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第10章集中供熱系統的技術經濟分析Contents目錄一、概述二、經濟效果的指標計算和評價方法三、熱水網路的經濟比摩阻的確定四、熱電聯產與熱電分產相比的節約燃料量1概述技術經濟分析是指國民經濟各部門、企業、生產經營組織對各種設備、各種物資、各種資源利用狀況及其結果的度量。它是技術方案、技術措施、技術政策的經濟效果(效益)的反映。對集中供熱系統進行技術經濟分析,是對熱能生產、輸配、轉換等活動進行計劃、組織、管理、指導、控制、監督和檢查的重要方法,利用技術經濟指標,可以:①查明與挖掘生產潛力,增加生產,提高經濟效益;②考核生產技術活動的經濟效果,以合理利用技術裝備、工藝流程、所用原料、燃料動力、改善產品質量;③評價各種技術方案,在多種方案的比較中選擇最優方案,對技術方案的預期效果進行分析,為技術經濟決策提供依據。

在經濟領域中,所謂經濟效益是指人們從事實踐活動時所取得的有用效果,也就是使用價值與所消耗的勞動之間的比例關系。即:

(10-1)式中E—經濟效益;V—使用價值;L—勞動消耗。在實際工作中,使用價值V就是實現的技術方案所產生的有用實物,如熱電廠供熱系統中生產的電能和熱能。勞動消耗L,包括勞動的占有和勞動的直接消耗兩部分。前者主要反映在技術方案的一次性基建投資中;后者主要指技術方案的經常性費用上。1.1經濟效益的概念

經濟效益可以用實物形式表示,如生產單位產品消耗原材料的數量,單位設備的產品率,也可以用價值形式表示,如利潤、成本利潤率、資金利潤率等。利用式(10-1)表述經濟效果,當使用價值V和勞動消耗L采用同樣的計量單位時,可計算經濟效益的絕量數量,當采用兩種不同的單位來表示時,可計算經濟效益與費用的比例,或輸出與投入的比例。勞動消耗數量越少,取得的勞動成果或實用價值越大,說明經濟效益越好;反之,則說明經濟效益越差。同樣,為了獲得一定的使用價值或勞動成果,要耗用的勞動越少越好。對于一定的勞動成果來說,勞動消耗越少,經濟效益越好。因此,不同技術方案的最佳方案,其衡量標準應是經濟效果最佳的方案,即:(10-2)1.1經濟效益的概念當不同技術方案所產生的有用實物相同時,(如熱電廠的不同技術方案生產的電能和熱能相同時),最佳方案應是勞動消耗最少的方案,即:時,(10-3)在工程設計中,衡量方案的經濟效果,常將使用價值的實物量(所得量)和勞動消耗量(所耗量)都以貨幣量(資金)的形式來計算;因此,經濟效益最佳的方案也可用下式表示:

(10-4)1.1經濟效益的概念

技術經濟分析的具體方法很多,但基本方法有兩種:數學分析法和方案分析法。數學分析法也稱為函數分析法,它運用數學方法來進行方案的技術經濟分析。這種方法的基本原理,就是根據技術方案的基本參數與各項費用之間的函數關系,建立經濟數學模型,然后通過數學計算或圖解分析,找出最經濟合理的參數值的有效范圍。數學分析法的具體方法有微分法和系統分析法等。微分法經濟效果的指標計算和評價方法只能求得某單一參數的最優解,因而只能解決技術經濟評價中的局部問題。系統分析法可以求得多目標的最優解。但建立函數關系和計算都很復雜。

方案比較法也稱為對比分析法,它通過一組能從各個方面說明技術經濟效果的指標體系,對實現同一目標的幾個不同技術方案進行計算、分析和比較,然后選用最優方案的方法。方案比較法簡單明確,考慮的指標和因素比較全面,既可定性分析,也可定量計算。因此,方案比較法是目前工程項目中進行技術經濟分析,選擇最優方案時最普遍應用的一種方法。1.2技術經濟分析方法

在工程項目的技術經濟分析中,衡量經濟效益主要是以貨幣量的形式來進行計算。根據是否考慮資金與時間因素的影響,投資效益計算和評價方法又分為靜態分析法和動態分析法。靜態分析法是一種不考慮資金的時間因素的技術經濟分析方法。靜態分析法計算簡單,但這種方法并沒有很好的反映資金和時間的關系,不能準確地反映經濟領域中的真正經濟效益。動態分析法是考慮資金的時間因素的技術經濟分析的方法。資金與時間的關系體現在資金的時間價值,即貨幣的時間價值。資金的時間價值指資金的價值隨時間的變化而變化,資金的價值隨時間的推移而增值。因為資金的運動過程也就是物資處于生產和流動過程。通過這些過程,增加了物質財富,從而表現出資金的增值。資金在單位時間內產生的增值(利潤或利息)與投入的資金額(本金)之比,稱為利潤或收益率。

1.2技術經濟分析方法為了更方便地闡明動態分析法,有必要簡單地介紹一些資金時間價值的計算方法,也就是介紹一些最基本的財務會計的知識。在時間價值的計算中,通常采用復利法,復利法以本金與累計利息之和作為基數計算利息。下面介紹幾種最常用的計算復利的基本公式:1.當資金的現值為P,利率為i%,幾年后資金的終值F的計算公式如下:

(10-5)2.與上式相反,當已知資金的終值為F,求現值P的計算公式如下:

(10-6)式中—貼現系數。1.2技術經濟分析方法

3.已知資金現值為P,考慮時間因素,計算分攤到每年等額值A值的計算方法。由圖可知,第一年的A值折算到現值為

,第二年的A值折算到現值為

,第n年的A值折算到現值為。由此可見,它是一個等比數列,首項b=A/(1+i),等比值r=1/(1+i),其各年的折現值的總和應等于現值P,用下式計算:(10-7)圖10-1資金的時間價值表示圖

P—資金的現值(在初期);F—資金的終值,即本利合計(在末期);A—每年等額償還數列值,即年金(在期末),I—利率,%;n—周期書(一般按年計算)

1.2技術經濟分析方法

(10-8)式中—資金回收系數,表示資金現值等額分攤到每年的份額。1.2技術經濟分析方法2經濟效果的指標計算和評價方法

技術經濟效果的大小,體現在所得量與所費量的比例,若所對比的方案的所得量(有用實物量)都相同時,則所費量最小的方案就是經濟效果最大的最佳方案。技術方案的所費量中,包括工程投資和年經營費用兩部分,而投資和經營費用是兩種性質不同的費用,不能簡單的相加計算。工程投資屬于一次性支出,主要內容包括:1.用于建設工程的各項費用;2.用于安裝工程的各項費用;3.用于購置各種設備、工具和器具的費用;4.其他建設費用,如土地征購費、人員培訓費、工程的勘查和設計費用等。經營性費用屬于經常性支出,在能源工程中,它包括燃料費、水費、材料費、基建折舊費、大修費、職工工資、職工福利資金和其他費用(對非電廠工程,還應計算電能消耗費用)。2.1年計算費用法

在計算費用法中,對參與比較的各個方案的投資和經營費這兩項性質不同的費用,利用投資效果系數進行折算,將投資折算成與經營費用類似的費用,然后相加,算出“年計算費用”的數值。在各個方案中,年計算費用最小的方案就是最佳方案。年計算費用的計算費用(靜態法)為:

(10-9)式中Z—年計算費用,元/a;C—年經營費(總成本),元/a;K—投資額,元;

—標準投資效果系數,=1/τ;τ—標準投資回收期。2.1年計算費用法

標準投資效果系數是根據不同生產部門在國民經濟發展中的實際投資效果而確定的。如對輕工業部門,投資效果較好,資金回收較快,標準投資回收期就較短,相應的標準投資效果系數就取較大些。目前,能源部對熱電項目工程規定標準投資回收期一般為8~10年(小型熱電工程一般為7年),所以,標準投資效果系數可按=0.10-0.14取用。年計算費用法概念清楚,計算公式簡單,可適用于多個方案的比較,并且便于在數學分析法中應用。年計算費用法在實際工作中應用較廣,但由于它并不反映資金的時間價值因素,使它的應用具有一定的局限性。在多個技術方案的比較中,可以根據年計算費用的基本概念,利用動態分析法來進行技術經濟分析。2.1年計算費用法在一工程項目中,如其建設期為p年,生產期為m年。工程項目中各年的投資Ki折算到開始投產時的終值為K,正常生產年份的年經營費用為C,根據動態分析法,利用式(10-8)將資金現值K等額分攤到生產期m年中的方法,得出年計算費用(動態法)的計算公式為:

(10-10)式中—按動態法計算的年計算費用,元/a;K—建設期p年中每年的投資Ki折算到開始正常投產時的總投資額,元;i—利率或采用部門的內部收益率,%;p—建設期;m—生產期,年;按能源方面有關規定,熱電工程的生產期m=20年計算,熱力管網按m=16年計算;θg—資金回收系數。2.1年計算費用法

圖10-2年計算費用法(動態法)計算示意圖P—建設期,年;m—生產期,年。2.1年計算費用法

所謂投資回收期,是指投資回收的期限,也就是用投資方案所生產的凈現金收入回收初始全部投資所需的時間。對于投資者來講,投資回收期越短越好,從而減少投資的風險。計算投資回收期時,根據是否考慮資金的時間價值,可分為靜態投資回收期(不考慮資金時間價值因素)和動態投資回收期(考慮資金時間價值因素)。投資回收期從工程項目開始投入之日算起,即包括建設期,單位常用年來表示。根據投資及凈現金收入的情況不同,投資回收期的計算公式分以下幾種:第一種情況,項目(或方案)一次性支付全部投資P,當年產生受益,每年的凈現金收入不變,為收入B減去支出C(不包括投資支出),此時靜態投資回收期T的計算公式為:

(10-11)2.2投資回收期法

例如,一筆1000元的投資,當年收益,以后每年的凈現金收入為500元,則靜態投資回收期T=1000/500=2年。第二種情況,項目仍在期初一次性支付投資P,但是每年的凈現金收入中由于生活及銷售情況的變化而不一樣,設t年的收入為Bt,t年的支出為Ct,則能使公式成立的T即為靜態投資回收期。

(10-12)第三種情況,如果投資在建設期m年內分期投入,t年的投資假如為Pt,t年的凈現金收入仍為Bt-Ct,則能使公式(3-3)成立的T即為靜態投資回收期。

(10-13)2.2投資回收期法第四種情況,如果將t年的收入視為現金流入CI,將t年的支出以及投資都視為現金流出CO,即第t年的凈現金流量為(CI-CO),并考慮資金的時間價值,則動態投資回收期TP的計算公式,應滿足:

(10-14)式中i0—折現率,對于方案的財務評價,i0取行業的基準收益率;對于方案的國民經濟評價,i0取社會折現率,現行規定社會折現率為12%(1990年國家計委公布)。計算動態投資回收期的實用公式為:

(累計折現值開始出現正值的年份數)-1+2.2投資回收期法動態投資回收期的計算公式表明,在給定的折現率下,要經過年,才能使累計的現金流入折現值抵消累計的現金流出折現值,投資回收期反映了投資回收的快慢。在熱電工程中,基準投資回收期一般為8~10年(小型項目一般為7年)。投資回收期指標直觀、簡單,尤其是靜態投資回收期,表明投資需要多少年才能回收,便于為投資者衡量風險。投資者關心的使用較短的時間回收全部投資,減少投資風險。但是,投資回收期指標最大的缺點是沒有反映投資回收期以后方案的情況,因而不能全面反映項目在整個壽命期內真實的經濟效果。所以投資回收期一般用于粗略評價,需要和其他指標結合起來使用。當投資回收期指標用于評價兩個方案的優劣時,通常采用增量投資回收期指標。所謂增量投資回收期是指一個方案比另一個方案所追加的投資,用年費用的節約額或超額年收益取補償增量投資所需要的時間。2.2投資回收期法比如甲方案投資I1,但是甲方案的年費用(成本)C2比乙方案的年費用(成本)C1要節約。加入這兩個方案具有相同的產出和壽命期,那么,甲方案用節約的成本額去補償增加的投資額,將要花多少時間,即為增量投資回收期,其計算公式為:

(10-15)在兩方案比較時,若甲方案能在標準的時間內由節約的成本回收增加的投資,說明增加的投資有利,甲方案是較優的方案;反之,乙方案較優。2.2投資回收期法現值法是將方案的各年收益、費用或凈現金流量,按照要求達到的折現率折算到期初的現值,并根據現值之和(或年值)來評價、選擇方案的方法。現值法是動態的評價方法。1.費用現值與費用年值采用增量投資回收期評價兩個方案的優劣,沒有考慮資金的時間價值。在對兩個以上方案比較選優時,如果諸方案的產出價值相同,或者諸方案能夠滿足同樣的需要,但其產出效果難以用價值形態(貨幣)計量時,比如環保效果、教育效果等,可以通過對各方案費用現值或費用年值的比較進行選擇。費用現值的計算式為:

(10-16)2.3現值法

費用年值的計算式為:

(10-17)式中PC—費用現值;AC—費用年值;COt—第t年的現金流出;n—方案壽命年限;i0—基準收益率(或基準折現率)。費用現值和費用年值用于多個方案的比選,其判別準則是:費用現值或費用年至最小的方案為優。因此,費用現值與費用年值的關系,就項目的評價結論而言,費用現值最小的方案即為費用年值最小的方案,二者是等效評價指標。二者除了指標含義不同外,使用各有所長。比如費用現值適用于多個方案壽命相同的情況比選,當個各方案壽命不等時比選,則可采用費用年值指標。2.3現值法凈現值方法雖然簡單易行,但必須事先給定一個折現率,而且采用該法時只知其結論是否達到或超過基本要求的效率,并沒有求得項目實際達到的效率。內部收益法則不需要事先給定折現率,它求出的是項目實際能達到的投資效率(即內部收益率)。因此,在所有的經濟評價指標中,內部收益率是最重要的評價指標之一。內部收益率(IRR),簡單地說就是凈現值為零時的折現率。在圖10-1中,隨著折現率的不斷增大,凈現值不斷減小,當折現率取時,凈現值為零。此時的折現率即為內部收益率。2.3現值法內部收益率也可通過解下述方程求得:

(10-18)式中IRR—內部收益率;其他符號意義同上。若,則項目在經濟效果上可以接受;若,則項目在經濟效果上應予否定。內部收益率法能清楚地反映該項目的收益情況,目前應用較廣,但需要進行試算才能確定。2.3現值法

1.投資收益率投資收益率是指項目在正常生產年份的凈收益與投資總額的比值。其一般表達式為:

(10-19)式中R—投資收益率;

NB—正常生產年份或者年平均凈收益,根據不同的分析目的,可以是利潤,可以是利潤稅金總額,也可以是年凈現金流入等;

I

—投資總額,,為第t年的投資額,m為建設期,根據分析目的不同,I可以是全部投資額(即固定資產投資、建設期借貸利息和流動資金之和),也可以使投資者的權益投資額(如資本金)。2.4其他效率型指標評價法投資收益率指標主要反映投資項目的盈利能力,沒有考慮資金的時間價值。用投資收益率評價投資方案的經濟效果,需要與本行業的平均水平(行業平均投資收益率)對比,以判別項目的盈利能力是否達到本行業的平均水平。2.效益—費用比如前所述,用動態投資回收期、凈現值或者內部收益率等指標評價工程方案(項目)的經濟效果時,都要求達到或超過標準的收益率。這對于以盈利為目的的營利性企業或投資者來說,是方案經濟決策的基本前提。但是,對于一些非營利性的機構或投資者,投資的目的是為公眾創造福利或效果,并非一定要獲得直接的超額受益。評價公用事業投資方案的經濟效果,一般采用效益—費用比(B-C比),其計算表達式為

(10-20)2.4其他效率型指標評價法

計算B-C比時,需要分別計算凈效益和凈費用。凈效益包括投資方案對承辦者的所有費用支出,并扣除方案實施對投資者帶來的所有節約。實際上,凈效益是指公眾得益的凈累積值,凈費用是指公用事業部門凈支出的累積值。因此,比是針對公眾而言的。凈效益和凈費用的計算,常采用現值或年值表示,計算采用的折現率應該是公用事業資金的基準收益率或基金的利率。若方案凈效益大于凈費用,即B-C比大于1,則這個方案在經濟上認為是可以接受的,反之,則是不可取的。因此,效益—費用比的評價標準是:

B-C比>1(10-21)

B-C比是一種效益型指標,用于兩個方案的比選時,一般不能簡單地根據兩方案B-C比的大小選擇最優方案,而應采用增量指標的比較法,即比較兩方案之增加的凈效益與增加的凈費用之比(增量B-C比),若此比值(增量B-C比)大于1,則說明增加的凈費用是有利的。2.4其他效率型指標評價法

在熱電工程項目進行技術經濟分析時,除進行財務評價外,還應作兩項指標計算:1.節約標準煤量數(即熱電聯產與熱電分產相比較的節約量)熱電聯產與熱電分產相比較的節約標準量的原則計算方法,在本章第四節闡述。節約量由設計人員提供。2.節約每噸標準煤所需的凈投資。熱電聯產項目的投資通常要高于熱電分產的方案。根據上述規定,節約每噸標準煤所需的凈投資,可用下式計算:

(10-22)式中—節約每噸標準煤所需的凈投資,元/tce;T—熱電工程(包括熱網,不包括綜合利用)的總投資,元;Y—年壓縮燒油量,t;B—燒油改燒煤的補助標;C1—考慮全國火電機組自用電率影響的修正系數,取1.06;2.5熱電工程的節約每噸標準煤所需的凈投資計算

—新增年供電量,kWh。若減少高壓機組的年工電量時,按全部新增年工電量計算;對于減少中壓機組的年供電量kWh時,按總量的一半計算;對于低壓機組和擬關閉機組,則不必計入;H—全國6000kWh以上火電機組平均年運行小時數,可按6000小時計算;QM—熱電廠的供熱能力,GJ/h;5.73—熱電站單位供熱能力的增容量,kW/GJ/h;Td—新建冷凝機組單位造價(包括線路);C2—考慮備用鍋爐容量的修正系數,取1.4;

—建成后比分散供熱增加的供汽量,t/h;Tl—新建鍋爐房平均單位造價;Mj—項目每年節約的標準煤總量,t。計算得出的節約每噸標準煤的凈投資K,應不超過開發每噸標煤(包括運輸)的投資金額。2.5熱電工程的節約每噸標準煤所需的凈投資計算3熱水網路的經濟比摩阻的確定前已述及,技術經濟分析中的數學分析法,應用微分法時,可以列出某一參數與各項費用之間的函數關系,從而求出該參數的最優值。例如,在確定熱水管路的經濟比摩阻時,就可采用這種方法。下面以確定熱水網路的經濟比摩阻為例,闡明微分法的計算方法。對一個熱水網路,當設計供、回水溫度及設計熱負荷確定后,各管段的計算流量隨之確定。當選用較高流速,既選用較大的比摩阻時,管徑可較小,因而降低了管網的投資和熱損失費用;但管網的總壓力損失增大,電能的耗費要增大。因而,可以按年計算費用為最小的原則,來確定其經濟比摩阻。按式(10-9)、式(10-10)的基本原則,熱網的年計算費用可用式(10-23)計算。

(10-23)

式中Z—熱網的年計算費用,元/a;

K—投資額,元;

C—年經營費(總成本),元/a;

—系數,當采用靜態法時,。為標準投資效果系數(見式10-9);當按動態法計算時,。為資金回收系數(見式10-10)。

為簡化計算,熱水網路的年經營費,主要計算如下幾項:1.輸送熱水的電能費用,元/a;2.管網的熱損失費用,元/a;管網的折舊、維修的年扣除費用,一般按管網投資的百分率計算。根據規定:熱電工程中,管網的基本折舊率按4.8%計算;大修理費率按1.4%計算,再考慮經常小修和其它費用,總的折舊率可暫按計算。因而上式(10-23)可改寫為:

(10-24)

對熱水網路,每米管長(雙管)的投資費用,近似可按與管徑成線性關系估算,即(10-25)式中

—每米管長(雙管)的基建費用,元/m;d

—管子的公稱直徑,m;

a、b

—與管網敷設方式有關的常數,元/m;元/㎡。可根據當地管網投資統計值,用線性回歸計算確定。整個熱水管網的總投資費用為:(10-26)式中M

—網路的材料特性,表示網路消耗材料多少的指標,㎡。3.1管網基建總投資費用K在網路進行經濟比摩阻計算時,首先假定采用主干線的平均比摩阻為值,根據式(10-3),可得出:

㎡(10-27)式中值在已知水溫和絕對粗糙度K值下為一定值。由于通過各管段的流量G和管段長度L不變,由式(10-27)可見,當多方案中某一方案采用某一平均比摩阻R時,它的相應M之可按下式求出:

㎡(10-28)在不同方案下,式(10-26)中管網基建總投資費用的第一項是相同的。因此,它的相比投資費用為:

元(10-29)3.1管網基建總投資費用K在不同方案下,設通過熱源和用戶的壓力損失取相同值,則熱水流經熱網的壓力損失所消耗的電能費用,可按下式計算:元/a(10-30)式中G—熱網中熱水總計算流量,t/h;

R—熱網主干線的平均比摩阻,Pa/m;

L—熱網主干線(供、回水管)總長度,m;

—局部阻力所占的比值;

—熱網中水的密度,kg/m3;

—水泵的機電效率,一般取0.5~0.7;

—電能價格,元/kWh;

—循環水泵的年最大工作小時數,即相應總計算流量下的工作小時

—單位換算值,按1W=1N·m/s,1Pa/m=1N/m3換算得出。3.2輸送熱水消耗的電能費用

管網的年熱損失量,可按下式近似計算:

MWh/a(10-31)式中—熱網管道的平均傳熱系數,約為1.1~1.5W/m2·℃;

—熱網年平均水溫,℃;

—熱網周圍介質的平均溫度,℃;

—管道各局部附件的熱損失系數;

—熱網的年工作小時數,h/a;當方案采用平均比摩阻R時,根據式(10-28)和式(10-31),可得出管網的熱損失費用為:元/a(10-32)式中

—熱能價格,元/MWh;其它代表符號同前。3.3管網的熱損失費用

綜上所述,相應于某一平均比摩阻R條件下,管網變化部分的年計算費用為

元/a(10-33)令,求最小值,則可得出熱水網路的經濟的比摩阻計算公式:

(10-34)從上式可見,熱水網路的經濟比摩阻與諸多因素有關。它取決于網路的平面布置形式,熱網的工作狀況,設備狀況以及有關價格等因素。對于大型的熱水網路,應根據具體情況,計算確定其經濟比摩阻值。3.4熱水網路經濟比摩阻計算公式4熱電聯產與熱電分產相比的節約燃料量在進行城市供熱規劃或考慮興建熱電廠需要進行可行性研究或初步設計時,必需對熱電聯產(由熱電廠聯合供應電能和熱能)和熱電分產(由凝汽式發電廠供應電能,而由區域性或分散式鍋爐房供應熱能)的兩種不同的城市能源供應方案進行技術經濟比較。技術經濟分析中的一項重要指標,就是要考慮在兩個方案所供應的熱能和電能完全相等條件下,確定熱電聯產與熱電分產方案的年節約燃料量。下面就熱電聯產與熱電分產相比的節約燃料量的計算方法,作原則性的介紹。1.凝汽式電廠生產電能的煤耗率凝汽式電廠生產電能的煤耗率,可用下式計算:

(10-35)式中

—凝汽式電廠生產電能的煤耗率,kg/kWh;

29309

—1kg標準煤的低位發熱量,kJ/kg;

—凝汽式電廠的效率,;

—鍋爐效率,一般約為80%~90%;

—管道效率,一般約為98%~99%;

—機電效率,及汽輪機的機械效率與發電機效率之乘積。機械效率與發電機效率值,一般約為96%~99%;4.1熱電分產方案的燃料消耗量

—蒸汽式汽輪機絕對內效率,即循環熱效率與汽輪機的相對內效率的乘積。循環熱效率值取決于熱力循環的形式與初參數,一般約為20%~45%;凝汽式電廠的年消耗然熱量為:

kg/a(10-36)式中

—凝汽式汽輪機的年發電量,kWh。2.區域性或分散式鍋爐房生產熱能的煤耗率區域性或分散式鍋爐房生產熱能的煤耗率,可用下式計算:

(10-37)式中

—熱電分產方案中,區域性或分散式鍋爐房生產熱能的煤耗率,kg/GJ;

—區域性或分散式鍋爐房的鍋爐效率。4.1熱電分產方案的燃料消耗量熱電分產下生產熱能的年消耗燃料量為:

(10-38)式中

—熱電分產方案的年供熱量,GJ/a。3.熱電分產方案的總年消耗燃料量熱電分產方案的總年消耗燃料量應為:

kg/a(10-39)4.1熱電分產方案的燃料消耗量熱電廠聯合生產熱能和電能,設生產電能的年消耗量為,供應熱能的年消耗燃料量為,則總年消耗燃料量應為:

kg/a(10-40)式中

——熱電聯產方案的總年消耗燃料量,kg/a。1.熱電廠生產電能的煤耗率和年消耗燃料量在裝有供熱汽輪機的熱電廠中,電能生產的一部分式由供熱汽流完成的。供熱汽流在汽輪機作功發電后并用來供熱;電能生產的另一部分是由凝汽流完成的。4.2熱電聯產方案的消耗燃料量(1)供熱汽流因無“冷源”損失,因而認為它的循環絕對內效率。供熱汽流生產電能的煤耗率,則可用下式表示:

(10-41)式中

—供熱汽輪機中供熱氣流產生電能的煤耗率,kg/kWh;、、—熱電廠的鍋爐效率,管道效率和供熱汽輪機的機電效率。通常凝汽式電廠和熱電廠的幾個效率,大致可取相同數值。(2)供熱汽輪機中凝汽流產生的電能,取決于排向凝汽器的熱量。它有“冷源損失”一項。因此,凝汽流生產電能的煤耗率,與式(10-35)相同,可用下式表示:4.2熱電聯產方案的消耗燃料量

(10-42)式中

—供熱汽輪機中凝汽流生產電能的煤耗率,kg/kW·h;

—供熱汽輪機中凝汽流循環的絕對內效率。(3)設熱電廠中供熱汽流每年所產生的電能為,kWh/a;凝汽流每年所產生的電能為,kWh/a;且兩個方案的電能相同,即,kWh/a。熱電廠中生產電能的年總燃料消耗量為:

(10-43)式中

—熱電廠生產電能的年總燃料消耗量,kg/a。4.2熱電聯產方案的消耗燃料量2.熱電廠供應熱能的煤耗率和年消耗燃料量熱電廠鍋爐供應熱能的煤耗率的計算方法,與式(10-22)相同。但考慮到熱電廠大型供熱網路比區域鍋爐房或分散式鍋爐房小型網路的散熱損失增加而需多供些熱量的因素,需要在公式中增加熱網效率一項,即(10-44)

(10-45)式中

—熱電廠供應熱能的煤耗率,kg/GJ;

—熱電廠的鍋爐和管道效率,=;—熱電分產方案的年供熱量,GJ/a。

—熱電廠供應熱能的年消耗燃料量,kg/a;—熱網效率;根據上述分別計算,代入式(10-35),則確定熱電廠的年消耗燃料量,kg/a。4.2熱電聯產方案的消耗燃料量根據上述計算公式,熱電聯產與熱電分產相比的年節約燃料量,為:

kg/a(10-46)式中代表符號同前。兩個方案生產的電能相等,即由此,式(10-46)可改寫為:

kg/a(10-47)由式(10-47)可見,熱電聯產的年節約燃料量是由三部分組成的。4.3熱電聯產與熱電分產相比的年節約燃料量第一部分表示供熱汽輪機的供熱汽流生產電能的年節約燃料量。由于供熱汽流生產電能過程中沒有冷源損失,,因而第一部分總為一正值。這部分的年節約燃料量表示熱電廠生產電能可能達到的最大年節約燃料量。第二部分表示供熱汽輪機的凝汽流生產電能的年節約燃料量。但實際上,由于供熱汽輪機生產電能的煤耗率,一般都高于所對比(或稱為所替代)的凝汽式汽輪機生產電能的煤耗率,因而第二部分的數值,一般為負值。它表示供熱汽輪機凝汽汽流(或稱在凝汽工況下)生產電能所多消耗的燃料量。4.3熱電聯產與熱電分產相比的年節約燃料量供熱汽輪機在凝汽工況下運行的煤耗率增加的主要原因是:一方面供熱汽輪機為調節抽汽量以適應熱負荷的變化,內部蒸汽流量多變,相對內效率下降,同時,供熱汽輪機需要增加配汽機構,增大了凝汽汽流的節流損失,也使供熱汽輪機的相對內效率下降;另一方面,在電網中一般供熱機組的參數都低于替代凝汽式機組(我國目前規定:在熱電分產與熱電聯產比較中,熱電分產的凝汽式機組按200MW考慮,因而凝汽汽流部分的循環熱效率也相應低于凝汽式機組)。綜合上述原因,使得凝汽汽流部分的絕對內效率低于所替代的凝汽式機組,即,因而。第一

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