王懷福，吳建東

(華能濟(jì)寧高新區(qū)熱電有限公司，山東 濟(jì)寧 272100)

0 引言

近幾年來煤價(jià)一直高位運(yùn)行，且仍在不斷攀升，火電企業(yè)基本是全線虧損，小型熱電廠更是生存維艱。如何合理發(fā)電，確定最佳效益負(fù)荷點(diǎn)，是減虧增效的重要手段。某電廠為區(qū)域性熱電廠，主要供工業(yè)熱用戶，日供汽量1600～2500 t，現(xiàn)有裝機(jī)容量為2×30 MW抽凝式供熱機(jī)組。本文以該廠實(shí)際工況參數(shù)、實(shí)際煤價(jià)為依據(jù)，探討了機(jī)組電負(fù)荷與效益的關(guān)系、最佳效益負(fù)荷點(diǎn)及量?jī)r(jià)與效益之間的關(guān)系。

1 發(fā)電成本、利潤(rùn)、邊際貢獻(xiàn)的計(jì)算方法

1.1 成本、利潤(rùn)及基本公式

根據(jù)傳統(tǒng)會(huì)計(jì)方式，成本及利潤(rùn)可以按照以下公式進(jìn)行計(jì)算，它們之間的關(guān)系如圖1。

成本計(jì)算公式:完全成本=變動(dòng)成本+不變成本(固定費(fèi)用G)

利潤(rùn)計(jì)算公式:利潤(rùn)總額(P總)=銷售收入(含電汽銷售收入)－完全成本

=銷售收入(含電汽銷售收入)－變動(dòng)成本－不變成本(固定費(fèi)用G)

1.2 邊際貢獻(xiàn)

單位銷售邊際貢獻(xiàn)是管理會(huì)計(jì)中一個(gè)經(jīng)常使用的概念，它是指銷售收入減去變動(dòng)成本后的余額，邊際貢獻(xiàn)是運(yùn)用盈虧分析原理，進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)決策的一個(gè)十分重要指標(biāo)。邊際貢獻(xiàn)一般可分為單位產(chǎn)品的邊際貢獻(xiàn)和全部產(chǎn)品的邊際貢獻(xiàn)，其計(jì)算方法為:

單位產(chǎn)品邊際貢獻(xiàn)=銷售單價(jià)－單位變動(dòng)成本

圖1 費(fèi)用收入與銷售量關(guān)系圖

全部產(chǎn)品邊際貢獻(xiàn)=全部產(chǎn)品的銷售收入－全部產(chǎn)品的變動(dòng)成本

顯然邊際貢獻(xiàn)越大越好，在訂價(jià)決策中，首先應(yīng)保證邊際貢獻(xiàn)不為負(fù)數(shù)，其次應(yīng)考慮，全部產(chǎn)品的邊際貢獻(xiàn)應(yīng)足以彌補(bǔ)固定成本，并仍有一定的積余。而在特殊訂價(jià)中，邊際貢獻(xiàn)保持正數(shù)是接受與否的底線。

1.3 熱電廠的邊際貢獻(xiàn)計(jì)算

熱電廠是同時(shí)生產(chǎn)形式不同、質(zhì)量不等的兩種產(chǎn)品——熱能和電能，它們對(duì)燃料能量的利用程度差別很大，迄今為止，尚無單一的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，能夠在質(zhì)量、數(shù)量上來衡量?jī)煞N能量轉(zhuǎn)換過程的完善程度［3］。一般根據(jù)熱負(fù)荷決定電負(fù)荷即以熱定電，熱負(fù)荷一定的情況下，電負(fù)荷變化時(shí)，熱電比、供熱比變化，供電煤耗變化，單位發(fā)電邊際貢獻(xiàn)也在變化。供熱比變化，會(huì)影響固定費(fèi)用在發(fā)電和供熱方面的分?jǐn)?，?huì)影響供熱成本和供電成本。

單位供電邊際貢獻(xiàn)=不含稅上網(wǎng)電價(jià)－單位燃料成本－其它單位供電變動(dòng)成本(單位電量材料費(fèi)、單位電量水費(fèi)等)

總利潤(rùn)P總=發(fā)電利潤(rùn)+供熱利潤(rùn)=(單位供電邊際貢獻(xiàn)×供電量+發(fā)電固定成本分?jǐn)?+(單位供熱邊際貢獻(xiàn)×供熱量+供熱固定成本分?jǐn)?

只討論發(fā)電利潤(rùn)時(shí):

某電廠含稅銷售電價(jià)為0.4105元/kWh，不含稅為0.35085元/kWh，因此:

銷售收入=電價(jià)×供電量(χ，單位kWh)=0.35085 × χ

變動(dòng)成本=單位變動(dòng)成本×供電量(χ kWh)=［單位標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)(元/kg)×供電煤耗(Mh，kg/kWh)+其它單位變動(dòng)成本(0.01元/kWh)］×供電量(χkWh)

某電廠2011年三月份標(biāo)煤不含稅單價(jià)為808.43 元/t，既0.80843 元/kg，因此:

既利潤(rùn)等于邊際貢獻(xiàn)總量減去固定費(fèi)用。Bg＞G時(shí)盈利，Bg＜G時(shí)虧損，Bg=G時(shí)持平，當(dāng)Bg為負(fù)值時(shí)加劇虧損，發(fā)電不如不發(fā)(從效益角度講)，Bg為負(fù)值或接近負(fù)值時(shí)應(yīng)該只發(fā)廠用電。在當(dāng)前電價(jià)情況下，減小發(fā)電量(或單機(jī)運(yùn)行)的目的是減小虧損，既減小發(fā)電量要能保證Bg值增加或不變小。不能得到正的P、而變?yōu)樽非驜g是一種非正常狀態(tài)，這主要是當(dāng)前“市場(chǎng)煤、計(jì)劃電”原因造成的。

1.4 邊際貢獻(xiàn)、供電煤耗邊界值

當(dāng)日固定費(fèi)用G為220000元，單位邊際貢獻(xiàn)Bg為0.025元/kWh時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算出的盈虧平衡點(diǎn)的日發(fā)電量χ為8800000 kWh。當(dāng)日固定費(fèi)用 G為220000元，日供電量為120萬kWh時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算出的盈虧平衡點(diǎn)的單位邊際貢獻(xiàn) Bg為0.1833元/kWh。當(dāng)標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)為0.80843元/kg(上月值)，單位邊際貢獻(xiàn)Bg為零時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算出的極限Mh為421.6 g/kWh。這一數(shù)字是Bg的正負(fù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行中，機(jī)組要禁止在超過此煤耗的負(fù)荷下運(yùn)行，否則就會(huì)加劇虧損。

知道目標(biāo)發(fā)電邊際貢獻(xiàn)值一樣可求得煤耗值，如要想發(fā)電單位邊際貢獻(xiàn)為0.02696元/kWh，當(dāng)標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)為0.808元/kg時(shí)，則根據(jù)公式求得供電煤耗必須低于388.3 g/kWh。當(dāng)Mh為0.400 kg/kWh、標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)為 808.43 元/t、日供電量為120萬kWh、日固定費(fèi)用為220000元時(shí)，盈虧平衡點(diǎn)的電價(jià)為0.593元/kWh(含稅)。

2 發(fā)電效益的影響因素及其相互關(guān)系

發(fā)電效益主要受電價(jià)、煤價(jià)、供汽量、供電量和供電煤耗五項(xiàng)指標(biāo)影響，其相互關(guān)系曲線如圖2。根據(jù)煤耗曲線可以看出，Mh是隨負(fù)荷變化的，因此Bg、bg也是隨負(fù)荷變化的，Bg是某一負(fù)荷下的bg與該負(fù)荷下的供電量的乘積，而不是某一負(fù)荷下的bg與最大負(fù)荷時(shí)的供電量的乘積，分析可知，始終存在著一個(gè)最大Bg負(fù)荷點(diǎn)，既最佳效益負(fù)荷點(diǎn)。

圖2 煤耗Mh、邊際貢獻(xiàn)Bg、供電量X關(guān)系曲線圖

從上到下，供熱量越來越大，既熱電比增大，煤耗降低。供熱量大到一定程度時(shí)，Bg線在高負(fù)荷段上揚(yáng)，表明機(jī)組可以滿發(fā);反之，供汽量減小時(shí)，能夠產(chǎn)生正值的Bg的負(fù)荷范圍減小，無效益或制造負(fù)效益(負(fù)Bg值)的機(jī)會(huì)增加。

從右到左，供熱量不變，電負(fù)荷降低，同樣熱電比增大，煤耗降低。煤耗最低點(diǎn)為以熱定電點(diǎn)，所發(fā)電量為自然電量。機(jī)組在“合適的”供熱參數(shù)下運(yùn)行時(shí)，煤耗最低點(diǎn)左側(cè)的工況(應(yīng)極力避免的工況)就不存在。

供汽量最大(80 t/h)和純凝兩種狀態(tài)下，煤耗最低點(diǎn)在滿負(fù)荷點(diǎn)，而中間呈弓背型(如圖:最低煤耗連線)。因低負(fù)荷下廠用電率高(曲線不理想)、低參數(shù)導(dǎo)致凝汽損失大，不論是靠調(diào)節(jié)門節(jié)流(定壓)還是滑參數(shù)(滑壓)。供汽量越大，高負(fù)荷時(shí)的煤耗曲線越平坦，說明機(jī)組適宜于滿負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)組具有較好的調(diào)峰性能。

最低煤耗點(diǎn)接近421.6 g/kWh時(shí)，bg、Bg也接近為零，最低煤耗點(diǎn)和最大Bg點(diǎn)重合，其它能夠產(chǎn)生正值的Bg的工況下最高Bg點(diǎn)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷，高于最低煤耗點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷，所發(fā)電量既薄利多銷，既最低煤耗點(diǎn)時(shí)的bg最大，但Bg卻不是最大，既在此后更高的負(fù)荷下，煤耗增加導(dǎo)致bg減小而對(duì)Bg產(chǎn)生的減小影響，不如χ增大對(duì)Bg的增大影響大，既一個(gè)減小較慢的數(shù)字乘以一個(gè)增大較大的數(shù)字，其乘積是增大的。起初兩者距離越來越大，此后距離越來越小，滿負(fù)荷時(shí)再次重合。最低煤耗點(diǎn)左側(cè)的工況應(yīng)極力避免。

創(chuàng)造正值的Bg的負(fù)荷范圍越小，平均煤耗越高，只要平均煤耗接近421.6 g/kWh，就只能發(fā)廠用電。當(dāng)極限煤耗紅線上移或煤耗曲線下移到使Bg足夠大時(shí)可沖擊滿負(fù)荷，紅線上移靠降低煤價(jià)和漲電價(jià)，煤耗曲線下移靠增大供汽量和提高運(yùn)行檢修水平。

舉例:某電廠三種實(shí)際工況下的Bg計(jì)算見表如下(標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)采用3月份實(shí)際值不含稅0.80843 元/kg，電價(jià)不含稅0.35085 元/kWh，Bg根據(jù)公式算得，考慮裕量乘以系數(shù)0.9):

表1 日供汽1700 tBg計(jì)算表

表2 日供汽2200噸Bg計(jì)算表

表3 日供汽2500噸Bg計(jì)算表

由表1～表3可知，電價(jià)為0.3105元/千瓦時(shí)，每臺(tái)機(jī)組供熱量達(dá)到52 t/h時(shí)可基本滿發(fā);電價(jià)為0.3305元/千瓦時(shí)，供熱量達(dá)到46t/h時(shí)就可滿發(fā)(圖3所示)。

圖3 供熱量35 t/h利潤(rùn)圖

3 典型工況下的最佳效益點(diǎn)

3.1 典型工況下的煤耗、邊際貢獻(xiàn)關(guān)系

如圖4，在Q=35 t/h狀態(tài)下(典型工況)，負(fù)荷2～3萬內(nèi)未找到最大Bg點(diǎn)，說明機(jī)組不能在2萬及以上負(fù)荷運(yùn)行。雙機(jī)供汽量在2500 t/天、即單機(jī)供汽量在54 t/h以上時(shí)，基本可滿發(fā)。

當(dāng)供熱量足夠大、煤價(jià)足夠低、電價(jià)足夠高時(shí)，bg變得足夠大，Mh對(duì)Bg的影響變?nèi)?，Bg值主要取決于χ，Bg曲線在最低煤耗點(diǎn)以后開始變平并上揚(yáng)，此時(shí)機(jī)組可滿負(fù)荷發(fā)電。

3.2 機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)的極限或轉(zhuǎn)折點(diǎn)煤價(jià)

可以滿發(fā)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，就是Bg曲線變成水平并開始上揚(yáng)的煤價(jià)，以Q=35 t/h狀態(tài)為例，設(shè)未知煤價(jià)為r，選取2萬和3萬時(shí)的Bg值，使其相等，得出的r為:

r=0.746元/kg，折合含稅價(jià)為873元/t。實(shí)際上Bg曲線變成水平只是轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這種情況下仍不能滿發(fā)，而要滿發(fā)煤價(jià)應(yīng)進(jìn)一步降低，我們可通過設(shè)一個(gè)滿負(fù)荷時(shí)的Bg期望值來算出可滿發(fā)的煤價(jià)，仍以Q=35 t/h狀態(tài)為例，如果期望滿負(fù)荷三萬時(shí)比兩萬負(fù)荷時(shí)每天多得2萬元的Bg話，其煤價(jià)r應(yīng)為:

(0.34085－0.429r)×30000×24 －(0.34085 － 0.415 r)×20000 ×24=20000

圖4 供熱量Q=35 t/h時(shí)的Mh、Bg曲線

r=563元/t，折合含稅價(jià)為659元/t，遠(yuǎn)低于現(xiàn)行實(shí)際煤價(jià)，依靠降低煤價(jià)在35 t/h工況下滿發(fā)不大可能。

3.3 電價(jià)提高后的發(fā)電最佳效益點(diǎn)

假設(shè)電價(jià)提高2分，仍以Q=35 t/h狀態(tài)為例，設(shè)未知電價(jià)為d，選取2萬和3萬時(shí)的Bg值，使其相等，得出的d為:

d=0.379 元/kWh，折合含稅價(jià)為 0.443 元/kWh。因此如要滿發(fā)，電價(jià)最少要提高:0.443－0.4105=0.0325 元/kWh。而 0.0325 元/kWh只是Bg值不隨負(fù)荷增加而降低的極限值，而不是盈虧平衡點(diǎn)的值。如果煤價(jià)繼續(xù)上漲，電價(jià)還要提高更多，顯然35 t/h供汽量下提2分仍不能滿發(fā)。

電價(jià)提高兩分后，使單位邊際貢獻(xiàn)為零的極限煤價(jià)變?yōu)?0.36085 －0.80843 r=0

既增加2分錢后雖不能扭虧為盈，但可使機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)Bg的機(jī)會(huì)減小(紅線上移)，既產(chǎn)生正Bg的負(fù)荷范圍擴(kuò)大，最大Bg點(diǎn)的負(fù)荷更高，因?yàn)锽g線整體上移，最高點(diǎn)的Bg值更大，特別是高負(fù)荷段的Bg線快速上揚(yáng)、抬頭，有利于多發(fā)、快增效。

3.4 內(nèi)部挖潛降低煤耗的影響

仍以Q=35 t/h狀態(tài)為例，如各負(fù)荷下煤耗降低10 g/kWh，看2－3萬負(fù)荷下的Bg值差別:

2×104kw負(fù)荷時(shí)的Bg值:Bg=(0.34085 －0.405×0.80843)×20000 ×24=6449 元

3×104負(fù)荷時(shí)的 Bg值:Bg=(0.34085 －0.419×0.80843)×30000 ×24=1525 元

顯然，目前煤價(jià)電價(jià)下，靠提高運(yùn)行檢修水平滿發(fā)困難(并非不要提高運(yùn)行及檢修水平)，但可帶較高負(fù)荷。

3.5 單機(jī)運(yùn)行及雙機(jī)運(yùn)行條件

根據(jù)某電廠3～4月份的實(shí)際工況，供熱量在70～80 t/h左右，一臺(tái)機(jī)運(yùn)行可滿發(fā)，如果兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行，只能以熱定電而不能滿發(fā)(提價(jià)前)，一臺(tái)機(jī)運(yùn)行煤的發(fā)熱量要求較高，發(fā)熱量須在17581.2 kj/kg以上(最好是18837 kj/kg左右)，價(jià)格較高，兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行可燒平均熱值159068 kj/kg的煤，價(jià)格較低，二者相差42元/t，現(xiàn)分析一臺(tái)機(jī)運(yùn)行和兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行各自的經(jīng)濟(jì)性。一臺(tái)機(jī)運(yùn)行日發(fā)電量6×106kwh以上，上網(wǎng)電量5×106kwh以上，二臺(tái)機(jī)運(yùn)行時(shí)每臺(tái)機(jī)負(fù)荷在1.5×104kw左右，發(fā)電量略高，但由于廠用電大，因此上網(wǎng)電量幾乎相同，現(xiàn)根據(jù)不同煤價(jià)計(jì)算出各自Bg值:

單機(jī)運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，單機(jī)運(yùn)行時(shí)煤耗約為338 g/kWh，煤價(jià)以三月份的808.43元/t為準(zhǔn)，其每天的Bg值為:Bg=(0.34085 －0.338×0.80843)×500000=33800元。

雙機(jī)運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行時(shí)，不能滿負(fù)荷運(yùn)行，每臺(tái)負(fù)荷約為1.5×104kw左右，上網(wǎng)電量基本相同，煤耗增加至約407 g/kWh，煤價(jià)降低42元/t，相應(yīng)Bg 值為:Bg=(0.34085 －0.407 ×0.76643)×500000=14456元。

如要取得與一臺(tái)機(jī)相同的Bg值，則反算出的兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行時(shí)的平均煤耗應(yīng)低于356.5 g/kWh，或者煤耗 0.407 不變，煤價(jià)應(yīng)為 0.67137，既不含稅標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)應(yīng)低于671.37元/t，既應(yīng)比現(xiàn)行煤價(jià) 808.43 元/t低 137.06 元/t。

如兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷達(dá)到4×104kw，煤耗達(dá)到415 g/kWh，供電量達(dá)到800000 kWh時(shí)，相應(yīng)Bg值為:Bg=(0.34085 － 0.415 ×0.76643)×800000=4281元。

如要取得與一臺(tái)機(jī)相同的Bg值，則反算出的煤耗應(yīng)低于389.6 g/kWh，或者煤耗415 g/kWh不變，煤價(jià)應(yīng)為0.71952元/kg，既不含稅標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)應(yīng)低于719.52元/t，既應(yīng)比現(xiàn)行煤價(jià)808.43元/t低 88.91 元/t。

顯然，兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行不合算，主要原因是該電廠3～4月份供熱量太低、煤價(jià)太高。

4 結(jié)論及建議

熱電機(jī)組隨著供熱量的變化，供電煤耗指標(biāo)相應(yīng)變化。在當(dāng)前高煤價(jià)背景下，通過測(cè)算確定機(jī)組發(fā)電最佳效益點(diǎn)，合理發(fā)電，對(duì)熱電企業(yè)減虧增盈具有重要意義。本文分析了典型工況下的煤耗、邊際貢獻(xiàn)關(guān)系，建立了數(shù)學(xué)模型，引入發(fā)電最佳效益點(diǎn)概念。特別對(duì)于機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)的極限或轉(zhuǎn)折點(diǎn)煤價(jià)，電價(jià)提高后的發(fā)電最佳效益點(diǎn)，內(nèi)部挖潛降低煤耗的影響，單機(jī)運(yùn)行及雙機(jī)運(yùn)行條件等典型工況進(jìn)行了研究。

研究表明，熱電機(jī)組應(yīng)降負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)要提高檢修水平，全力進(jìn)行內(nèi)部挖潛。在單臺(tái)機(jī)運(yùn)行供熱不足時(shí)，可適當(dāng)投高減，但單臺(tái)機(jī)運(yùn)行供熱量低于80 t/h(既每天1920 t以下)或兩臺(tái)機(jī)運(yùn)行(低供汽量下)時(shí)，應(yīng)力避投高減。此外還應(yīng)提高機(jī)組啟、停速度，盡量縮短在負(fù)Bg區(qū)的運(yùn)行時(shí)間。從提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，熱電機(jī)組還應(yīng)提高計(jì)量的準(zhǔn)確性，并將其作為指導(dǎo)機(jī)組高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，應(yīng)繪制電廠供汽量間隔5 t/h下的煤耗曲線圖，明確不同供汽量、不同煤價(jià)、不同煤耗下的最大Bg點(diǎn)，指導(dǎo)機(jī)組高效運(yùn)行，這些措施對(duì)熱電企業(yè)減虧增盈具有重要意義。

［1］孫茂竹，等，主編.管理會(huì)計(jì)學(xué)［M］.中國人民大學(xué)出版社，2009年7月第5版.

［2］青島捷能汽輪機(jī)股份有限公司.C30－8.82/0.981汽輪機(jī)說明書［Z］.青島捷能汽輪機(jī)股份有限公司，2003(4).

［3］李青，張興營，徐光照.火力發(fā)電廠生產(chǎn)指標(biāo)管理手冊(cè)［M］.中國電力出版社2007(3).

［4］劉勁風(fēng)，王述洋.電力系統(tǒng)信息安全關(guān)鍵技術(shù)的研究［J］.森林工程，2007，23(4):88 －91.