热电冷三联供系统热电分摊方法的研究

1引言

为了有效地利用能源，能量的综合利用越来越为人们所重视。热电冷三联供是一种有效的能源利用方法。在热电冷三联供系统中，热电分摊的方法决定着热电双方的利益。目前，我国一般以热力学第一定律为基础，应用热量法对热电比进行分摊，把热电联产的好处归给电，这当然不利于鼓励热用户利用低品位的热能。本文根据热量的品质，把冷源损失分摊给热电双方，提出了一种新的热电分摊方法，对调动热电双方的积极性，有效利用能源具有现实意义。

2热量法与实际焓降法

2.1热量法

热量法是将热电厂的总耗热量按热电厂生产的热量和电量的比例来分。它建立在热力学第一定律的基础上，不区分能量的品质，起不到鼓励热用户利用低品位能量的作用。热量法热电分摊比为：

αr1=Qr1/Qz=Dr（ir-ih）/D0（io-ifw）（1）

式中Qz-热电厂产生的总热量，kJ/h；Qr1-热力系统供出的热量，kJ/h；Dr-供热抽汽量，kg/h；DO-汽轮机进汽量，kg/h；ir-汽轮机抽汽焓，kJ/（kg.K）；ih-热网回水焓，kJ/（kg.K）；io-汽轮机进汽焓，kJ/（kg.K）；ifw-锅炉给水焓，kJ/（kg.K）。

2.2实际焓降法

实际焓降法是按供热抽汽的实际焓降不足与新汽焓降之比来分配总热量。它鼓励热用户尽可能利用低品位热量，但将冷源损失都归结到发电方面，其分摊比为：

αr2=（Qr2/Qz）=Dr（ir-ip）/D0（io-ip）（2）

式中Qr2-实际焓降法抽汽供热量，kJ/h；ip汽轮机排汽焓，kJ/（kg.K）。

2.3两种方法间的关系

（1）式可改写为：

αr1=Dr（ir-ip）/DO（i0-ifw）+Dr（ip-ih）/DO（i0-ifw）（3）

式（3）右边第一项为抽汽焓降不足耗热比，第二项为热化发电和抽汽焓降不足冷源损失耗热比。它把冷源损失归于热，而好处归到发电方面，显然不合理。

在这里引进一个系数-抽汽焓降不足系数s：

s=ir-ip/i0-ip（4）

另外一个极端就是把冷源损失都归到发电方面，这时可把（3）式改写为：αr1=Dr（ir-ip）/DO（i0-ifw）+Dr（ip-ih）/DO（i0-ifw）·s=Dr（ir-ip）（ip-ih）/DO（i0-ifw）（i0-ip）（5）

当热网回水焓和锅炉给水焓相等时，αr1=αr2.实际焓降法考虑了由于抽汽供热而导致作功不足，对热能质量利用不利的方面，但由于把冷源损失都归到发电方面，影响了发电的积极性，作用和热量法正好相反。目前，我国一般采用热量法计算耗热电这一指标。

3热电分摊新方法

为了平衡热电双方的利益，更好地提高能源利用率，有必要对冷源损失进行合理分摊。在这里根据热量的品质，利用最大有效热量的概念对冷源损失进行分摊。

汽轮机抽汽的热量最大有效利用率为：

ηr=1-T0/Tr（6）

式中Tr-汽轮机抽汽温度，K；

T0-环境温度，K.

热用户热量的最大有效利用率为：

ηy=1-T0/Ty（7）

式中Ty-热用户处的温度，K.

热用户的热量最大有效利用率与汽轮机抽汽的热量最大有效利用率比为：

G=ηy/ηr=Tr（Ty-T0）/Ty（Tr-T0）（8）

考虑到热用户与发电厂双方的利益，将冷源损失按质分摊，得到的热电分摊比为：

αr=αr1（1-G）+αr2·G（9）

热用户利用的热量品质越接近于抽汽的热量品质，G越接近于1，汽轮机抽汽供热方面分摊的热量就少；反之，越接近于0，汽轮机抽汽供热分摊的热量就多。

4结论

根据热量的最大有效利用率，对热电冷联产系统按质分摊冷源损失，克服了热量法与实际焓降法的缺点，有效地反映了能量的利用效率，有利于促进热电冷三联供系统的优化，更加合理地利用能源。