基于年费用法的电站辅机投资项目经济评价研究

0 引言

随着我国电力建设的迅速发展，大容量、高参数发电机组日益普及，新技术、新能源被逐渐推广利用，一系列变化对配套设备提出了新要求。在设备选型中，电厂除了考虑辅机设备与原料的匹配性，还要考虑电耗率，选择更加节能的系统。在设计评选中，专家组更侧重于高效、环保、低能耗、适应性强的设计方案。这些都促使技术人员越来越多地采用并推广各种新的评价技术，对设备方案进行评价。

确定一个投资方案，通常要经过技术经济比较，有时取决于技术，有时取决于经济。当某技术方案是无可替代的唯一选择，无论经济上差异多大，都不必作经济比较择优。如果增列经济对比，只是进一步说明所选方案的合理性；当方案不明朗时，则取决于经济比较和评价。经济性评价是电力辅机设备更新、设备管理、设备采购的主要依据，投标项目大多需以经济比较结果而决定取舍。本文通过对更新改造项目中引风机型式的比选，来对方法进行具体的描述。

1 项目概况

一次风机、送风机、引风机都是火力发电厂重要辅机，统称三大风机。其中引风机输送含粉尘的烟气，工作条件恶劣，而且在三大风机中功率容量最大，因此引风机选型的合理性直接影响电厂运行稳定性和经济性。

按照目前国内的制造水平，1000MW容量机组可供选择的引风机型式有离心式、静叶可调轴流式、动叶可调轴流式三种。风机的效率主要受风机型式、零部件气动结构、加工制造精度等几方面影响，其中零部件气动结构和加工精度对于大型风机制造厂来说，已经不存在技术问题，国内主要风机制造厂积累了大量的生产实践经验，已经有完善的理论和试验数据。

按照设备的技术参数，离心式、静叶可调轴流式、动叶可调轴流式三种结构型式的引风机都在国内的设计规格范围内，选用三种结构型式中的任意一种，都是可以制造供货的。因此，在技术方案允许的前提下，经济分析就成为设备技术改造项目投资的重要工作。

2 项目的经济评价

2.1 经济性比较方法 依据电力行业的特点，对于专业方案的选择，比较适用的方法是年费用法。年费用是以计及资金时间价值的动态理论，以拉平技术，用一个固定费用率f将投资费用及运行费用，平均分摊到电厂投产后至还贷折旧完毕期间的每一年之中。其表达式为：

NF=f×Z+U （1）

式中NF：年费用；f：固定费用率，由资金回收系数、税金、管理费及保险费构成，除招标书有明确指定之外，通常统一取f=0.17；Z：设备投资，包括设备费、安装费、管理费等；U：运行费，一般的运行费包括燃（原）料费和杂项（材料、用水、福利、维修、排污等）费用等，即通常所说的综合发电成本。

2.2 经济比较输入条件

2.2.1 设备费用 变频设备按照1000元/kW估算设备投资，三种风机以及离心风机加变频设备的价格如表1。

2.2.2 年利用小时数拟定 机组的运行模式，是由电厂的性质及其在电网中的地位决定的，各个电厂有所不同。通常招标书应指定的。假如未给出运行模式，在此情况下，只能合理地确定。确定的原则如1000MW级大型机组应带基本负荷，少参与调峰；调峰也尽可能在超临界参数以上运行，避免沦为亚临界机组等，假定年利用小时是5500，因此按照一般情况划分如表2。

2.2.3 运行费用 年费用法的精髓是集中突出方案的不同部分加以比较，除去在方案中相同的杂项部分，在经济比较时，三种设备引起厂用电率变化率差别不大，所以三种方案中涉及的管理费用、福利、排污成本差别非常小，可略去不计，所以运行费用主要包括燃料成本、检修维护费用。如果风机运行以热耗量计，则要计算热燃料成本，即应折算为标煤耗量计算运行费。因此方案对比可以只考虑煤价和机组热效率两个主要因素。

风机的轴功率计算公式为：

N=P×Q×100÷η÷3600÷1000 （2） 其中N：风机轴功率（kW）；P：风机压头（Pa）；Q：风机流量（m3/h）；η：风机效率（%）。

几种型式风机对比，引起厂用电率变化范围不是很大，所以对比方案涉及的管理费用、附属设备的成本是差别非常小的，可以认为是相等的，方案对比可以只考虑煤价和机组热效率两个主要因素。由于电动机效率为93%，依据本工程计算的年平均标煤耗284.9g/（kW?h）、标煤价710元/吨计算可以出来电耗成本，即每度电（kW?h）的成本价为：284.9÷1000×710÷1000=0.202（元），三种风机型式耗电量和运行费用对比如表3。

2.3 经济对比结果 按照最小年费用法进行对比，对比结果如表4。

从对比结果上可以看出，静叶可调轴流式风机年费用最小，经济性最好。动叶调节轴流式风机年费用稍高，但是（动态回收年限）17.76年后可以回收投资，在整个电厂服役期25～30年内，也有一定的竞争力。

另外从表4对比的结果可以看出，虽然离心式风机加上变频调节以后，风机效率高，年运行费用最低，但是由于目前高压变频器价格昂贵，需要很长时间，才能从节省的运行成本中回收投资，经济效益并不好。离心式引风机加上变频调节后，仅与自身未加变频调节对比，静态投资回收年限为10.5年，动态投资回收年限为25年，在电厂整个服役期内还能回收成本，但与高效的轴流风机对比，则难以在电厂服役期内回收投资，因此目前风机采用变频调节经济效益并不优越，除非以后变频设备国产化后，价格大幅度下降，才有竞争力。

3 结论与建议

通过经济性比较，可以得出明确的结论：采用静叶可调轴流式引风机年费用最低，动叶可调轴流式引风机经济性也有一定的竞争力。从综合比较结果和耐粉尘能力方面考虑，本工程推荐采用静叶可调轴流式引风机；通过招投标竞争，如果动叶可调轴流式引风机价格降到可接受的范围，也可以作为选择之一，而离心式风机+变频调节方式投资过高，近期内价格不能降低到可接受范围，因此不做考虑。因此在项目投资决策中根据经济比较结果，结合技术比较而给出更具科学性的建议，以达到技术上可行、经济上合理的目标，为设备招评标和设备方案的比选提供帮助。