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市场经济下的燃煤火电厂的发电成本分析叶发明（广东省沙角A电厂，广东东莞523936）摘要：在“厂网分开，竞价上网”的电力体制改革的形势下，火电厂成为电源侧独立的竞争主体，发电成本研究已经是电力企业生产经营中最为重要的课题之一。鉴此，用年限平均法分析火电厂的发电成本，并由此分析了影响发电成本的各种因素。这对当前电力企业有一定的意义。关键词：火电厂；发电成本；调峰“厂网分开，竞价上网”是电力体制和电价形成机制改革的方向。改革后的发电企业将以独立的经济实体自主经营。原来计划经济、统受统支模式下以发电车间形式存在的发电厂地位都将得到彻底的改变。发电厂扩大生产经营自主权，同时也增加了经营管理压力，成本控制就是其中主要压力之一。通过分析影响发电成本的因素，有针对性的降低发电成本，才能在激烈的电力市场竞争中就会保持优势。也只有这样，发电企业才能在满足社会的电力需求，提供合格品质电力同时，实现企业赢利的经营目标。本文就燃煤火电厂就发电成本的估算，各种因素的影响程度，特别是机组调峰和在燃用不同燃料时发电成本的变化进行了探讨，它将有助于人们弄清降低发电成本的主要方向。1估算火力发电厂发电成本的简化方法就发电站而言，发电成本是由以下四部分组成的，即：总投资费用的折旧成本Cd；燃料成本Cf；运行维护成本Cm；财务成本Cp。目前有两种计算总投资费用折旧成本的方法［1］，它们是：国外广泛采用的等额支付折算法；我国普遍采用的年限平均折算法。1．1总投资费用的折旧成本按年限平均折算法计算的折旧成本Cd可写为：式中：Cd———总投资费用的折旧成本，元／MWh；Itr———电站总投资费用的动态现值，其中包括建设期内的贷款利息和价差预备费等，元；τ———发电设备的年运行利用小时数，h／a；t———电站的经济使用寿命，也就是电站的折旧年限，a，国外一般取t为25～30a，我国取t为20～30a；s———发电机终端到售电结算点之间的线损率，一般取3％～7％，若售电结算点以电站的围墙为界，则s为0～0．5％，现有火电厂一般取s＝0；iSIC———相对于电站净功率折算的动态投资费用，元／MW，iSIC＝Itr／P。由式（1）可知：为了降低发电成本中的折旧成本，应力求减少电站的动态比投资费用iSIC和线损率s，同时应尽量增加发电设备的年利用时数τ和折旧年限t。由于式（1）中没有考虑电站设备折旧后的残值，因而计算获得的折旧成本会略高一些。现在电力企业的折旧成本是通过综合折旧率计算出来的，综合折旧率反映的是整个企业运行和生产情况。随着电力体制改革的深入和中国加入WTO，财务计算和经济分析将会逐渐与国际接轨，也就是说火电机组生产运行情况将直接影响发电折旧成本。1．2燃料成本燃料成本Cf可以按下式计算：式中：Cf———燃料成本，元／MWh；Cf1———燃料价格，元／GJ；η———机组每年的平均效率。由此可见，为了降低发电成本中的燃料成本，应力求降低燃料的价格，即尽可能选用品质适宜价格低廉的燃料，对入场煤品质严格把关，采用科学和先进的检测手段和管理方法提高入场煤检测的准确性和精度。同时应提高机组的效率，尽可能使机组优化运行，减低机组的供电煤耗。1．3运行维护成本运行维护成本Cm与每年内发电厂所耗的水费、材料费、职工工资与福利基金，大修预提基金、流动资金的贷款利息和其他费用等有关。但据统计，这项成本在发电成本C∑中所占的份额一般为11．47％～15．36％。1．4财务成本发电财务成本Cp是指电厂在营运期间的长期借款及流动负债的利息支出费用。有些电厂是通过银行和财团贷款筹集建设资金，财务成本在发电成本中占了相当大的份额。不过财务成本在各个具体电厂差别较大，下面的计算将不予以考虑。但是我们要明白的是，机组的利用小时数对财务成本有直接影响，利用小时数低，财务成本就高。1．5计算火力发电厂发电成本C∑的简化公式式中：γ———发电成本的运行维护因数，一般为1．13～1．182。1．6发电成本敏感性分析对式（3）各变量求导后，就可以对影响火电厂发电成本的主要因素进行敏感性分析，由此可得：动态投资费用对发电成本的影响同样，可以得出发电成本的运行维护系数γ、机组的使用寿命t以及线损率s对发电成本的影响。对于按年限平均折算法计算的发电成本C∑言，从上列式中可以看出：a）iSIC对发电成本的影响系数为正，t和τ对发电成本的影响系数为负。投资费用和机组使用寿命对发电成本的影响是非常直观的，对于新建项目需要重点考虑，但对于已投入商业运行机组，iSIC和t是一个定数，则需要重点关注年利用小时τ对折旧成本的影响。b）燃料价格Cf1对发电成本的影响系数为正，平均净效率η对发电成本的影响系数为负。一般而言，燃料成本这一块要占到燃煤电厂总的发电成本的60％以上，燃料价格的控制和机组效率管理是发电企业经营管理的中心内容。同时，我们也要看到燃料管理和效率管理的相关性和复杂性。我们都知道燃料品质优劣会直接影响到锅炉的性能和机组的效率，锅炉燃烧品质好的煤，机组效率高，发电成本相应降低，但好煤往往价格一般偏高，燃煤品质对发电成本的影响是多方面的。选择最经济的煤种，需要细致的工作，需要考虑锅炉性能、机组效率、燃料价格等多方面的因素，具体情况具体分析。总之，尽量避免节能不省钱的情况出现。应该指出：上面所说的机组年运行利用小时是按该年供电的总电能，相对于机组的额定功率所折算得到的年运行利用小时数，这与我们常说的年利用小时数有区别；年平均效率η则是一个比额定的净效率略低的年平均值，它与机组调峰情况有关。2计算实例我们通过上面这些关系，就可以对火电厂的发电成本问题作具体的分析。计算中选择我国几种典型的大型火电机组：600MW，300MW，200MW，全部为四角切圆燃烧锅炉。根据资料得知：机组的动态投资费用iSIC分别为8000元／kW，5000元／kW和4000元／kW。机组的年平均供电煤耗分别为320g／kWh，340g／kWh，368g／kWh，对应的机组年平均效率为38．448％，36．187％，33．433％。机组的年利用小时τ分别取为6000h，5000h，4000h。燃煤的价格则分别假定为8．394元／GJ（相当于200元／t），10．493元／GJ（相当于250元／t），12．591元／GJ（相当于300元／t），14．690元／GJ（相当于350元／t），16．788元／GJ（相当于400元／t吨）。燃煤低位热值假设为相同，价高者一般是指需要通过海运和铁路运输，沿海一带燃煤靠岸的价格，价低者则是坑口和距产煤区较近地区燃煤的价格。计算运行维护成本根据国外的经验取为0．03～0．04元／kWh（取0．035元／kWh）。此外，计算中取s=0。计算结果如表1至表5所示。很明显，投资费用和燃料价格对机组发电成本的影响呈正的线性关系，投资费用影响机组发电成本约为0．02～0．04元／kWh，当燃煤价格每提高50元／t，发电成本大约提高0．02元／kWh。但是对比不同型号机组的发电成本，我们发现投资费用适中，机组效率也不低的机组最具有竞争力，发电成本最低，表3至表5中在相同的运营条件下（机组调峰情况和燃煤情况相同），300MW机组发电成本最低，200MW机组次之，600MW机组发电成本最高。如果火电机组的运营情况不同，譬如说，机组的调峰幅度大，调峰频度高的情况下，会导致发电成本大幅度升高，表3至表5中所列的发电成本还未考虑由于调峰导致机组效率下降的情况下，机组年利用小时每减低1000h／a，发电成本提高约0．01～0．02元／kWh。3机组调峰对发电成本的影响我们知道，火电机组大幅度调峰，机组初参数会比经济运行工况要低，会降低机组的热效率，同时机组辅机效率下降，厂用电率上升，机组补水率也会相对地上升，这样势必增加机组供电煤耗。如何评估火电机组调峰工况的效率还没有一个准确而通用的公式。文献［1］提供了一个描述调峰调频对机组供电煤耗影响的一个分段函数：式中：———机组的经济运行供电煤耗，g／kWh；Lf———机组调峰调频因数，Lf＝利用小时×可用小时／（运行小时×等效可用小时）；k———修正因数，当0．92≥Lf＞0．8时，k＝0．13，当0．8≥Lf＞0．75时，k＝0．15，当0．75≥Lf时，k＝0．17。从表6我们可以看到对于投资费用iSIC为8000元／kW的机组，调峰系数Lf由0．9到0．6，机组净效率下降了0．03，年利用小时从5573h／a到3767h／a。参与调峰机组一方面机组效率降低，导致燃料成本上升，同时由于机组年利用小时下降，分摊到每千瓦时电能的折旧成本也随之上升，机组调峰对火电厂的发电成本影响是双重的。从表7我们可以看到调峰对于投资费用较大的机组影响尤其明显，同样是调峰系数Lf由0．9下降到0．6，iSIC为8000元／kW机组发电成本上升了0．04元／kWh左右，而iSIC为5000元／kW机组和iSIC为4000元／kW机组发电成本上升了约0．026～0．03元／kWh。在“竞价上网”形势下，我们一方面要向同网同价努力，同时也要做到优质优价。4结论与讨论火电厂发电成本由折旧成本、燃料成本、运行维护成本以及财务成本组成，其中燃料成本和运行维护成本又称为可变成本，可变成本占到发电成本的绝大部分，也是发电成本控制的重点。为保持发电企业合理的利润，火电厂要努力降低发电成本，需要做好以下方面的工作：a）安全是基础，只有提高机组的可靠性，才有条件提高机组的利用小时，降低发电的折旧成本；降低机组非计划启停次数，降低水耗和燃料消耗。b）燃料是成本控制的重点，要加强入厂煤的检验。为便于管理，减少成本的可变因素，燃料的购货价应以热值为单位。c)要进一步认识到燃料经营管理的复杂性，因为燃料的品质影响到燃料的价格、机组效率，有时还影响到机组的安全指标，要逐步作好选购燃煤的经济性分析。d）机组效率是发电成本其中一个重要的可变因素，节能和效率控制是一个关键。通过小指标管理，机组优化运行和能耗偏差分析，将成本控制在源头。e）机组调峰调频，会导致发电成本上升，本着优质优价的原则，电网宜适当考虑调峰电价。参考文献［1］焦树建．关于电厂发电成本计算方法的探讨［J］．燃气轮机技术，2000，13（3）：7—10．