关于DL／T904-2015供热煤耗公式的简化推导过程及其他

2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文1关于DL/T904-2015供热煤耗公式的简化推导过程及其他（新疆华电昌吉热电二期有限责任公司）成志刚[摘要]对DL/T904-2015标准中提供的供热煤耗公式提出了简化的推导过程，借助供热政策及地方标准从侧面验证了推导公式的正确性。[关键词]标准、供热煤耗、公式0引言热电联产机组锅炉产生的蒸汽既用来发电，又采用抽汽、背压等方式对外供热。供热煤耗无法直接通过皮带秤称煤量、入炉煤热值等数据利用正平衡方法求出。只能采用发电供热分摊比对入炉标准煤量进行人为分割的方法间接计算。目前，国内外发电供热分摊方法有三类:一类是热电联产效益归电法，此类方法基于热力学第一定律，以燃料化学能在发电和供热两个环节数量上被利用的程度进行分析评价，其中包括我国行业标准“DL/T904-2015火力发电厂技术经济指标计算方法”（以下简称：DL/T904-2015）中规定采用的热量法；另一类是热电联产效益归热法，此类方法基于热力学第二定律。以燃料的做功能力被利用的程度来评价热经济性，如焓熵法、做功能力法等；第三类方法是热电联产效益折中分摊法。国内电力行业标准DL/T904-2015将热最法作为热电联产机组发电供热煤耗分摊的常用计算方法，但此方法计算公式较为复杂，涉及的参数较多，影响到计算结果的准确度和精确度。1电力行业标准DL/T904-2015中供热煤耗公式按照DL/T904-2015标准的要求和方法，采用正平衡算法，供热煤耗的计算过程如下。bBQ10（1-1）式中:b—供热标准煤耗，kg/GJ；B—统计期内耗用标准煤量，t；α—供热比，%；Q—统计期内汽轮机组向外供出的热量，GJ。BBB（1-2）式中:B—统计期内耗用燃料总量(折至标准煤)，包括燃煤、燃油与其他燃料之和，同时需考虑2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文2煤仓、粉仓的变化，t；B—统计期内应扣除的非生产用燃料量(折至标准煤)，t。αQQ100（1-3）式中:Q—统计期内汽轮机组总热耗量，GJ。QDhDhDhDhDhDh10（1-4）式中:D—汽轮机主蒸汽流量，t；h—汽轮机主蒸汽焓值，kJ/kg；D—最终给水流量，t；h—最终给水焓值，kJ/kg；D—汽轮机再热蒸汽流量，t；h—汽轮机再热蒸汽焓值，kJ/kg；D—冷再热蒸汽流量，t；h—冷再热蒸汽焓值，kJ/kg；D—过热器减温水流量，t；h—过热器减温水焓值，kJ/kg；D—再热器减温水流量，t；h—再热器减温水焓值，kJ/kg。QQQ（1-5）式中:Q—统计期内的直接供热量，GJ；Q—统计期内的间接供热量，GJ。QDhDhDh10（1-6）式中:2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文3D—统计期内的供汽(水)量，kg；h—统计期内的供汽(水)的焓值，kJ/kg；D—统计期内的回水量，kg；h—统计期内的回水的焓值，kJ/kg；D—统计期内用于供热的补充水量，kg；h—统计期内用于供热的补充水的焓值，kJ/kg。QDDD10（1-7）式中:η—统计期内的热网加热器效率，%。上述供热煤耗公式，涉及到压力、温度、流量、燃料量等20多个参数，这还是在简化了燃料量公式和热网加热器效率公式的条件下所需要知道的最少参数，若加上这两个公式的参数，供热煤耗公式所涉及到的参数会更多，可见其繁琐程度。基于这种考虑，笔者一直在努力寻找和探寻是否有简便的方法，不需要知道太多的参数就可简单的计算出供热煤耗。好久以来就在关注这个问题，虽然在网络上也找到了一些相关的方法，但是只有一些个公式，没有推导过程，而且也与DL/T904-2015不能很好的关联和衔接，失去了作为公式的本质和根基，只能做为经验公式使用，辅助、补充和验证DL/T904-2015供热煤耗的计算结果。对此问题的解决起到关键作用的是2013年10月16日在网络上搜到的一篇没有作者信息的文章：供热对供电煤耗影响量的计算推导，网络上的文章没有“推导”两个字，下载后打开才知有“推导”两个字。该文是个引子，对最终推导出供热煤耗公式的简化计算方法有决定性意义，但该文的其中一个推导步骤很是突然，没有推导的源头，直接出来了结果，让我很是困惑了一段时间。后来，2014年3月26日在集团公司“节能交流群”有群友在讨论供热煤耗大小的问题，我也参与了交流，其中一个群友交流的东西正好解了我的困惑，由此打通了我推导供热煤耗公式简化计算方法的最后一个通道。下面将供热煤耗公式简化计算方法推导过程罗列一下。2电力行业标准DL/T904-2015中供热煤耗公式简化计算方法推导过程假设某供热机组统计期内供热量为QGJ，消耗的燃煤量为Mt,燃煤低位发热量为qMJ/kg，标准煤发热量为29.307MJ/kg，则供热机组的供热煤耗简化计算方法推导过程如下:按照DL/T904-2015标准中的9.1.1规定，可知：αQQ100(2-1)2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文4式中：α—供热比，%；Q—机组供热量，GJ；Q—汽轮机热耗量，GJ。按照DL/T904-2015标准中的9.3.1规定，可知：ηQQ100(2-2)式中：η—管道效率，%；Q—锅炉输出热量，GJ。将式(2-2)代入式(2-1)，经整理后，则有：αQQ100(2-3)按照DL/T904-2015标准中的4.16（或者GB10184-1988标准中的3.3.1）的规定，可知：ηQQ100(2-4)式中：η—锅炉效率，%；Q—锅炉输入热量，GJ。锅炉的输入热量为入炉煤量M的发热量，也就是入炉煤量M与入炉煤低位发热量q的乘积，即：QMq10(2-5)式中：M—入炉煤量，t；q—入炉煤低位发热量，MJ/kg。假设入炉煤总耗标煤量为Bt，则有：BMq29.307变换为：MqB29.307(2-6)式中：29.307—标准煤发热量(取自GB／T2589-2008)，MJ/kg。2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文5将式(2-6)代入式(2-5)，经整理后，则有：QB29.307(2-7)将式(2-7)代入式(2-4)，经整理后，则有：QηQηB29.307(2-8)将式(2-8)代入式(2-3)，经整理后，则有：αQB.100%(2-9)按照DL/T904-2015标准中的9.4.3规定，供热煤耗的计算公式为：bBQ(2-10)式中：b—供热煤耗，kg/GJ。将式(2-9)代入式(2-10)，经整理后，则有：b..(2-11)结论：通过从式(2-1)到式(2-11)的推论可知，热电联产机组的供热煤耗只与锅炉效率和管道效率有关,与其他设备和参数无关，前提条件是“好处归电”，这与标准DL/T904-2015的要求相符。目前电站锅炉的效率一般为91%～94%左右，管道效率一般为98%～99%（NECC—EEE001—2014能效评价技术依据-火电行业第4.3.1.1、4.3.1.2条规定），则依据式(2-11)可计算出的供热煤耗列表如下：序号锅炉效率（%）管道效率（%）两效率乘积供热煤耗（kg/GJ）191980.891838.2614292980.901637.8455393980.911437.4386494980.921237.0403591990.900937.8749692990.910837.4632793990.920737.0604894990.930636.6661从上表可以看出:①供热煤耗最低36.67kg/GJ，最高38.26kg/GJ，两者相差1.59kg/GJ，这囊括了目前所有电力行业热电联产机组的基本情况，因为电站锅炉的效率按照常规是不会低于91%，现有的保温技术，管道效率不会低于98%。②利用此简化公式，可快速计算出热电联产机组的供热煤耗，接着依据电力行业标准DL/T904-2015的规定，也可快速计算出发、供电煤耗。③2014年3月11日国家发改委和环保部联合发布《关于严格控制重点区域燃煤发电项目规划建设有关要求的2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文6通知》（发改能源〔2014〕411号），411号文的附件中规定350MW超临界供热机组的供热煤耗取值38kg/GJ来计算机组年耗煤量，从另一个侧面间接的证明了推导公式的正确性。利用DL/T904-2015标准中相关公式，在125MW高压供热机组中，计算出的供热煤耗如下表（供热煤耗一览表）所示，从表中可以看出，不同的发电量和供热量对应的供热煤耗是不同的，最低37.11kg/GJ，最高42.34kg/GJ，两者相差了5.23kg/GJ，与上述供热煤耗公式简化计算方法的结果范围偏差3kg/GJ多，造成偏差的主要原因是：①相关参数（压力、温度、流量、煤量）的计量器具测量精度不够。②不明能量的损失。供热煤耗一览表机组#3#4合计月份发电量（万kW·h）供热量（GJ）供热煤耗（kg/GJ）发电量（万kW·h）供热量（GJ）供热煤耗（kg/GJ）发电量（万kW·h）供热量（GJ）供热煤耗（kg/GJ）17153.524316254.539.607939.512235272.341.5415093.04551526.840.5426234.35223861238.666972.3385208913.342.3413206.69447525.140.4537220.02822235837.117064.056160180.138.8914284.08382538.137.943其他3.1热电联产政策中供热煤耗公式2001年1月11日国家计委、国家经贸委和建设部三部委联合发布《关于印发〈热电联产项目可行性研究技术规定〉的通知》（计基础〔2001〕26号）。26号是我国关于规范热电联产项目可行性研究的技术性文件，最早于1986年颁布，1991年进行了第二次修，本次属第三次修订。《热电联产项目可行性研究技术规定》（以下简称：技术规定）主要内容为：热电联产项目可行性研究内容深度、计算方法、投资估算编制方法、财务评价方法等，其中附有大量图表、案例、计算方法。《技术规定》包含了4个附件，其中在附件2（热电联产项目可行性研究计算方法）中提供了如下供热煤耗公式：b.εb(3-1)式中：b—供热煤耗，kg/GJ；ε—供热厂用电率，(kW·h)/GJ；b—汽轮发电机组年平均发电煤耗，kg/(kW·h)。2016年新疆电力行业专业技术监督工作会议论文7式(3-1)的前半部分真好与本文第二部分的推导结果一致，在《技术规定》中并未说明该公式是如何得来的。从另一个角度也间接证明了本文第二部分的推导结果是正确的。式(3-1)计算出的供热煤耗不仅包含单位供热量的燃料消耗，还包括了单位供热量的电力消耗，将标准DL/T904-2015中计算的供热煤耗和供热厂用电率两者合了起来，体现了生产单位供热量整个生产环节的综合能耗。不但在热电联产政策中可见到推导出的供热煤耗公式，而且在某个地方标准中也能见到推导出的供热煤耗公式的影子。3.2地方标准中供热煤耗公式“DB12/046.31-2008火力发电供热煤耗计算方法及限额”（以下简称：DB12/046.31-2008）是天津市地方标准，从标准编号可以看出，它是“DB12/046.01-2008产品单位产量综合能耗计算方法及限额制定总则”系列标准之一。该标准提供的供热煤耗公式如下：e.(3-2)式中:e—火力发电供热煤耗，千克(标准煤)/吉焦；η—锅炉效率(根据有资质的检测机构检测报告)；η—管道效率(根据有资质的检测机构检测报告)。式(3-2)真好也与本文第二部分的推导结果一致，在DB12/046.31-2008中只孤零零的列出了供热煤耗计算公式，也并未说明该公式是如何得来的。4结束语DL/T904-2015作为行业标准，对供热煤耗计算的规范化、标准化起到了不可磨灭的作用。但其计算公式复杂，监测参数较多，导致计算结果的精确度和准确度不佳。供热及供电标煤耗计算是热电联产企业财务统计、成本计算、审核审计工作的前提。推导出的供热煤耗简化公式不失为一种方便的计算方法，即避免了上述误差的产生，也减轻了统计人员的工作量，节约了大量时