背压式汽轮机的工作原理与凝汽式汽轮机的工作原理基本相同；不同之处在于前者的排汽全部供给热用户使用，不像后者那样有冷源损失，所以热效率很高。背压式汽轮机的调节汽门开度主要由排汽管调压器的压力信号控制，可以维持排汽压力基本不变（恒压调节），保证供热质量。因此，这种机组的发电出力完全取决于热负荷的大小，多余或不足的电力可由电网或并列运行的发电机组调节。

背压式汽轮机的工况图如图2所示，分析时可以近似地用一条折线或直线代替。该模型可用最小技术出力（B）和容量（C）两个点的坐标来描述，必要时辅以斜率表示热电之间的数量关系。由于背压式汽轮机固有“以热定电”的特性，因此当热负荷中断时，它连同相应的发电机都只能停止工作，这是背压式汽轮机组最不利之处。

抽汽式汽轮机有一次抽汽和二次抽汽两个类型，一次调节抽汽式汽轮机的简化工况图如图3所示。图中多边形以内的区域即为其工作区。二次调节抽汽式汽轮机热电负荷调节原理和工况图，与一次调节抽汽式汽轮机的相仿。该模型的数学描述可用多边形所有定点的坐标表示，输入顺序依次为A1，A2，A3，…。其中，点A1为最小技术出力，点C为机组容量。

热电机组特别是背压式机组，热、电出力的固有耦合关系决定了热电机组带负荷的不同次序会影响随机生产模拟结果。取暖锅炉和凝汽式汽轮机的工况图退化为坐标轴上的一条线段，执行生产模拟程序时，只要输入相应的机组容量和最小技术出力数据即可。

（1）按“以热定电”原则发展热电联产，顾名思义，主要是强调装设背压机组，搞压（焓）差发电。但装有背压机组的自备热电厂，发电受热负荷制约，没有调整性能。这类电是不能调峰的，有时是给电网加大了平峰填谷的难度。背压机组与抽凝机组相比，有很多优点。主要的优点是能消除凝汽器内的冷源损失，热能利用率最高，发电煤耗最低。但它同时也有不足， 即适应负荷变化的性能差，完全是“以热定电” ，机组的发电量受制于热负荷的变化。特别是热负荷偏离设计值较多时，汽机的效率急剧下降，会大大减少机组的发电量，影响热电厂的节煤量和经济效益，同时也给热电厂的运行带来困难。

热电联产企业中，背压汽轮发电机组在额定热负荷点附近稳定运行时效率最高。对于一个稳定、连续和耗汽量较大的企业来说，选用背压机组是合适的；但对于热负荷随工艺流程变化的幅度大、速率高，即热负荷不够稳定的系统，如果仅选用某一种型式的供热机组，就势必得不到较高的经济效益。有的热电厂由于全是背压机，热负荷波动时又急于用电，不得不对空排汽发电，反而造成浪费。有些纯背压机的热电厂，由于热负荷长时间达不到设计值，机组利用率很低，只好又在主厂房内加装小凝汽机，利用背压机的排汽再发电，作为补救措施，因而达不到预想的经济效益。

背压机低负荷时，会导致下列后果：

①发电量减少，而厂用电率升高。

如B3-35/10机组，当热负荷下降至70%，其发电功率减至64%，热电厂的正常生产需消耗一部分厂用电和厂用热。供热量越小，热电厂的单位热耗与电耗就上升越多。比如邵阳热电厂，当热负荷为55%时，发电与供热总的厂用电率为30.5% ，比设计值高82.5%；又如苏州化工厂，当热负荷为37%时，热电厂厂用电率为32%，约比设计值高1倍。

②汽轮机的效率降低，经济性恶化。

对B6-35/10机组，进汽量减少10%，汽轮机内效率降低1.5%～4.5%；对B6-50/10机组，进汽量减少10%，内效率降低1%～2.5%。内效率下降，热化发电率会相应下降。例如B6-35/10机组，在额定工况下，热化发电率为28.4kW·h/GJ；在进汽量为额定工况的70%工况下，热化发电率降为26.1kW·h/GJ。低热负荷时，发电煤耗也将显著增加，当热负荷降低时，经济性将急剧恶化。

③发电与供热成本增加。

生产总成本基本上是由两大部分组成：一是可变成本，约占总成本的70%～80%，包括燃料费、灰渣的运输与处理和水处理费用；二是固定成本，与产量无关，基本是不变值，约占总成本的20%～30%，其中包括工资、折旧、大修理费和其他费用。供热量减少，发电量也减少，则分摊在单位电能上的和单位热能上的固定费用相对增加，导致成本增加。当供热量由额定工况减少至30%时，热电厂的单位发电成本将升高近3倍。

抽凝机组虽然比背压机组煤耗高，热效率比背压机组低，但具有一定的灵活性，供热量和发电量能独立调节，负荷适应性强。当热负荷低时，可以少供热多发电，保持锅炉在经济状态下运行。抽凝机组在抽汽量下降时，内效率上升，效益提高。另外，抽凝机组可多发电的优点，在当地电热比价较高情况下，使企业效益很显著。因此，有时化工厂选用背压与抽凝供热式机组联合供热方式更恰当，即以背压机组承带基本热负荷，抽凝机组承带变动热负荷，从而达到机组和整个系统稳定生产。而且，抽凝机和背压机同时运行时，如背压机低于额定工况运行，其发电机可以多带无功功率，可相应提高抽凝机的功率因素，抽凝机还可以超发，效益将更好。一些大的化工厂单独选用抽凝机组也多有所见。

只有装背压机组才能真正做到“以热定电”。但是背压机组只能在额定热负荷下平稳运行时才是合适的，才是节能的。若热负荷变化大而频繁，能耗就会上升。但实际上，在通常情况下，热负荷变化是大的，热负荷变化平稳的情况较少见，只发生于局部，因此不能以少概全。

（2）热负荷在一天中，一季之中，一年之中变化是十分大的，最小值与最大值相差好几倍。那么，“以热定电”到底以哪个热来定呢？顾名思义，只能用最大热量来定发电设备。这在通常情况下也是不经济、不合理的，不能充分发挥汽轮发电机组设备的利用率。

（3）热电联产是一个系统工程，能源在各个转换环节都会有损失，应该系统地、全面地看待、权衡，不能只重视一个而忽略其它。“以热定电”的那部分热化发电虽然减少了冷源损失，是节能的因素，但是如果热负荷变化大而频繁，则锅炉运行效率低，汽轮机内效率低，损失增加等费能因素所起作用，就可能有过之而无不及。由此可以看出，把以热定电作为原则的提法是不够辩证的。

（4）影响热电厂建设的外部条件和因素有许多，热负荷的大小及变化的情况是重要的因素，只能实事求是，因地制宜来建设。其装机规模与机型选择，应该在使热电厂综合热经济指标达标的前提下，经多方案技术经济比较，择优决定，而不能仅按“以热定电”的原则来决定。把一个因素强调到不适当的程度，把复杂的建厂条件简单化，就不能实事求是地决策，也就无装机方案的优化可言，从而会影响热电厂的经济效益。这种教训实在太多了，不能再继续下去了。由此可见，“以热定电”的提法是简单化和不实事求是的。

（5）“以热定电”的提法也是和我国能源发展战略以电力为中心的政策相悖的。1989年11月，中国科学院技术学部能源专组在向中央负责同志提交的我国能源发展战略研究报告中，提出了“因地制宜大力推行热电联产的分专题报告”，回避了“以热定电”的提法。因地制宜，就是按建设的具体条件定规模，大热电、小热电不可偏废。能建大热电的地方，就不应该建设小热电。要在节约能源、改善环境的前提下，做好供热规划，统筹考虑。

按“以热定电”原则发展热电联产，一般地说，是指导自备热电厂建设的一个正确的方针。如化工自备热电厂带的是本企业的热负荷，热负荷的量和变化规律是可以准确预测的，选用背压机组带基本热负荷，是有较好节能效益的。另一方面，化工系统热源有其特殊性，有大量的废热和余热可利用，典型的有硫酸余热和炭黑尾气，此时按“以热定电”的原则，选择合适的余热锅炉和发电机组是正确的。在有些情况下，按“以热定电”原则发展热电联产是合理的，应该加以肯定。