火电工业布局

火电工业布局比较简单，主要考虑负荷需要，燃料生产的分布及其运输条件、水源等因素。世界火电站的布局，主要有以下几种类型：①靠近负荷中心；②靠近燃料产地（典型的是坑口电站）；③同时接近负荷中心与燃料产地；④在燃料基地和负荷中心之间，选取水源充足、取水方便，并与燃料基地有运输干线相通的地点布厂，港口电站也属于这种类型。比较理想的火电站区位，是同时靠近负荷中心和燃料产地，在大煤田基础上发展起来的地区工业综合体，如德国的鲁尔、莱茵地区，俄罗斯之库兹巴斯、顿巴斯，美国之阿巴拉契亚地区，中国的山西、内蒙古西部、兖济徐淮地区、辽中南地区、豫西地区、黑龙江东部，都是这种比较理想的火电布局区位。从发展上看，接近燃料基地的火电中心，一般都有可能发展为同时接近负荷中心和燃料产地的火电基地。但在多数情况下，由于煤炭资源同电力负荷中心的分布不在一起，甚至相距较远，因此火电站布局经常遇到的矛盾是就消费地建厂、调进燃料，还是就燃料地、架线输电。这个问题的实质，就是输电与运煤经济效益的对比。这种对比，需要考虑多种因素。

第一、煤炭质量（主要是发热量）和输电电压等级。在同样的装机条件下，煤炭发热量的高低，决定发电用煤量的大小，从而影响对煤炭运量、运力的需求。在负荷中心建设 500 万千瓦的电站，运煤发电，当煤的发热量为

7000 大卡/公斤时，发电总用煤量为 960 万～1350 万吨（按度电耗煤 0.32～

0.45 公斤标准煤计）；5000 大卡时为 1344 万～1890 万吨，修一条单线铁路就能满足运输需要；3000 大卡时年用煤 2240～3150 万吨；2000 大卡时为3360～4725 万吨，必须修复线才能满足运输需要。这种差异既影响到相关运输投资，也影响到煤炭到站的价格（折成标准煤炭计算）。相反，如在煤产地修建同样规模的电站，架线输电，则输电容量不受煤质的影响（不同质的煤发出的电在质量上是一样的），而受输电技术、电压等级的影响。同样输送 500 万千瓦的电力，当电压等级为 22 万伏时，一条输电线路就承担不了； 电压等级为 33 万伏时，也担负不了；50 万伏双向回路短距离基本可满足需要，但运距在 1000 公里以上时，50 万伏双回路的正常输送容量是 180 万千瓦，在 600 公里左右时 3 回路才能满足需要；比较合理的是 70 万伏以上。这样输电线路的总投资也就不同。

第二、输送距离。修路运煤，在运距上一般不受限制，而且随着运距的延长，运价率还相应降低，运距的长短只影响煤的总运费。输电距离，则受电压等级的限制，根据输电的技术参数，22 万伏线路，经济输电距离在 300 公里左右；33 万伏线路，在 500 公里以上；50 万伏在 1000 公里以内；73.5 万伏在 1000 公里以上。超过一定距离就不能正常运行，或者线损率大大提高，这一点对输电方案是一个重要制约因素。

第三、负荷性质。电力负荷中心如果同时是重要的热负荷中心，架线输电，不能同时满足电、热的需要，负荷中心除输入电力外，还得单独建设供热设备。在这种情况下，如果在负荷中心建设热电站，既供电，又供热，可大大提高燃料的热效率，在经济上可能是有利的。

第四、电网和交通运输系统的现状。如果现有电网较多，规模较大，拉线并网较便，就较有利于输电方案。相反，如果有方便的水运条件，或者是

现有铁路技术条件较好，经过改造可大幅度提高运力，不需建新线，就有利于运煤方案。

第五、线路经过地区的地形条件。修铁路受地形条件影响很大，新线每公里投资，在山区、特别是困难山区比平原地区高很多，而架线受的影响较小，投资相对也差少。根据中国的情况，如果修铁路以平原地区每公里投资为 1，则在丘陵区为 1.2，在山区为 1.3，在困难山区为 2.7；而架线，只分别为 1.15、1.2、1.35，因此在困难山区修 1 公里铁路比修 1 公里输电线路

投资要大得多。以 75 万伏输电线路与单线铁路相比，后者为前者的 6.59 倍。按 1/3 分摊，也比前者高 1 倍多。而且在困难山区铁路运行费用也比平原地区高，而输电线路基本上不存在这方面的差别。因此负荷中心与煤基地之间， 地形复杂时，架线输电比修路有一定的优越性。

上述因素的影响，在以下几个主要经济指标中反映出来：

第一、基建投资。为了可比，输电投资包括线路、变电站、中间补偿和能耗补充装机的投资，铁路包括线路、机车车辆的投资，其投资按煤运量占运力的比例分摊。计算中联系到煤质、运距、电压等级，煤、电输送单位均折成标准煤。输电与运煤单位运量（万吨公里）投资（元）对比如表 30。

表 30 输电与运煤单位运量投资对比

资料来源：杨洪年：“煤炭运输方式技术经济评价”，《技术经济研究参考资料》，1981 年第4 期。

上表说明，对输电而言，运距和电压等级对单位运量投资的影响较大， 在 100～1000 公里范围内，单位输电投资是递减的，75 万伏的又低于 50 万伏的。对铁路运煤而言，单位运量投资不受运距的影响，而受煤炭热量的影响较大。发热量越高，单位运量投资越少。输电与运煤对比，运距在 100 公里时，修路运煤比架线输电投资少，煤发热量越高，节省的越多；运距在 300～ 1000 公里范围之内，煤发热量在 2000 大卡以下时，架线输电比修路运煤投

资省，发热量在 3000 大卡也是输电投资少；但发热量在 4000 大卡以上时， 修路运煤投资较少。

第二、运输成本。输电成本包括线路、变电站、串联补给的折旧、维修支出、电能损耗支出；铁路运输成本按实际成本计算，对比如表 31。

表 31 输电与运煤运输成本对比

资料来源：同表 30。

上表说明，电压等级与煤炭发热量是影响成本对比的主要因素。电压 50 万伏，煤发热量在 3500 大卡以下时，输电成本比运煤成本低；3500 大卡以上时，运煤成本低。电压 75 万伏时，煤发热量 5000 大卡以下时，输电成本较低。

第三、输送能耗。对输电讲，能耗与距离成正比，与电压等级成反比。运煤能耗则与煤质及铁路牵引动力有关。设装机 200 万千瓦，输电与运煤按标准煤计算，每万吨公里能耗对比如表 32。

表 32 输电与运煤能耗对比（公斤/万吨公里）

资料来源：根据《技术经济研究参考资料》1981 年第 4 期有关数字计算。

上表说明，按标准煤计算，铁路蒸汽机车牵引 3000 大卡以上的煤，万吨

公里的能耗低于输电；用电力机车、内燃机车牵引 2000 大卡以上的煤，单位运量能耗也低于输电。从能耗指标看输电一般处于不利地位。

第四、供电成本。就近燃料地建站，燃料到站价格较低，特别是可以利用碎煤、低质煤、洗厂的中煤和煤泥，因而发电成本较低。但除发电成本外， 还要计算电的损失和折旧、修理支出。在负荷中心建电站，煤炭到站成本较高（包括煤出矿价格加运费），但可节省输电损耗和输电设备的折旧修理支出，二者对比如表 33。

表 33 供电成本对比（分/度电）

资料来源：同表 32。

上表说明，在运距 100 公里内，运煤较输电的供电成本低，在 300～1000 公里内，煤发热量在 3000 大卡以上，也是运煤的供电成本较低。

综合上述因素，可以得出一个总的概念：在运距长、运量大、流向单一， 煤发热量在 4000 大卡以上，而输电技术水平不高时，在负荷中心建站，铁路运煤比在燃料地建站、架线输电的总费用要小些，特别是实行水铁联运或能利用大型水运干线时，经济效果更好；但利用低热值煤、输电距离和输送容量同电压等级相适应时，则是就燃料地建站比较经济。如输电技术、电压等级提高，特别是实行直流高压输电时，由于输电线路投资、线损率、有色金属消耗量与电压等级成反比，与单位走廊宽度输送容量成正比（据国外计算， 每公里线路造价，50 万伏、75 万伏线路比 33 万伏的分别降低 40％和 60％， 线损率 75 万伏的比 40 万伏的降低一半，单位走廊宽度输送容量（兆瓦米），

75 万伏的比 40 万伏的高 2～2.5 倍），输电经济效益可大为提高。但到底是输电合算还是运煤合算，很难一概而论，需要就具体方案进行具体的计算和分析。

从今后发展趋势看，由于一次能源地区分布不平衡，而电力负荷中心日益增多和分散，电力完全按消费中心来就地平衡是不可能的。水电站区位的机动很小，火电站选点则相对灵活，而输电与一次能源的输送技术水平不断提高，输电与运送燃料的经济距离随之延长，因而在火电站布局上，从一个国家的范围来看，有必要也有可能采用多种布点形式。从电力工业本身看， 电网和联网有明显的经济技术效益。从整个国民经济看，运输成网也有明显的技术经济效益。架线输电有利于电网规模的扩大，修路运煤有利于全国运输系统的完善，因此就燃料和就负荷中心这两种布局形式，均不宜偏废。只是各国各发展阶段的具体情况不同，侧重点也有差异。法、意、日等国，一次能源资源缺乏，发电用燃料大量进口，并早就建立了全国统一电网，他们比较重视就负荷中心建站（特别是港口电站）；西德在 50 年代初，发电煤耗

较高，用煤量大，电站主要靠近燃料产地。发展到 70 年代，因采用大机组而煤耗大幅度下降，电站又趋向于接近负荷中心，但莱茵褐煤区的坑口电站群， 仍保持较高的技术经济效益；前苏联一次能源丰富，全国也有十几个联合电网，其中有 8 个已组成全国统一电网。而铁路运力比较紧张，因此比较强调在大型煤炭基地建站，东电西送；美国除少数孤立系统外，全国机组在电网上基本上联结起来，全国分成九大安全协作区（东北区、大西洋岸中区、东中区、东南区、中部美国、中部大陆、西南区、德克萨斯区、西部区），其

中有的安全协作区就是一个电网，其余安全区是由 12 个分区联合电网组成的。但美国铁路运力有富余，比较重视在负荷中心建站，利用现有铁路潜力运煤，他们认为高压长距离输电并不经济。

中国 60 年代以前，由于铜铝工业水平低，进口困难，供需矛盾很大，而运煤所需的设备器材较易解决；电网规模不大，分布局限，电压等级不高（都在 22 万伏以下），经济输送容量和输送距离有限；许多负荷中心，同时需要大量的电和热，而全国各负荷中心，原来都很少有热电站，因此，新建的大中型火电站，较多的是靠近负荷中心。现在这些情况有了较大变化，就燃料地建站的布点形式增多，在全国重点建设的大型煤炭基地，都将有步骤地建为煤电基地，北电南送，西电东送，以缓和北煤南运、西煤东运给铁路带来的压力。但这种布点形式，特别需要注意与煤基地建设的配合。在建设时间上，应先抓煤基地，再抓电站，煤电紧密连接；在规模上要相互适应，尽量吃低质煤；在输电距离上要适中，随着电网规模的扩大，电压等级的提高， 再逐步延长输电距离，扬其长而避其短。同时，还不能忽视在负荷中心建站的必要性，特别是要多发展联合供电供热，以提高煤的热利用效率，节约一次能源。为此，在煤炭运输上，还应因地制宜，采用多种运输方式，在新建、改造铁路线路的同时，更多地利用水运、铁海联运，研究试验管道运煤，以降低煤炭的运输费用。