋爐的新蒸汽減壓減溫后對(duì)外供熱時(shí)，沒(méi)有按質(zhì)用能，但?tp??b?p也很高，顯然這是不合理的。

?tp既不能比較供熱式機(jī)組間的熱經(jīng)濟(jì)性，也不能比較熱電廠(chǎng)的熱經(jīng)濟(jì)性，因此不能作為評(píng)價(jià)熱電廠(chǎng)熱經(jīng)濟(jì)性的單一指標(biāo)。在設(shè)計(jì)熱電廠(chǎng)時(shí)，用以估算熱電廠(chǎng)燃料的消耗量。2.供熱式機(jī)組的熱化發(fā)電率?

熱化發(fā)電率只與聯(lián)產(chǎn)汽流生產(chǎn)的電能和熱能有關(guān)，熱化發(fā)電量與熱化供熱量的比值稱(chēng)為熱化發(fā)電率，也叫單位供熱量的電能生產(chǎn)率，用?表示，即

??WhkW?hGJ(3-25)Qtp,t式中Wh——供熱軸汽發(fā)電量（又稱(chēng)熱化發(fā)電量），kW?hh；Qtp,t——供熱量（又稱(chēng)熱化供熱量），GJ／h。

圖3-7是某供熱汽輪機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)簡(jiǎn)圖，對(duì)外供熱抽汽的焓值為hh，經(jīng)熱用戶(hù)后與補(bǔ)水混合后返回到z級(jí)加熱器出口。由圖可知，熱化供熱量為

??D?h??hhQtp,t＝h,th6（3-26）

10式（3-26）中考慮熱網(wǎng)中工質(zhì)損失，返回水率為φ,φ在0～1之間，補(bǔ)充熱網(wǎng)水（1－φ），補(bǔ)水焓為hw,ma，則返回?zé)崃ο到y(tǒng)混合