燃气-蒸汽联合循环发电成本分析
赵贺凯，申哲巍，孙东海，李响，张树芳
（华北电力大学，河北保定071003）
热经济学方法，分析各设备的发电成本以及不同天然气价格条件下的发电成本，为投资者或决 摘要：联合循环的发电成本是制约其发展的因素之一.文中针对一联合循环电站，应用策者提供参考.
关键词：联合循环：发电成本：热经济学
中图分类号：TK472.5文戴标志码：B文章编号：1009-3230（2011)11-0026-03
Electricity GeneratingCostforthe Gas-steam CombinedCycle
ZHAO He-kai SHEN Zhe-wei SUN Dong-hai(North China Electric Power University Baoding 071003 China)
Abstract: The cost of bined cycle power is one of the factors that limit its development. It isbased on s bined eyele plant the paper analyzed the cost of power generstion on each equipment and the cost of power st different natural gas prices by the method of thermoeoonomic. It provided a reference for investors or decision makers.
Key words: Combined cycle; Electricity generating cost; Heat-economy
0引言
1事件矩阵
以图1为某一电厂三压再热无补燃式自然循系统为例进行成本分析，主热力系统由2台GE公司生产的PG9351FA型燃气轮机，2台DINO6196S三压再热无补燃自然循环卧式余热锅炉和一台CE公司生产的D蒸汽轮机，共同组成 多轴燃气一蒸汽联合循环发电机组.按照子系统划分原则，该能量系统划分成虚线框所示的14个子系统，28股物理佣流.其中燃料低位发热量为45919kJ/kg，燃料值为48146.6kJ/kg.以温度T0=288K，压力P=0.1MPs，作为烟的计算基准.
烟分析法综合运用了热力学第一和第二定级品味的最佳匹配，它不仅可以表明能量转换的 结果，而且还深刻地揭示出在动力装置中能量损失的确切部位、损失的数量和造成损失的原因，为评价装置的完善程度和制定改进措施提供可靠的依据.
佣经济学，是一种把热力学分析与经济因素相结合的交叉学科.它的基本思想是将能量系统划分成各个子系统，各子系统之间通过一些物理炯流连接，然后通过各子系统的期平衡与调成本平衡，并辅以必要的补充方程，得到系统中各股烟流的烟成本，进而得到系统最终产品的成本[2].
以图1为某一电厂三压再热无补燃式自然循环余热锅炉燃气一蒸汽联合循环的系统图，对此系统为例进行成本分析，主热力系统由2台CE公司生产的PC9351FA型燃气轮机，2台DI-NO6196S三压再热无补燃自然循环卧式余热锅炉和一台CE公司生产的Du蒸汽轮机，共同组成 多轴燃气一蒸汽联合循环发电机组.按照子系统划分原则，该能量系统划分成虚线框所示的14个
子系统，28股物理烟流.其中燃料低位发热量为45919kJ/kg，燃料烟值为48146.6kJ/kg.以温
1.1燃料产品定义
燃料和产品分别值一个子系统的输人和输出，见表1.
表1 子系统的地料成本[3]
子系统 1 燃料 E EE 产品2 E E 3 EEaB EEB4 EEgE EEgEu6 5 E E E -Bn En7 En EnEp8 EuBy E10 9 E B Es11 EEn Eg12 Bn-5 Es13 BE Ey14 Es B E
1.2补充方程的构建
①已知外部输人系统烟价W，建立一补充方程
②对于多产品的子系统，考虑能量产品品质不同，则各产品的单位網成本也不同.例如燃气轮机的输出电能和燃气排气，属于不同能级的 能量.
万方数据
图1联合播环系统图
(1)
(2)
度T.=288K，压力P=0.1MPa，作为烟的计算
③子系统的”燃料”为双线流，则其输人和输出单位烟成本也不同.例如联合循环蒸汽轮机的输人和输出蒸汽参数不可能完全一样，同样也有着不同的能量品质.
为能量的能质系数-，即将不同形式的能量对外能够做的功和其总能量的比值.能质系数可以反映各种能量品味的高低.
④内部产品不及利润，按传递价格计算.
2 非能量费用的折算
备的折旧费用按匀速折旧法.按照电厂设备经济 发电工程约投资23亿9千万人民币，每个设寿命25年，每年运行3500h，求出各子系统的概括折旧费，见表2.
表2
各子系统的非能量费用
子系统1 概括折旧费（元/h） 24015.552 24015.553 4 3667.24 3667.246 649.9810 996.3712 13 1562 49 2487.6
3 热经济学成本计算
14个子系统可以列出14个平衡方程式
(3)
(4)
(5)
补充方程得到的平衡式
(7)
(6)
式中：A为扩展了的事件矩阵，A=（A）；Z为扩展了的非能量费用，z=取天然气的价格为1元/m²，由公式（1）和C E=C m，得，C=28.2济学成本，见表3. 元/GJ.代人公式（7），求得各股炜流的单位热经
在任一系统中，燃料和产品是一定的，所得到加上折合成本Z，折合成本为按时间单位分配的 的产品的热经济学成本等于所消耗的燃料成本呢设备折旧、维修及劳务工资等.
将式（5）和式（6）合并，并加人折合成本，单位热经济学成本为
各股用境的单位热经济学成本
表3
烟 1 2565.25 焗值 单位热经济学成本 28.2 15 463.3 焗值 单位热经济学成本 59.82 2565.25 28.2 16 922.32 60.13 905.76 60.5 17 38.5 267.15 4 1098.9 905.76 60.5 37.8 18 19 38.85 76.38 267.1 271.76 1098.9 37.8 20 590.88 44.87 434.22 434.22 54.9 54.9 21 22 667.27 323.42 92.68 9 865.71 55.1 23 507.18 92.610 627.95 45.9 24 121.99 1611 12 210.98 312.35 46.1 92.6 25 26 4.71 4.5 1003.3 92.613 312.35 46.1 27 2.36 1005.314 463.3 59.8 28 2.36 1003.3
若考虑地域的差别，取天然气价格为0.8-
时的发电成本，见表4.
2.0元/m”，得出联合循环机组在各个天然气价格
不同价格下电始的发电成本
情
天然气价路（元/=） 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2发电成本（元/（KWh）） 0.2242 0.2793 0.296 0.3325 0.369 0.4055 0.4422
4 结论
Proceeding of ASME 1996.437 444.[2]王加璇，张性度，动力工程热经济学[M].北京：水[3]于淑嫌，白兰，董琪.联合播环电厂热经济学分析方 利电力出版社，2000.法的改进[1].热力造平.2008 90-93.[4] 王加晚，张树芳，成本方法及其在文电厂中的应周[M].北京：水利电力出版社，1993.
文中将热经济学方法应用于实际天然气联合循环电站，计算出了不同设备的单位热经济学成本，并分析了在不同天然气价格下的发电厂本.为投资者或决策者提供参考.
参考文款
[1]Royo ] Zaleta A Thermoeic aalysis of streamtubines am approach to marginl coet alloation In:
