能量价值法分析给水泵汽轮机的经济性.pdf

第 2 8卷 第6期 2 0 0 6年 6月 水利 电力机械 WA T E R C ONS E RVAN CY EL E C TR I C P OWER MAC HI NE RY Vo 1 2 8 No 6 J u n 2 0 0 6 能量价值法分析给水泵汽轮机的经济性 An a l y s i s o f t h e e c o n o my o f wa t e r f e e d i n g s t e mn t u r b i n e wi t h e n e r g y v a l u e me t h o d 杜亚荣， 张明智， 李晓勇， 马建坤 DU Y a r o n g， Z HA NG Mi n g z h i ， L I X i a o y ( mg ， MA J i a n k u n ( 华北 I 力大学 动力上程系 ， 河北 保定0 7 1 0 0 3 ) ( 1 ) e p a l m e n t o f p o w e r E n g i n e e l i n g o f N o l t h C h i n a E l e c t r i c I o w e r U n i v e r s i t y ， B a o d i n g 0 7 1 0 0 3 ， C h i n a ) 摘要 ： 论述 了能量价值 法的本质 ， 采用能量价值法 对给 水泵汽轮机 的经济性进 行 了分析 ， 从 而判 断 采用汽 动给 水泵驱动 方式更经济合理 关键 词 ： 能量价值法 ； 给水 泵汽轮机 ； 经济性 中图分类号： T K 2 6 ： F 2 7 0 3 文献标识码 ： A 文章编号： l 0 0 66 4 4 6 ( 2 0 0 6 】 O 6一o 0 l 6 0 3 Ab s t r a c t ： T h e p a p e r d i s c u s s e d I h e e s s e n e( ) f 1 t h e e l l e tg Y v a l u e ti l e I I o d； I h e e c o ll o l I l y【 J I w a r e 卜 l e d i n g s l e a ll l t u r b i n e w a s a n a l y z e d w i t h e n e r g y v a l u e m e t h o d m c c o I d i n g l y ， J u d g i n g h i c h k i n d u I w a t e l 一 f e e d i n g s t a i n t u r b i n e d r i v i n g i s n l o r e e c o n o mi c a n d l -e a s o n a b l e Ke y wo r d s ： e n e r g y v a l u e me t h o d i w a t e r。 一 t e e d i n g s t e a m I t l l b i n e； e C O l l O l n l ( 在市场经济条件下 ， 各发 电厂为 r提 高企 、 l 的 经济效益， 将积檄参与发电市场竞争， 竞争的实质足 企业的综合发电成本的竞争， 综合发电成本足衡 业竞 争能力的主要指 标。为适应 I l l 场经 济的需 要， 降低企业的综合发电成本， 进而为企业赢得最大 的利润， 应当采用新的节能分析方法 。为此 ， 本 文采 用 r 能量价值法论i 止了给水泵汽轮机的经济效 益 1 能量价值分析原理 能量价值分析方法是存热力学分析的基础 ： ， 按能母 的价值进行分析 ， 得 出的结果就是技术经济 指标。传统的节能分析以热力学第一定律为基础， 分析 的基准是使能量转化过程中能量平衡 ， 追求热 效率最大化。在市场经济条件下 ， 节能分析要以“ 能 苗价值分析” 为幕础 ， 分析的目的是发电J 住能革转 换过程中实现能量价值的增值， 追求利润的最大化 发电厂是能量转化的T厂， 从“ 能量价值分析” 看， 能量在转换过程中虽然n 用能逐步降低， 世能量 的价值却 逐步增加， 热能的能价大于煤的能价， 而 电能的能价人了 热能的能价。似设发热量为 2 0 M J k g 的原煤价： 为 2 6 0 元 t ， 其能价为 0 O 1 3 元 MJ ， 而价格 为 0 3 3 己 ( k W h ) 的 电能 的能价 为 0 0 9 l 7 M J ， 两者的能价差达到 7倍之 多。也 就 是 说节约 l MJ 煤的能量其效益 l5 相 当于节约 1 7 M J 的电能。虽然同样节约 1 M J的能 但节能的效果却 截然不同 ， 这就是“ 能 价值分析” 的意义所在。 2 发 电厂利润 方程式 经过分析 口 J 以得m在市场经济 条件下火力发电 J 的利润方程式 发 电厂 lJ 7 1 =售电收入 一发电燃料成本 一各项 定成本 一各项税金。 I f I ： 售 电收入 =上l叫电量 X上网电价； 发电燃料成本 = 发电标煤耗量 X 标煤单价； 各项定成本和税金 =发电量 X( 每发 l k W h 电的寿命损耗 + 各种维修费用 + 所需 缴的税收) 。 所以 ， 发电厂利润 F=发电量 X ( 1一 综合厂用 收稿 日期 ： 2 0 0 6 0 3 2 7 作者简介 ： 杜 荣( 1 9 8 3一) ， 女 ， 河 I L 侏定 人， 华北电力大学动 J J - 7 系存 泼 I J O P 宄， 从 J f 火I 乜厂节能方I 自 f V ,j f S f 究 “I 作 维普资讯 http:/ 第2 8卷第6 期 杜亚荣， 等： 能量价值法分析给水泵汽轮机的经济性 1 7 电率) X 网电价 一发电煤耗率 X标煤电价 一各 项固定成本 一各项税金 。 数学表达式为 = ( 1 一 ) R I 一6 尺 1 0 R = - E， 叼 ， 尺 ， 6 ， R ， R ) ， 式 巾： E发电 ， k W h ； 7 7 J 用电率 ， ； 尺 。 上网电价， ( k W h ) ； fJ 。 发电煤牦率， g ( k W 1 ) ； 标煤单价， J L t ； 尺 单位同定 费用 ， 元 ( k W h ) 。 从上面的式子 I I 口 r 以看出 ， 利润 随发电 干 I I 卜 网电价 R 的增加而增加， 随综合 用电率 发电煤耗率 厶 和标煤 价尺 的增加而减小。 3 火电机组给水泵驱动方式的技术经济性论证 按常规热力 学方法判断 ， 不管是采用电动泵还 是汽动泵驱动力 式， 只要机组的效率高就应为优选 方案 。由 J 给水泵汽 轮机 动 汽轮机 的内效 率为 8 0 左右， 比主汽轮机的效率低 1 0 ， 用传统方法 计算 3 0 0 Mw级 以上的机组宜采用给水泵汽轮机的 驱动，j但是 文献 2 _j I l ， 推论 3 0 0 M W机组采州电 动给水泵 比汽动给水泵的经济性好和优越 叫显。 在文献 2 中， 作者认 为 电动方式虽 然能世转 换的环节多， 厂用电率 高， 汽动疗式表面上看可增加 供电量 ， 但实际 f 由丁给水泵汽轮机 的内效率 比主 汽轮机低得 多， 导致 汽动方式 消耗 的能量 比电动方 式更多 ， 汽动方式厂用电牢低 和经济忡好 只是表而 的现象。其具体的推导过程如下： 以上海引进型 3 0 0 MW 机组为例 ， 在主汽轮机 的主蒸汽、 再热蒸汽及各级回热抽汽的流量、 参数相 同的前提 卜， 用1 - 驱动给水泉汽轮机 部分抽汽 的相 对效率与相同抽汽晕折算到电动方式的能量转换的 相对效率进行 比较 ， 在主汽轮机达到额定负荷时 ， 中 低压缸 1人 J 效率为 9 0 5 9 ， 此时给水 泵汽轮 机的 内效 为 8 1 8 7 ， 由于给水泵汽轮机 排汽压 力比 主汽轮机高， 造成相同的蒸汽作功仅为主汽轮机的 8 8 1 ， 另外， 冉加上抽汽管道压降， 使给水泵汽轮 机的实际焓降为理想焓降的9 8 2 ， 由此口 J 以计算 出抽汽的卡 目 对效率为 8 1 8 7 X 8 8 1 X 9 8 2 X 98 =6 9， 4 。 如采用电动力 式 ， 相同抽 汽量 的能量转换相对 效率 =I l 1 f 氐乐缸 内效率 X发电机效率 X变压器及输 电效率 X电动机效率 X S t 速齿轮效率X 液力偶合器 效率 X机械效率， 即 9 0 5 9 X 9 8 7 X 9 8 X 9 7 X 9 5 X 9 6 X 9 5 9 8 =7 2 2 r r ：凶此 ， 采用电动方式比汽动方式效率高， 锅炉蒸发量相 同的条件 F， 手 除给水泵消耗的厂用 电量 ， 可 比汽动 方式产生更多的电能 。按额定工况抽汽 3 O 7 t h 计算， 电动力 式多发电2 2 8 6 k W， 此外， 还 r J 节省给 水泵汽轮机的汕泵及油烟J A,b l 的电耗 9 2 2 k W， 按 年利用 6 5 0 0 h汁算 ， 多发电 2 0 8 5 2 MW h ， 按 0 3 5 元 ( k W h ) 汁算 ， 可得效益 7 2 8 9 以上的计算与分析所得 出的结论是错误的， 冈 为以上分析的前提 条件是 饥组出 力没有 受到限制 ， 直 满负简运行 ， 实际 卜， 机组 f l 力随着用电负荷 变化而变化 ， 始终受到电 凋度 的摔制 ， 另外以 上分析足从纯热力学观点出发， 以效率高低作为比 较基准， 把电( 产品) 和煤( 原料) 的能量价值等同 化， 这是讣划经济时代的典 开 IJ 分析方法 ， 由此得 出的 结论肯定不符合rf 场经济规律 电是发电厂的最终 广 ： 品， 降低 J， 厂 用电就r IJ- 以增加上J叫电量， 增J I】 企业 收入 ， 而用电动方式增加了厂用 电， 直接减少 j 企、 J 的收入； 采用汽动方式虽然增加了锅If ， l燃料量， 增加 了燃料成本 ， 但 址印人人降低了厂 电 ， 增 J J I l J 企、 I 的收入 由于 电煤 的比价 荠较 人 ， 际上厂用电 的降低给企业增加的收入要远远大于燃料成本的增 J J I l 一般来说 ， 从经济学角度分析 ， 采用汽动方 更 J l I 合 ， 4“ 能量价值分析 ” 给水泵驱 动方式 的判 断 用“ 能量价值分析” 进行分析， 判断采用哪种驱 动方 。 式最经济合珲， 应该用机组综合成本煤耗率作 为判断 这 里的“ 综合成本煤耗率” 为 综合成本煤耗率 6 = 综合发电成本能价 标JI 某 价。 综合成本煤耗率 6 ， 的物 意义址发出 1 k W h 的电能按综 合发电成本折算过来的标煤消耗量 综 合成本煤耗率考虑了能量 价值的供 电煤耗 率， 虽然 用煤耗表示， 但实质是发电的综合能价。从综合成 本煤耗率的公 中可以看综合成奉煤牦 率巾两部 分组成 ， 是发 电煤耗 率 ( 也就足发 电成本 能价 ) ； 是折算到标煤能价的厂用电能价( 自用能价) ， 汁 算公式简单明 r 。综合成本煤耗率就足把发电煤耗 率 、 厂川电率 、 电价和标煤单价 4个指标按照各 r 1 能 价有机地联 系在 起 ， 成为 真正意 义上的主要技术 经济指标 。 维普资讯 http:/ 1 8 水利电力机械 2 0 0 6年 6月 2 0 0 M W机组大都采用电动给水泵驱动， 机组厂 用电率为7 8 ， 发电煤耗率在3 4 5 g ( k W h ) 左 右。以某发 电厂对给水泵汽 轮机驱动方式 改造 为例， 设 年发电量为 1 】 亿 k W h ， 改 为汽轮机驱动方式后， 则每 年可为企业创造 4 6 6 9万元 的经济效益， 2年可以收 回投 资 ， 如表 1 所示。 从表 1中可以看 出， 2 0 0 MW 机 组改 为 汽轮 机 驱 动 后， 可 降 低 厂 用 电 率 约 2 5 ， 虽然发 电煤耗升 高 5 g ( k W h ) ， 供电煤耗却降 低 4 g ( k W h ) ， 按传统节 能分析方法计算得出年节约 标煤约 4 1 8 0 t ， 按标煤单价 3 0 0元 t 计 算 ， 年 效 益 为 1 2 5 4万元， 7 年才能收回投 资， 而用能量价值法分析计 算， 改造后的综合成本煤耗 率降低 1 4 1 5 g ( k W h ) ， 年效益 达 4 6 6 9万元 ， 2年 泵后大大降低了厂用电率， 使机组的上网电量增加。 表2是围内部分 3 0 0 3 6 0 M W机组技术经济指标 表 1 2 0 0 M W机组汽泵改造前后技术经济指标比较 表2 部分3 0 03 6 0MW机组的技术经济指标比较 就能够回收投资 ， 由此可见， 给水泵汽轮机的经济效 益是非常显著的。 目前， 3 0 0 M W 及 以上机组 都可采用 汽动给 水 泵 ， 但 由于其他原因我 国还有部分机组采用电泵 驱 动 ， 虽然发电煤耗率较低 ， 但 电厂用电率高达 1 0 ， 比采用汽动给水泵高出近6 ， 使供电煤耗率高约 2 0 g ( k W h ) ， 综 合成 本 煤 耗 率 高 5 06 0 g ( k W h ) 。如年机组发电量 为 1 8亿 k W h ， 电 价为 0 2 5 ( k W h ) ， 标煤单价为 3 0 0元 t ， 电煤 比价系数为 8 3 3 ， 虽然发电煤耗率相差不大， 但平 均 年效益相差却高达2 9 4 6 万元 ， 这主要是采用 汽 比较 。从表 2中可以看出， 3 0 0 MW 及其以上的大容 量机组如采用电动给水泉驱动， 不但经济性降低， 而 且机组单位造价也增加 。 参考文献 ： 1 陈旧年 基于能量价值分析的给水象驱动方式 的技术 经济讨论 J 动力T程 ， 2 0 0 3 ， 1 8 ( 1 ) ： 9 71 0 0 2 黎维华 3 0 0 MW 机组给水泵驱动方式经济性分析 J 、 电力建波， 1 9 9 5 ， 1 6 ( 1 0 ) ： 2 8 ( 实习编辑 ： 冯振华) 娶迎 撼拼簪技求嶷 飞 避造秘知识鏊赫逃这 趣 l 询挑战 藏 重要询遘垫特创狮 ! ； 毒 毒 毒 车 封季 *毒 = *寻 粉季 季 旱 旱 寻 季 辜 季 寻 * = 旱 季 手 维普资讯 http:/