[发明专利]一种热电联产热经济性的评价方法

说明书

本发明公开了一种热电联产热经济性的评价方法，包括联产机组㶲分析、联产机组各子系统投入产出㶲分析和基于能值的指标体系评价。通过利用结合㶲分析及经济学中的投入产出法的特点形成的投入产出㶲分析法对热电联产机组各子系统，如燃料系统、锅炉系统、汽机系统、回热系统和冷凝系统进行分析，得到系统中各股能流的能值，进一步计算得到高压供热效率、中压供热效率、发电效率及热电综合利用效率，在实现了热、电生产成本分摊的同时，通过热电综合利用效率指标，可有效评价热电联产机组变工况运行条件下的热经济性。

技术领域

本发明涉及一种热电联产热经济性的评价方法，属于热电联产领域，具体涉及热电联产经济性评价及热电成本分摊领域。

背景技术

随着国家经济的发展与对环境保护的日益重视，热电联产因其“温度对口，梯级利用”的特点在节能减排方面具有显著优势，成为国家和地方规划的重点工作。2014年国家发改委在《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》中提出了“优先发展高效热电联产机组”的要求。热电联产机组的供热分为居民采暖供热与工业供热。采暖供热有抽汽供热、低品位热能分级供热和热泵余热回收供热等比较完善的供热体系。工业供热特别是化工行业需求的高参数供热(2.3～6.0MPa,320～420℃)，目前普遍采用抽汽(如主蒸汽、一抽、再热蒸汽)减温减压供热方案。

不同于单一生产电量的凝汽式发电厂，热电厂由于在生产热、电两类不同质产品过程中的耦合性，其热经济性评价指标则要复杂得多。世界各国分别制定了不同的法则来评定热电联产的经济性，国内对热电厂热、电成本的分摊则采用“热量法”(即好处归电法)进行处理。遗憾的是，迄今为止尚无满足既能反映能量转换过程的技术完善程度，又便于在不同形式联产机组之间直至热电厂与凝汽式电厂之间横向比较要求的单一热经济性指标。

目前对热电厂热经济性评价指标的研究主要集中在两个方面：热电成本分摊理论和单一集总指标的研究。就单一集总指标而言，一般使用基于热力学第一定律的“热电厂总热效率”的概念。然而，热力学第一定律忽视了热、电两种能量品质的不同，而基于热力学第二定律的效率评价则更为科学，但是由于无法回答“冷源损失”节能好处如何分配的问题，单纯的效率评价仍无法科学地解决热、电两种产品的能耗分摊。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种对热、电生产成本进行有效分摊的热电联产热经济性的评价方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种热电联产热经济性的评价方法，其特征在于：

对热电联产机组内所有能流的值进行计算；将热电联产机组划分为若干子系统利用投入产出分析法对各子系统进行建模，并列出各子系统的能值方程式，将各子系统的能值方程式联立成方程组，求解该方程组得出各子系统中能流的能值；根据各子系统中能流的能值得到高压供热效率、中压供热效率、发电效率和热电综合利用效率，并得到热、电生产成本的分摊比例。

对上述技术方案的进一步设计为：所述热电联产机组内的能流包括燃煤和蒸汽等。

所述能流的值在标准环境下进行计算。所述标准环境的定义为：基准态温度T₀为298.15K、基准态压力P₀为101.325kPa。

所述燃煤的比e_f由下式计算：e_f＝Δh_u,l+rw，其中，Δh_u,l为燃煤的低位发热量；r为环境温度下水的汽化潜热；w为燃煤的收到基水分。

所述蒸汽的比e_x由下式计算：e_x＝(h-h₀)-T₀(s-s₀)，其中，h、s分别为蒸气的比焓和比熵；h₀、T₀、s₀分别为基准态下水的比焓、温度和比熵。