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热电联产

时间:2023-05-30 09:59:45

第1篇

1、热电联产的兴起与发展时期

从1953年到1967年期间,电力工业第一个五年计划及十五年远景规划中,当时学习原苏联经 验,发展热电联产,建设区域性热电厂是很受重视的。第一个五年计划的主要任务中明确确 定了发电量与供热量的增长数字,在技术政策上也明确要建立供工业用的热电厂和供工业及 市政公用的热电厂,发展热化事业。所以在第一个五年计划中,大部分新建的电厂是热电厂 ,都装有抽汽式供热机组,1957年供热机组占全部火电设备容量,从1952年的2%增加到17% 。在世界上仅次于当时苏联,居世界第二位。

在制订电力规划中,提出除了在用热多的大企业近旁建设大型热电厂外,还应注意到小型工 业热电厂建设问题,只要工业企业有热负荷40~50t/h,就应研究建设热电厂。同时也认识 到热电联产不仅是电力工业部门的事,也要与其他工业部门密切配合,要考虑综合经济效益 。在 制订区域热电厂计划时,重视热力负荷的真实性,选好供热机组型式,以切实保证热电厂节 约燃料的目的。

当时市政生活热化方面尚未提到主要日程,以满足工业热负荷为热电厂建设原则,不专门建 设热化热电厂。当时提出建议各地区采用自备锅炉供暖,采用热水为介质供热,以为今后大 量改由热电厂供热时,可以不再改造已建的用热设备,以免造成浪费。

在此期间,电力系统在华北电力设计院组建了供热管道室,约有近百人,专门负责研究热化 发展规划,热力网建设等问题。为培养热化建设人员,还聘请了原苏联专家指导热化规划设 计。这个机构同时还承担了区域热电厂的热力网工程设计。从1954年建立到1960年初,这个 组织已全部掌握了热化的规划设计工作,并建立了一套符合我国国情的热化发展的基础资料 ,提出了国家发展热化有关研究调查报告。

1962年为摸清第一个五年计划以来所建热电厂的经济效益,总结成功的经验和失败的教训, 以便更好地结合我国国情,研究发展热电联产。以华北电力设计院供热管道室为主,组成六 个强大的调查组,对十五个热电厂进行了全面的系统调查。

报告认为:这些热电厂供热能力平均利用程度仅为48%,其中有15%左右的机组投产后2~3年 供热能力可以充分发挥,节能效果较好;而大多数热电厂投产后要经过5~7年供热能力才能 充分发挥,平均的节能效益较低;少数热电厂投产后,由于各种原因热负荷显著减少,甚至 主要热用户由于计划变动,搬到其他地方建设,致使机组长期不能发挥效益,也有因机组选 择不合理在非采暖区装了具有低压抽汽的供热机组,降低了热化效益,影响热电联产事业的 进一步发展。

尽管有上述问题“总结报告”提出:1960年15个热电厂共发电110.25亿度;供热11.72×1 0 6百万大卡;节约85.41万吨标准煤;平均每百万大卡节约73公斤标准煤;比较好的热电 厂 ,每供热一百万大卡,平均节约标准煤89.64公斤。热电厂建设中比凝汽电厂多耗钢材,经 计算每多耗一吨钢材,每年平均可节约34.4吨标准煤,热电联产的优越性仍然是显而易见的 。

2、1971年~1980年期间

热电联产项目发展处于低潮,主要原因是第一、二、三个五年计划期间建设的热电厂,由于 热负荷设计偏大,造成热电厂节能效益下降,同时建设区域热电厂需要协调有关工业建设和 城市建设规划,工作量很大,一时难以定案,致使热电建设受到很大影响。同时由于热负荷 限制不可能发展大容量供热机组(当时供热机组最大容量为5万千瓦),而大容量高参数凝汽 机组,热效率高,热电联产方案与分别生产热能、电能方案比较,热电联产效益差。

在此期间,由华北电力设计院支援各大区设计院的热网专业人员也因热电工程不多而改行。 

后期国民经济发展较快,用热量增加,热电厂仍然增加了供热机组97.5万千瓦,占新增火电 装机的6.8%。但公用的供热机组占到23%,也就是说这段时期自备热电厂的比重增大了。

3、“六五”计划时期热电联产建设有了新的发展

1981年以后,中央提出到2000年工农业总产值翻两番,人民生活达到小康水平的宏伟战略目 标,在能源政策上提出了节约和开发并重方针。在节约能源上采取一系列措施,积极鼓励热 电联产集中供热,中央及各级地方政府中设置了节能机构,国务院建立了节能办公会议制度 。国家计委在计划安排上专列了“重大节能措施”投资,支持热电厂项目建设。

在此期间,电力部除了在计划司内组织审查节能项目外,在动能经济研究所成立了热化室, 承担小型节能项目审查工作。在总结以往经验的基础上,强调建设热电厂其热负荷必须落实 可靠。当时制订的原则是:需要供热的企业没有批准的计划任务书,电厂不考虑供热、不安 装供热机组,不给予报批热电厂设计任务书。为提高热化经济效益,尽可能的采用背压式机 组或抽背式机组。

1981~1985年期间节能基建共安排热电项目137项,总规模达到236万千瓦,计划年节约标准 煤383万吨。这137个项目中,区域热电厂78个,自备热电厂59个,以公用区域热电厂为主。

由于热电联产能够有效地节约能源:改善环境质量;减轻分散锅炉房工人的劳动强度和节约 宝 贵的城建占地等优点已被越来越多的人所认识,并受到各级领导的重视。国家计委、国家经 贸委、电力部、建设部和国家环保局已将优先发展热电联产集中供热作为产业政策确定下来 。中华人民共和国第90号主席令批准的《中华人民共和国节约能源法》第三十九条规定,国 家鼓励开发下列通用节能技术:推广热电联产,集中供热,提高热电机组的利用率;发展热 能梯级利用技术,热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术,提高热能综合利用率。 从此发展热电联产有了法律保障。最近国家计委、国家经贸委、电力部、建设部印发了《节 约能源法》的配套法规之一《关于发展热电联产的若干规定》以鼓励促进热化事业健康发展 。

二、中国热电联产的现状

1、目前热电联产发展的特点

经过40多年来热电建设的经验积累,目前已形成一条中国式的热电联产发展道路,除了几个 大城市采用的大型机组供暖外,主要发展了中小型热电联产和自备热电厂。

(1)最近几年热电厂的建设主要是在已有的工业区内搞热电联产,代替目前分散运行的小锅 炉,因而热负荷比较落实,资金易于筹集,建成后能很快的形成供热能力,发挥出较好的经 济效益。

(2)热电厂建设强调要服从城市总体规划和城市热力规划,并明确没有城市热力规划的热电 项目不予审批,因而现在很多城市和县镇均编制有热力规划。1997年底国家计委又专门发文 要求各地编制热电联产规划。将热电建设纳入长期发展计划。

(3)热电建设中以区域热电厂为主,也发展一个企业为主兼供周围企业的联片供热的热电厂 和企业纯自备热电厂,以发挥各自的优越性。

(4)热电厂的建设已由电力部门独家建设,发展为电力部门、地方政府和部门企业共同建设 的兴旺发达局面。

(5)建国初期(1949年)甚至建国前建设的中低压凝汽电厂,随着城市的发展,这些电厂已处 于城市的中心地带,而机组老旧煤耗高,纷纷改建为热电厂向城市供热,使老电厂恢复了生 机。

(6)随着城市供热规模的扩大,开始采用20和30万千瓦抽汽冷凝供热机组,这些高参数大容 量机组,在非采暖期与凝汽机组效率基本相同,在采暖期有明显的节能效益,因而在热电联 产集中供热中发挥了巨大作用。

(7)一些地区由于乡镇工业的发展,需要统一解决电和热的供应问题,因而一些县、镇形成 大办热电的高潮。

(8)各地区开发区的建设,都将建设热电厂做为招商引资的基础设施,积极发展热电联产。

2、现在热电联产已达到的水平

到1996年底为止,中国热电联产的情况:

供热设备容量 2047万千瓦

年供热量 94759万吉焦

平均供热厂用电率 7.11千瓦·时/吉焦

供热标准煤耗率 40.13千克/吉焦

6000千瓦及以上供热机组共999台总容量达1902.69万千瓦占单机容量6000千瓦及以上火电装 机总容量的11.26%。

在运行的热电厂中,规模最大的为吉林热电厂,装机容量为75万千瓦。在北京、沈阳、吉林 、长春、郑州、天津、秦皇岛和太原这些中心城市已有一批20万千瓦、30万千瓦大型抽汽冷 凝两用机组在运行。

星罗棋布的热电厂不仅在中国大江南北,长城内外迅速发展,就连黑河、海 拉尔、石河子和海南岛这些边疆城市也开花结果。区域热电厂已从城市的工业区,发展到 了乡镇的工业开发区,苏州地区更形成村办热电厂的高潮。

在负责城市集中供热的热力公司中,规模最大的为北京市热力公司,现已有供热管网283公 里(其中热水网248.8公里,热水管径最大为1400mm蒸汽网34.2公里,蒸汽管径最大为1000mm )。供热面积达3400万平米,供应蒸汽897t/h,共有105个工业用户,民用热力站728个,工 业热力站124个。

到1996年底,全国666个城市中,建有集中供热设施的近40%。1996年底全国集中供 热的供热能力:蒸汽17615万吨/年,热水5.6亿百万千焦/年。 1996年底全国集中供热面积为73433万平米,热化率为12.01%。东北、华北、西 北三北地区集中供热面积59198万平米,占全国集中供热面积的80.61%,热化率为26.43% 。目前北京集中供热面积突破8000万平米(热电联产、集中锅炉房和联片供热),集中热化率 已达34.6%。 〖BT3〗

三、热电联产在中国体现的优越性

〖HT〗1、节能

据1982年统计资料,全国热电联产建设与建凝汽式电厂加锅炉房供热比较,约多投资10亿元 ,年节约标煤量500万吨,折合节约吨标煤净投资200元左右,节能经济效益是显著的。 1991年底国家计委、原国务院生产办、原能源部联合批准执行的《小型节能热电项目可行性 研究技术规定及附件》中,也规定新建热电的年节约吨标煤净投资,后来的“补充说明”中 已将该数值调整为1000元/吨以下。

北京第一热电厂从1973年开始至今,年发电煤耗均在300克/千瓦·时以下,最好的1986年曾 达261克/千瓦·时,供热标煤耗率为36~37公斤/吉焦,其他比较好的几个热电厂1986年的 实际发电标煤耗为:

供热标煤耗率 发电标煤耗率

襄樊热电厂 40.68公斤/吉焦 162.48克/千瓦时

苏州热电厂 47.29公斤/吉焦 231克/千瓦时

朝阳热电厂(1989年) 43.72公斤/吉焦 173克/千瓦时

南通印染厂热电站 49.92公斤/吉焦 178克/千瓦时

锦州热电厂(1989年) 44.17公斤/吉焦 224克/千瓦时

杭州热电厂 40.79公斤/吉焦 330克/千瓦时

大连热电公司 43公斤/吉焦 208克/千瓦时

分散小锅炉供热的标准煤耗率为55~62.1公斤/吉焦,20万千瓦凝汽机组的发电标准煤 耗率为350克/千瓦·时(1996年6000千瓦及以上电厂发电标准煤耗377克千瓦·时)。 热电厂能有效地节约能源。 1996年全年供热量94759万吉焦,年供热节煤量估计为1760万吨,若标煤按245元/ 吨计算,则年节煤效益为43亿元。

2、改善环境质量

分散供热的小锅炉一般是单台容量小(根据1995年底的统计,全国工业锅炉平均容量仅为2.4 T/H,采暖锅炉容量更小,根据各地劳动部门的统计,容量<4T/H的锅炉约占锅炉总台数 的 80~95%);烟囱低(一般在40米以下);热效率低(广州1991年实测313台,平均热效率67.0% , 兰州1991年实测150台平均热效率68.7%实际负荷率61%,最低的仅19%,另据一些地方反 映,采暖小锅炉的热效率则在30%以下);除尘效果差,有的小锅炉房甚至无正式的除尘设备 。而热电厂的锅炉容量大(3000千瓦背压机需装35T/H锅炉,25000千瓦背压机需 装220T/H锅炉),热效率高,(一般链条炉在80%左右,煤粉炉则达85~90%)烟囱高(可在80米 以上,大型热电厂超过200米)。除尘效率高,一般可在90%以上。最近几年推广使用的循 环 流化床电站锅炉还可在炉内脱硫更有利于环境保护。由于热电联产能节省大量燃料,锅炉容 量大,热效率高,除尘效果好并能高空排放,故能有效地改善环境质量。由于节省燃料还减 少了运煤和运灰渣的汽车尾气污染,对改善环境质量极为有利。

3、缓和当地的电力紧张

由于多种原因造成电力工业的发展赶不上国民经济的发展,长时期大范围地形成电力紧张的 局面,最近才有所缓和。热电联产有效地缓和了当地电力紧张的被动情况,有的热电 厂已形成当地的重要电源点。

1996年底全国单机6000千瓦及以上供热机组装机已达1902万千瓦,按发电设备利用小时为 5000小时估算,年发电量为862亿度,约为全国发电量的8.6%,如果考虑单机6000千瓦以下 供热机组的发电量则热化发电量的比重还将提高。

热电厂都建在热负荷中心,区域热电厂的上网电量也在就近消化,而电力系统的 大型电厂则要远距离输电,我国自1985年至1996年500千瓦以上电厂及供电地区线路损失率 为8.06~8.73%,由热电厂供电减少的线路损失也是可观的经济效益。

4、提高供热质量,发展生产,改善人民生活

分散小锅炉房由于设备条件限制和煤质变化,不易保证供热质量,压力和温度的波动会影响 工艺生产,影响产品质量。 居民采暖的小锅炉,一般为间接供热,供热时间短,温度低。热电厂集中供热为连续运行, 稳定可靠供热质量高。现在有的城市职工分配住房,先问是不是由热电厂供热,足见热电厂 供热深受住户欢迎。各轻纺工业由小锅炉改由热电厂供热后,由于供热介质参数稳定,产品 质量有很大提高,甚至因此获奖。

5、为灰渣综合利用创造了条件

分散供热时灰渣不好集中利用,热电联产则为灰渣综合利用创造了有利条件。现在有些热电 厂附近新建有水泥厂、砖厂和保温材料厂。

6、节约宝贵的城建占地

工业企业中的锅炉房连同煤灰场要占用比较大的面积,对上海、天津这样的老工业城市, 有的连扩建一台锅炉的地方都很紧张,因而想尽快实现热电联产集中供热。原有的锅炉房和 煤场灰场可移做他用以扩大再生产。

〖BT3〗四、目前发展热电联产存在的问题

〖HT〗1、热电建设资金不足

目前,热电建设的资金来源有三方面:一是国家政策投资(节能基建贷款)或节能技术改 造贷款(现改为银行贷款);二是靠各地方财政(能源交通基金)、基础设施投资、 更新改造资金、开 发区的开办费和环境保护费补助等;三是用热受益单位集资。近些年来国家分给节能基建投 资,不足全国基建总投资的1%,节能技改投资也在逐年减少。据估算“九五”期间每年 需要形成 直接节能能力500万吨标准煤,应投资100亿元,而目前每年节能基建和节能技改资金不足, 缺口很大。最近一个时 期也出现了引进外资建设热电厂,但为数不多。有的热电工程也 开始实行股份制,增加了资金渠道。但总的来讲,大量的工程普遍感到资金来源困难,有些 很好的热电项目无法建设。

2、法制不健全

目前一些工业发达国家为发展热电联产集中供热,制订了法律、法规,我国《节约能源法》 1988年才开始施行,配套法规之一《关于发展热电联产的若干规定》2月份才公布,尚待 宣传贯彻。

3、行业管理工作急待加强

到1996年底全国单机6000千瓦及以上供热机组999台,共1902万千瓦,其中小型热电机组 649台,共575万千瓦,基本为地方热电厂,行业管理工作很差。各工业部所属热电厂,技术 力量较强,但其领导机关也无专职机构,一般只设1~2人代管,也有的无人管只有电力部 所属热电厂才有健全的管理体制。各地电力局是行业主管部门,应该担负起重任,保证节能 的全部落实。

4、发展热电联产的产业政策不够落实

国家计委和原能源部发布了一批鼓励支持发展热电联产的文件,但实践中尚存在不少问题, 很多方针政策不能落实。例如:

(1)政策不配套

热电厂是节能企业,是国家确定优先发展的产业,但税收与金融政策不配套,原贷款利息优 惠30%取消了,贷款偿还年限越来越短,供热原来不上税现在也要上税,致使一些盈利的热 电厂也变成了亏损户。

(2)热电厂不参加调峰问题

国家计委资源〔1989〕973号文中,以及国家计委、国家经贸委、中国人民银行、机械工 业部、电力工业部等五部联合发文计机经(1995)2372号文,均对热电厂给予了优惠政策,如 文中明确提出“热电联产机组在供热工况下,不参加电 网调峰,企业自备或联产供热电站新增自发电自用。供电部门不得扣减其原由电网供应 电力、电量指标”。“在已批准建设的小型热电厂给予交纳上网配套费除外的规定”。在具 体实施中还有不足之处,如有的电网对背压机组调度调峰,对热电厂不以热负荷为主调度, 因此保证不了热电厂的效益,使建设热电厂无法还贷。 (3)上网电价与联网

目前各地方对上网电价反映很强烈,有的地区由于上网电价过低,挫伤了地 方办热电的积极性。江苏省地方热电厂上网电量,电力局付给一部分上网电费,“三电办” 补贴部分电价的做法,对发展热电起到了促进作用。

(4)热价问题

热价问题是多少年来一直影响热电发展的老问题,电力部所属热电厂绝大多数厂是供热亏损 ,供的越多,亏本越严重,而且从五十年代亏到现在。地方热电厂在“保本微利”的 思想指导下,热价也定的较低。有的供工业盈利,供民 用赔钱,有的工业与民用全赔钱。同一城市的电、热价格也应有差别。最近几年由于我国热 电事业的发展,一个城市已经出现了若干个热电厂,由于这些电厂建设年份不同,有的建的 早,已全部偿还完贷款,这样不同的厂供电供热成本大不一样,但市里则统一规定电、热价 格,造成苦乐不均的不合理情况。

(5)环保效益问题

热电联产集中供热能有效地改善环境质量,这已被越来越多的人认可,环保部门大量的调查 数据也证明了这一点,但至今热电联产的建设并未从环境改善收到任何效益。

(6)科研设计力量弱

科研力量严重不足,至今尚无全国性的热电联产集中供热研究机构,设计机构很多,人力过 剩,但未很好的组织起来。各电力设计院由于主要精力投入大型火电厂的设计,对热电厂的 设计反而不如其他非专业设计院重视。远不能适应形势发展的 需要,全无技术储备。例如:远距离供热问题;多热源联网的经济运行问题;热电机组选 择和匹配经济性的研究等,无人研究。望有关部门加强科研设计力量,以提高热化专业的水 平。

五、热电联产建设经验与技术发展趋势

1、热电联产建设经验

(1)制订鼓励发展热电联产的政策

为促进热电联产事业的发展,国务院、国家计委及有关部门制订颁布了一系列政策和规定 ,如对小热电项目免交所得税、调节税,小热电利润不纳入地方财政预算,热价和电价“高 来高去”,等优惠政策。

目前政策仅限于小热电厂的发展,希中央各有关部门在调查的基础上,制订发展区域热电联 产和大型机组供热采暖等有关政策。

(2)因地制宜发展热电联产

中国各省市经济发展不平衡,各地区自然条件与基础设施也有很大不同,客观条件不一样, 因此热电联产的发展一定要结合具体情况,因地制宜的建设大型或中、小型工程,区域 热电厂、小联片热电厂或自备热电厂均应按具体情况发展。

(3)提高热电设备的装备水平

为提高热电厂的经济效益和节能效益,国家计委和机电部决定在我国研制次高压系列供热机 组。经科研、设计、制造、安装和使用单位的共同努力,次高压供热设备已基本上配套,推 动了热电事业的建设和发展。目前新建节能小型热电厂项目的供热机组中有90%的 容量选用次高压参数。

最近几年循环流化床锅炉在热电建设中也得到迅速的发展。

(4)非采暖期和季节性用户

在供工业生产用汽与民用采暖热负荷的热电厂中,每年的采暖期以后,热负荷减少很多,热 电厂的经济效益大受影响。北京第一热电厂从1974年开始发展七个工业用汽的季节性用户, 每年的采暖期结束时,这七个工厂的自备锅炉停运,改用热电厂的蒸汽,采暖时再倒换过来 ,这样提高夏季热负荷30~100吨/时,提高了热电厂的热负荷利用率和经济效益。由于停用 小锅炉,也改善了周围的环境质量。目前我国已有一些热电厂采取这项措施,都收到很好的 效益。最近几年利用热电厂的蒸汽供溴化锂吸收式制冷,实现热、电、冷联产,提高了热电 厂夏季的热负荷,增加了综合效益。

2、热电联产技术发展趋势

(1)大城市发展大型抽汽冷凝两用机组

目前已有北京、沈阳、吉林、长春、郑州、天津、秦皇岛和太原等中心城市安装有20万、30 万千瓦大型抽汽冷凝两用机组在运行,在城市集中供热方面发挥了主力军的作用。

(2)推广循环流化床锅炉

由于循环流化床锅炉可以燃用劣质燃料,这就为一些地区有劣质燃料而销售困难的情况带 来希望。推广循环流化床锅炉,燃用当地劣质燃料和含硫较高的煤,有利于煤炭工业发展。 建设热电厂为当地工业发展提供充足的电力和热能,促使国民经济走上良性循环的发展道路 。

(3)城市发展热、电、冷联产

随着工业的发展和人民生活水平的提高,采暖范围已突破数年前中央的规定范围,由北方向 南方的 一些地区扩展。在南方的一些省、市由于银行、宾馆、饭店商场和文体设施等公用建筑物的 增加,人民居住条件 的变化,对空调制冷的需要也日益迫切,为此一些地区已发展一批以热电厂为热源的集中供 热与制冷系统。溴化锂制冷热负荷的增加,使热电厂的综合效益明显提高,现已出现 加热、电、冷联产迅速发展的势头。

(4)城乡发展煤气、热力、电力三联产

在国家计委等领导部门积极支持下,以燃煤为原料的,同时生产煤气、热能、电力三联产工 艺科研试验,已取得成功并通过国家小型试验鉴定。即将开展工业试验,试点 工程已通过初步设计,正在施工中。由于城市和乡村对煤气化、热化和电气化都非常迫切, 故该科研课题受到广泛的关注,盼望早日成功推广。

(5)在条件适合的地区利用现有工业锅炉发展热电联产

我国目前有单台容量大于10吨/时共29.4万吨/时的工业小锅炉,如果将其中的1/3改造为热 电联产,可装供热机组800万千瓦,这将对缓解电力紧张,节约能源,改善环境,提高供热 质量等方面都发挥重要作用,更将给建设单位创造出可观的经济效益。

(6)现有中低压凝汽机组改造为热电联产

我国目前尚有930万千瓦小型凝汽机组,煤耗高,热效率低,急需进行技术改造。现在一些 有条件的中小机组已结合当地的热负荷需求改造为供热机组。目前电力工业部已 做出规划,平均每年改造50万千瓦机组为热电联产。

六、中国热电联产的前景

热电联产事业经过40多年的发展,已具有相当规模,但还远不能满足实际需要。由于 以下的因素其发展前景非常广阔。

1、节能工作的需要

根据全国能源平衡,到2000年为保证国民经济的正常发展,能源尚有很大缺口,需大量建 设火电厂,满足工农业生产用电,但却受到资金、资源与环境等因素制约,因此势必更加重 视节能工作。 热电联产已被公认是节能的有效措施,目前已被国家有关领导部门做为优 先发展的产业确定下来,并已公布《节约能源法》等一批相应的文件,优先发展热电联产。

2、环境保护的要求

由于城乡工业的发展,环境污染越来越严重,随着人民物质文化水平的提高,环境保护的意 识越来越高涨。分散供热既浪费能源又污染环境已被越来越多的人们所认识。城市和村镇 要求实现集中供热的呼声越来越高。

3、工业用热需求量大

1996年全国共生产一次能源总量,折合标煤126000万吨,同年全国发电用标 煤32748万吨, 供热用标煤3803万吨,两项合计占标准煤量的29%。而据有关资料报导,煤炭消费中除发电 、炼焦、交通运输和民用煤外,建材和其他工业的用煤的比重则 占40%。也就是说建材和其他工业用煤量远大于发电和供热用煤量,一次能源转换成电能 的比例和电力占终端能源消耗的比例太低。从前边分散小锅炉的分析中也可看出,发展热电 联产的潜力很大。

4、民用采暖和生活用热迅速增加

到1996年底,全国集中供热面积为73433万平米,热化率仅12.01%。东北、华北、西北地区 集中供热面积59198万平米,热化率26.43%。根据建设部的规划,到2000年全国集中供热 的热化率将达到15%,东北、华北、西北地区将达到25~30%,经济发达和开发城市将达到45 ~50%。

据有关部门推算,到2000年,全国城镇平均每年新建住宅1.5~1.8亿平米,到本世纪末全国 城镇人均居住面积达到8平米。目前全国各地都在大量建设住宅,1993年全国城镇新建住宅2 .66亿平米,创历史最高记录。

近几年随着人民生活水平的提高,原来不装采暖设施的城市,在新建筑中也装了采暖设施, 因而供热范围在我国由北方向南扩展,采暖范围不断扩大。

城市集中供热热化率的提高,新建筑的增加,供热范围的扩大,从三方面对热源建设提出了 巨大的需求。

5、农村小热电的发展具有十分广阔的市??lt;BR>广大农村是我国社会和经济发展中的一个重要方面,为了实现本世纪末达到小康水平,到21 世纪中叶,基本实现现代化,达到中等发达国家水平的目标,关键是农村的工业化、城 市化和现代化。据有些专家研究,到21世纪中叶,我国大约有6亿农村人口转移到城镇中 ,农村人口的转移带来商品能源的大量增加。

目前在一些经济发达的地区,农村小热电已发挥出显著的经济效益、节能效益和环境效益。 由于电与热有保证,外商纷纷前来投资,为招商引资做出了贡献。又由于小热电的建设,也 为当地劣质燃料打开了销路,将收到综合社会效益。

6、政府的大力支持

第2篇

1供热方案设计

1.1热源概况

该项目为满足城市冬季供热质量及供热安全性,热源由主热源及调峰热源构成[1]。主热源为于2002年已投产发电的热电厂,此次三期需扩建设备为2×350MW抽汽凝汽式间接空冷汽轮发电机组配2×1200t/h超临界、一次中间再热燃煤锅炉。调峰热源为2004年已建成的城西供热站,设备为高温热水(130℃/80℃)供热锅炉,现装机容量为4×58MW+1×84MW,供热能力为316MW,可供热面积约为550万m2。热源的装机容量及外供热量详见表1。事故状态下的紧急预案计划将(2×350MW)热电联产配套管网与调峰配套管网实施联网运行,在冬季采暖期内若出现某一热源设备故障,两管网间可相互贯通,将事故影响降低到最小范围。区域内最大热负荷为725MW,若热电厂出现单台350MW机组故障,另一台机组与调峰联网,供热能力达631MW,事故最低热保障率为87%;若调峰1×84MW故障,电厂与调峰其他锅炉联网,可将热保障率控制为100%。该方案的实施可充分保证城市供热系统的运行安全。

1.2供热方案

1.2.1首站方案据对其他城市已建成热电联产项目的了解,首站位置一般为二种方案。第一种方案为热电厂将蒸汽送至用户附近设立首站,以缩小热水管网的高差;第二种方案为在电厂内设立首站,以符合热力站要求的130~80℃的高温水送至用户热力站。第一种方案适用于供热区域内有超压热力站,需要热电厂提高机组的抽气压力,降低发电量,且蒸汽输送热损失较大,对热电联产而言非常不经济,故该项目选用第二方案。

1.2.2(2×350MW)热电联产方案考虑到城市中心区域内现状管网的实际情况,尽量利用现有管网,避免对城市道路的破坏,因此该方案确定热电厂与调峰锅炉房之间进行切网运行。在保证供暖质量与供暖安全的前提下,确保热电厂最大供热负荷,以减少环境污染,实现节能减排的目的。室外温度为5℃,供热系统开始供热,在温度降至-1℃过程中,电厂2×350MW作为系统热源;室外温度降至-2℃系统开启调峰热源,与2×350MW热电实施切网运行。

1.3供热管网

1.3.1供热参数的确定该工程供热区域内有大量原有供热站的配套一次、二次管网,为了充分利用原有供热系统设施,便于与原系统相衔接,供热管网运行参数为:一级热网水温130℃/80℃,耐压等级1.6MPa;二级热网普散系统水温85℃/60℃,地暖系统水温50℃/40℃,耐压等级1.0MPa。系统原理如图1所示。

1.3.2补偿方式该工程管网敷设主要采用无补偿热安装直埋敷设方式,仅在部分与原有管道相连接或与其他热源并网处采用有补偿方式。管径<DN500mm以下管道采用直埋无补偿冷安装方式,管径≥DN500mm管道采用直埋无补偿电预热安装方式。

2水力计算

2.1水力计算的条件及原则根据《城镇供热管网设计规范》(CJJ34-2010),热网供/回水温度取130℃/80℃;管道绝对粗糙度K为0.5mm;管内介质流速不大于3.5m/s。根据同等类型规模换热站经验统计数据,局部阻力损失附加α值取20%;干线末端换热站内供回水压差按13mH2O考虑。

2.2计算结果管网阻力计算。计算得出该项目一级热网水力计算的管道比摩阻基本控制在30~80Pa/m,支管的比摩阻小于300Pa/m。该项目一次热网最不利环路为电厂首站B~31#换热站管段,总长为8357m×2,供回水总阻力损失为637.99kPa。

2.3热网循环水泵及系统定压

2.3.1热网循环水泵的流量和扬程校核该工程的热网循环水泵在电厂内的供热首站内,(2×350MW)机组一级热网循环水泵的流量按电厂首站设计供热能力630MW进行计算,得出该工程一级热网最大流量为10833.5t/h。外网环路损失包括:热网环路的阻力损失为73.4mH2O;小区换热站内部阻力取10mH2O;首站除污器取0.5mH2O;首站内部阻力取9.5mH2O。以上数据相加得到近期首站循环水泵的总扬程H为93.4mH2O。本期新建主管网B~F10管段最大流量为404.48(t/h),远期机组最大规模747MW的设计流量可达10704.56(t/h)。现电厂首站采购热网循环水泵四台,单台水泵流量为3035t/h,扬程130mH2O,可满足热网运行及规范要求。循环水泵拟采用变频控制方式,以达到节能要求。

2.3.2系统定压及水压图该工程的供热半径约11.6km,主热源位于整个系统地势标高的中部与最高点热用户相差不太大,计算出静水压线高度为39.9mH2O,实际取40mH2O。一级热水管网的定压采用变频调速定压方式,定压点设于热电厂首站循环水泵入口,定压点压力取400kPa,因此补水泵扬程定为40mH2O。通过对最不利工况(tw=-12℃)进行水力计算分析得出,当室外温度在-4~-12℃时,热电厂与调峰热源同时运行,一级热网主干管实施切网运行。根据水力计算结果及热网的地形标高,绘制热网主干线的水压图,可知一级热网主干管最不利环路为首站至31#换热站,管道总长8357m×2,干管压力损失31.9mH2O,供回水最不利损失为63.8mH2O,系统最高点压力为133.8mH2O,无超压现象,如图2所示。

3热网运行调节

热网运行调节方式主要有质调节、量调节和质量综合调节三种[4]。热电厂2×350MW热电机组,既发电又供热,监控系统应达到一定的水平,另外尚有供热站作为调峰热源,为减少建设投资和运行费用,供热管网采用质量综合调节方式较佳。首先供热系统在投入运行之前,为使供热介质流量的分配符合设计工况,采用专用阀门,对各配热干支线的流量进行一次调节。其次在供热系统运行期间,建筑物的采暖和通风等热负荷随室外气温而变化,为保证供热质量,该工程将采用遥测、遥控等自动调节设备(热网控制器),以控制供热介质的流量、压力和温度。质量综合调节方式要求对热网和热源进行实时监控,且首站的热网循环水泵需采用变频调速泵设计。主热源担负基本负荷,根据室外温度的变化启动调峰热源。采暖初期系统流量维持主热源的设计流量不变,随着室外温度的降低,供水温度逐渐升高,当室外温度下降至-9℃以下时,(2×350MW)热电联产热电达到满负荷,随着室外温度进一步下降,(2×350MW)热电联产热将7座热力站切给调峰热源供热。

4管网监控系统设计

该工程热网主要包含电厂出口计量、首站、调峰热源、热力站和关键点。为了节能,提高供热效率,取得较好的经济效益和社会效益,有必要建立计算机监控系统。计算机控制系统将实时、全面的了解热网的运行情况,同时还是热网安全、可靠、高效运行的保证[5]。

4.1供热管网监控系统该工程监控系统采用二级网络SCADA系统,以工业级计算机和通讯网络为基础,进行分散控制、集中管理。工程将在首站设一监控中心作为上级主控中心MCC,成为整个供热系统的调度中心,该调度中心设于(2×350MW)热电联产集控室内。热网中选择重要分支关键点、热力站和最不利端用户作为分控中心的下级本地监控站LCM。通过光纤双冗余通讯方式将泵站、热力站、关键点等与监控系统相连,上报管网运行数据至上级监控分中心MCC,进行统一调度管理。计算机控制系统由主控中心、监控分统中心、本地站、远程终端站、通讯网络和与监控控制有关的仪表等部分组成。为了检修方便,建议热网控制系统与主机控制系统保持一致。供热管网监控系统结构图如图3。

4.2主控中心MCC调度中心(MCC)的任务为集中监测管理所辖范围内所有供热热网,负责分析计算、运行指导及故障监测。整个供热系统的调度指挥中心(MCC)必须获取每一个LCM的重要数据信息,以制定供热系统的整体运行方案。还需对管网水力工况的检测、监督,提出经济合理的运行方式;显示各热源厂及整个管网关键点的实时在线参数值;显示管网的水力工况分析结果;具备平均负荷预测分析、计算及管网仿真能力;在事故状态下可连续监测显示某一参数的实时变化。最终构成一个综合管理信息系统。

4.3本地监控站LCM本地监控站LCM一般设置在热源的出口、关键点及热力站,以保证热力管网正常的运行工况。监控站将所有管网的参数传至调度中心,由调度中心对热网进行管理。该热网设热源出口2个、关键点14个、热力站121个。该热网的LCM分为热力站、热源厂出口、关键点的LCM三种类型。热力站的监控参数包括一级热网和二级热网监控参数,参数包括供回水温度、压力、循环水泵状态、补水泵状态等。热源厂出口LCM完成本地监测、显示的同时,向MCC上传热水的温度、压力、流量等参数。关键点LCM监控官网运行情况,采集用户的一次进出口差压参数作为供热管网干线参数上传MCC。

5结语

第3篇

节能减排 热电联产 循环流化床锅炉

1、引言

1.1节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。通过加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,从能源生产到消费的各个环节,降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费,有效、合理地利用能源

1.2热电联产是一项世界公认且大力推广的节能、环保产业,在我国20多年的发展过程中,以其在节能、环保等方面的独特优势,得到了较快发展,同时在推进能源综合利用、改善环境质量、加快地区经济发展等方面发挥了重要作用。鼓励发展热电联产,对加快推进节能减排具有重大而深远的意义。以下结合晋江热电有限公司(以下简称晋热)的现状及一系列改造,探讨热电联产机组的节能与减排措施。

1.3晋热位于福建省晋江市安东工业园区,是一家集发电、供热和向所在园区企业代供电的热电联产企业。热电厂现有2台260T/h东方锅炉厂生产的循环流化床锅炉和2台武汉汽轮机厂生产的C50一级抽汽凝汽式汽轮机,单机额定抽汽量80T/h,最大抽汽量140T/h。随着近年来煤炭价格的不断攀升,国家对节能减排的高度重视,热电厂的生产成本居高不下,因此,通过技术革新、节约挖潜、推进电厂节能减排尤为重要。

2、循环流化床锅炉的优点及节能减排改造

2.1循环流化床锅炉燃烧技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术,具有许多其它燃烧方式没有的优点:

1)循环流化床锅炉属于低温燃烧,因此氮氧化物排放远低于煤粉炉,并可实现在燃烧过程中直接脱硫,脱硫效率高且技术设备经济简单,其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加烟气脱硫。

2) 燃料适应性广且燃烧效率高,特别适合于低热值劣质煤。

3) 排出的灰渣活性好,易于实现综合利用,无二次灰渣污染。

4) 负荷调节范围大,低负荷可降到满负荷的30%左右。

2.2 在我国目前环保要求日益严格,电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高、 国民经济发展水平不平衡、燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下,循环流化床锅炉已成首选的高效低污染的新型燃烧技术。

2.3晋热的循环流化床锅炉尾部对流烟道布置18台北京金中科声SCK-18A型声波吹灰器,由于其功率小,吹灰效果不佳,排烟温度一直在160℃以上,甚至达到170℃,无法达到锅炉的设计排烟温度147℃,导致锅炉效率降低,甚至影响锅炉出力,尾部烟道受热面的积灰还使烟气流通截面减小,烟气流动阻力增加,使风机的耗电量增加。因此采取各种措施保持受热面的清洁对提高锅炉热效率,节约引风机的耗电量是很必要的。经过考察和比较后,针对公司锅炉的特点,在原有的吹灰器数量上再增加6台北京中科声的大声波吹灰器(效率更高),使用压缩空气作为吹灰介质,试运行一段时间后,排烟温度有了明显的降低,基本上在150℃左右徘徊,锅炉效率有了大大提高,实现了节能的目的。

2.4循环流化床锅炉在燃烧过程中可脱除SO2、NOx等有害气体,同时采用电除尘技术去除烟气里的烟尘,其排放物可达到国家的排放标准。晋热的循环流化床锅炉的脱硫是在燃烧时向炉内添加石灰石进行脱硫。原先装置的石灰石系统是在输煤3#皮带的尾部用人工添加石灰石来操作,不但存在着加料不均匀和劳动强度大、工作环境恶劣的缺点,而且还浪费石灰石及影响锅炉的安全运行,制约了脱硫效率。现两炉共用一个容积为350m3(有效容积为280 m3)的石灰石粉储仓,储仓置于炉岛电梯竖井旁框架内,下方分岔为2个石灰石粉出口,共设两条输送管路,各对应一台锅炉,每台炉的前后墙各设有两个进粉口。石灰石粉通过手动检修门,经过上下两只变频旋转给料阀进入喷射器,利用高压罗茨风机将石灰石粉吹入炉膛。仓顶设备置于标高18米层两炉连接的水泥平台上,主要有布袋除尘器、罐车进料口、人孔等。为防止堵粉,粉仓配有流化装置,并配备相应的新型三叶罗茨风机、加热器等附属设备。投运改造后的石灰石系统,脱硫效果比改造前的比较发现,锅炉燃烧工况稳定,克服了人工添加不均匀的缺点,脱硫效果更佳,完全能够达到环保要求,且实现调节敏捷、可靠、安全,节约了人工费用,但增加了厂用电率和设备投资、维护,实现了减排的目的。

3.热电联产机组的供热形式分析及改造

3.1热电联产是既发电又产热的先进能源利用形式,与热电分产相比具有很多优点:一是降低能源消耗;二是提高空气质量;三是补充电源;四是节约城市用地;五是提高供热质量;六是便于综合利用;七是改善城市形象;八是减少安全事故。其供热形式:锅炉产生的蒸汽在背压汽轮机或抽汽汽轮机发电,其排汽或抽汽除满足各种热负荷外,还可回收高品质的凝结水重复利用。

3.2晋热的两台C50一级抽汽凝汽式汽轮机,设计单机额定抽汽量80T/h,最大抽汽量140T/h。原先设计的供热方式有三种:第一种是中压蒸汽供热(1台减温减压器),一次蒸汽温度为540℃,压力为9.8MPa,经过减温减压后,二次蒸汽温度为330℃,压力为2.5MPa;第二种是从汽轮机第七级叶片后抽出经过发电的蒸汽供热用户使用,十分经济。第三种方式是低压蒸汽供热(1台减温减压器),一次蒸汽温度为540℃,压力为9.8MPa,经过减温减压后,二次蒸汽温度为300℃,压力为1.0-1.27MPa。其中第一种方式为新蒸汽直接供用户使用,不经济,第三种作为第二种的备用;鉴于第一种方式,公司领导研究决定进行改造,经过与汽轮机厂家及多位专家共同讨论后决定,从一级抽汽管道上外接一根管道经减温后直接供热用户使用,选用合适的管径,能够满足用户需求。经过改造后运行数据验证了当初的决定,运行参数稳定,不需要频繁操作,可以在线调控,安全可靠,且不要增加设备投资,实现经济、节能的环保要求。

4.冷却塔的改造

4.1由于当初晋热在设计时,冷却塔的选型是喷雾通风式,每台汽机各配套两个喷雾通风冷却塔,采用自然通风冷却;同时对汽机冷却循环水系统计算有误,加之其它外部原因,造成循环冷却水温偏高,汽机在室外气温超过30℃时,凝汽器进水温度就已达35℃,出水温度达46℃左右,当对外供热量还未形成规模时,电厂在汽机接近纯凝状态下,无法满负荷运行,运行的经济指标也随之下降。

4.2为了解决这个问题,晋热请了省电力研究院、中试所、冷却塔的厂家和原设计单位的多位专家重新进行论证、设计。经过专家组对循环水系统现场运行情况的分析,指出存在的问题是循环水量不足和和冷却塔循环水压达不到设计要求。针对这种状况,专家组对汽机循环水系统提出改造方案:保持现有循环水系统基本不变,在此基础上单台汽机对应单个冷却塔,同时对冷却塔进行改造,每个冷却塔新增加三台风机,配套三台电机(其中每个冷却塔各有一台电机可以全速和半速切换运行),改为机械通风式冷却塔,循环水通过管道系统与原系统总管串联。剩下的两个冷却塔改为蓄水池(5000T),平时蓄满水,作为水库停止供水时的调节水。方案确定后,利用机组调停期间加班加点改造冷却塔。经过一段时间的试运行(夏天),汽机在室外气温30℃时,凝汽器循环水进水温度降到31℃,出水温度为42℃,机组带满负荷时真空为92KPa左右,完全可以满足要求,保证机组的安全、经济运行。同时可以根据气温情况调整冷却塔的风机台数,节省厂用电量。通过计算,改造两个冷却塔所发生的费用在两年内可以收回成本。

5.其它方面的改造

晋热在节能减排方面尝到甜头以后,更加不遗余力地对全厂能够改造的系统进行了梳理和技改。如:一次风机、二次风机、引风机的叶片切割,改变了大马拉小车的低效率状况;工业水泵、除盐水泵、凝结水泵变频改造(凝结水泵后因设计原因,试运行一段时间后多次发生电气故障,停用至今)等等,其技改基本上都取得了良好的经济效益,符合节能减排的国家政策。

第4篇

关键词:热电联产;供热机组;换热器;选型

Abstract: into the 21 century, the traditional cogeneration units efficiency technology is mature and further to integration, intelligence, and network of modern technologies direction. At the same time, cogeneration of efficient development technology also present a common development and are more likely to seek following through with, more economic and more efficient important characteristics. To cogeneration units is first selection of heating heat exchanger is needed.

Keywords: cogeneration; Heating units; Heat exchanger; selection

中图分类号:O482.6文献标识码:A 文章编号:

引言

热电联产机组设备运行有较高的优势,一方面蒸汽不在降压或经减温减压后供热,而是先发电,然后用抽汽或排汽满足供热、制冷的需要,可提高能源利用率,另一方面增大背压机负荷率,增加机组发电,减少冷凝损失,降低煤耗。其次能够保证生产工艺,改善生活质量,减少从业人员,提高劳动生产率;代替数量大、型式多的分散空调,改善环境景观,避免“热岛”现象。

1.大型热电联产机组热网加热器类型

1.1板式热网加热器

板式换热器具有传热系数高、外型体积小、结构紧凑、维修方便等诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造技术的提高,板式换热器的应用日益受到重视。但传统的可拆卸式板式换热器,由于其本身结构的局限性,其使用压力不超过2.5MPa,使用温度不超过250℃。另外还存在橡胶密封垫在高温下容易失效的缺陷。因此,为了提高板式换热器的使用温度和压力,扩大其使用范围,国内外陆续开发、制造并使用了多种全焊接板式换热器,近几年在热电联产机组的热网加热器中也逐步得到采用。

全焊接板式热网换热器有以下特点:

(1)波纹管促进提高湍流度,从而使总体的传热系数达到管壳式换热器的三到五倍,总传热系数一般在3000~ 5000W/ (m2 ・K),高的可达5000~7000 W/ (m2 ・K)

(2)交错焊接的板片形成湍流,结垢比管壳式换热器轻微得多,运行周期大为加长,基本可以免维护。

(3)全焊板式热网加热器的优越性还体现在节能上面。一台换热器除了满足蒸汽冷凝需求外,还以较高的热效率回收显热。

(4)结构紧凑,占用空间仅为管壳式的1/3~1/2。

1.2管式热网加热器

管式热网加热器从其布置方式上分为立式热网加热器和卧式热网加热器。卧式热网加热器因其传热效果好、换热面布置合理等优势,在大型热电联产机组得到广泛应用。卧式热网加热器的类型主要有固定管板式热网加热器(由左水室、管系、右水室构成)、U型管式热网加热器(主要由水室、管子和支座等组成)、浮头式管壳热网加热器,浮头式管壳热网加热器的一端管板与壳体固定,另一端管板可在壳体内自由浮动,壳体和管束相对膨胀是自由的,故当两侧介质的温差较大时,管束和壳体之间不产生温差应力。

总的来说,管壳式换热器有以下特点:

(1)耐高温高压,坚固可靠耐用。

(2)设计、制造应用历史悠久,制造工艺及操作维检技术成熟。

(3)适用范围大。特别是在高温高压和大型换热器的应用占据绝对优势。

(4)占地面积较大,检修空间较大。

(5)总传热系数较低,一般在1500~2800W/ (m2 ・K)

(6)管壳式换热器的换热管如发生断裂或泄漏可以将该故障管在管板处堵死,而不影响其它通道的运行;在蒸汽侧可安装防冲装置,保护换热管。

2.热网换热器选型方案比选

本文以某典型300MW的采暖供热机组数据为基础,进行比选:

热网循环水量约为1000t/h,供水温度130℃,回水温度80℃。

2.1板式换热器选型数据

采用板式换热器,受单台最大容量的限制,需设置八台板式热网换热器,每台加热面积约320m2。

单台板式热网换热器的性能参数见表1

表1 板式热网换热器性能参数

2.2管壳式换热器选型数据

选用管壳式热网换热器,需设置四台面积约1200m2左右的换热器。

单台管壳式热网换热器的性能参数见表2。

表2 管壳式热网换热器性能参数

3.方案选型比较

在350 MW超临界采暖供热机组的热网首站设计中,热网加热器作为最重要的设备,其运行的安全性、经济性以及初投资等是影响热网加热器选型的重要因素。管式与板式热网加热器从设备工作原理、结构、功能等方面均能满足热网首站换热要求,但是由于初投资的较大差异以及运行经济性的不同,在热网首站加热器的选型过程中应进行综合技术经济比较。

3.1投资比较

由于不同的热网加热器结构型式不同、制造工艺、材质、产地要求不同等因素,导致热网加热器本体价格差异较大。整体进口的板式热网加热器,板片材质为TP316L;国产管式热网加热器,换热管材质为TP304。另外,由于热网加热器型式不同,所组成的热网系统的主要区别在于全焊接板式换热器波纹深度在2.50~4.45 mm之间,间隙较小,特殊情况下如滤水设备事故开启旁路时,系统中进入杂质、杂物难以清除,因此应设置备用滤水器,其他系统两者均相同。同时,由于2种型式的热网加热器外型尺寸、结构荷载、检修空间要求不同,所需热网首站的空间大小不同,使得2种热网加热器的土建投资费用有所不同,投资对比见表3。

表3 热网首站热网加热器投资比较

从表3可以看出,采用进口的全焊接板式热网加热器,其价格较高,虽然土建费用有所降低,但总投资比采用管式热网加热器增加1 086万元。

3.2运行经济性比较

板式热网加热器的外型尺寸较小,运行过程中散热损失较小,热效率比管式热网加热器略高。在对外输送热量相同的情况下,其所需的热网加热蒸汽量将低于管式热网加热器。若板式热网加热器及管式热网加热器的热效率分别暂按99.5%和99.0%选取,在汽轮机进汽量相同情况下,采用板式热网加热器时,少抽取的采暖蒸汽继续进入汽轮机低压缸做功,从而增加了机组的发电量,提高了机组运行经济性,但同时板式热网加热器板间流道阻力较大,在通过相同量的热网循环水时,其水侧阻力比管式换热器高9.8 kPa,由此会使热网循环水泵的功率消耗增加。板式与管式热网加热器运行经济性比较见表4。

表4热网加热器运行经济性比较

以上运行经济性比较以管式热网加热器为基础。从表3、表4可以看出,在采暖热负荷相同的情况下,热网首站采用板式热网加热器的投资比管式热网加热器方案高出1 086万元,但是由于其热效率较高,采暖期运行中可增加发电收益86万元。采用板式热网加热器方案的投资回收年限为12~13年。

总结

大型供热机组设计的热网水均为软化水,由于一级网系统庞大,水容积较大,需制备大量的软化水。但实际运行中,一级网较少采用软化水运行,而是直接用工业水或冷却水补充到热网水系统中。由于板式热网加热器对水质要求较高,水质较差时极易造成板式换热器结垢堵塞,造成换热效率急剧下降,因此采用板式热网加热器需保证热网水质,同时进行有效的清洗。

当2台350 MW机组采暖期平均采暖抽汽量达950 t/h及以上时,板式热网加热器运行经济性优势比较明显。

鉴于目前国内采用全焊接板式热网加热器的热电联产机组运行情况并不理想,换热器泄漏事故严重影响供热的可靠性,在选择全焊接板式热网加热器时应充分考察了解其发生泄漏的原因,并在选型、设计阶段加以解决。

板式热网加热器在作为冷却设备时,由于其具有较高的换热系数、较小的传热端差,可以减少冷端介质流量,从而减少冷却水耗量、冷却水电耗等。

参考文献

[1]吴文涛.热电厂采用热、电、冷三联供技术的节能分析[J].湖北电力,2004

[2]钟史明,刘龙海.界定热电联产抽凝机组节能指标的建议[J].电力技术经济,2008

第5篇

关键词:热电联产;现状;发展

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.127

1 前言

伴随着可持续发展战略的提出,世界各国都纷纷开始探索先进的能源结构。热电联产,是指在同一电厂中将供热和发电联合在一起,可实现热能与电能的联合高效生产,并具有良好的经济效益和社会效益。现阶段,许多国家都将热电联产作为节约能源与改善环境的重要措施。在德国、英国、丹麦和荷兰等发达国家,热电联产机组占同容量火电机组比例已超过60%,各级管理部门还制定了许多相关扶持政策,包括为热电项目减免税收、缩短热电资产的折旧年限、对热电项目给予低息贷款等等。近年来,我国热电联产工作推进较快,并为我国的节能减排工作发挥了一定的作用。文章阐述了我国热电联产工作的现状,并在总结问题的基础上阐述了促进热电联产发展的有效措施及注重要点。

2 我国热电联产的现状及存在问题

2.1 我国热电联产工作的现状描述

目前,我国已建成6MW及以上热电联产机组约2300台,总装机容量超过7000万kW,热电联产发电量约占全国发电总量的9%,并承担了全国约80%的工业供热和约30%的民用采暖供热。现阶段,我国的热电联产企业大致可以分为两种:其一,企业自备电厂。提供生产所用的工业蒸汽并兼顾企业自身用电,通常情况下规模较小、分布分散。其二,国有热电厂。相比而言规模较大,且具有良好的安全性、经济性、环保性等。随着我国能源结构的不断调整,企业自备电厂由于其较高的经济与环保投入发展较为受限,国有热电厂的大容量供热机组越来越多。

2.2 我国热电联产工作的存在问题

首先,由于国家政策对热电比的要求,我国热电联产机组平均容量小,热效率相对也较低。其次,热负荷数据与实际情况出入较大,投入运行后以纯凝工况运行为主。第三,较低的热价导致热电厂以电补热,而燃料价格的不断提高又压缩了自身的利润空间。最后,大容量热电联产机组立项决策分析阶段的工作程序和标准尚未规范。

3 我国热电联产的发展方向及发展措施

3.1 我国热电联产的发展方向

随着我国能源结构的不断调整,未来供热汽轮机的开发将向600MW等级、1000MW等级的大容量供热机组转移,并由传统的单抽汽向工业与地区采暖的双(或三)抽汽形式发展。对于以采暖负荷为主的热电厂,由于非供暖期间为凝汽运行,故锅炉及高压缸可以与凝汽机组相同,但应对中、低压缸进行优化,以解决分缸压力偏高和采暖用汽压力偏高问题。对于以工业用汽为主的热电厂则可以研究发展专用抽汽机组,从而简化设计与运行。

3.2 我国热电联产的发展措施

首先,各级管理部门需深刻认识到热电联产工作对于资源与环境的重要意义,尽快制订促进热电联产发展的方针政策。其次,对热电联产和锅炉房供热实行差别热价,制定支持热电联产模式的税收、价格等优惠政策。第三,对目前仍分散供热的单台40t/h及以下的小锅炉收取污染治理费,用于补贴低能耗、低污染的热电行业。最后,加大对现有锅炉房的改造力度,逐步取消高能耗、高污染的小型分散燃煤锅炉。

4 我国热电联产发展的注重要点

4.1 提高电力系统清洁能源比例

由于多年来执行“以热定电”的政策,我国的热电机组容量普遍偏小,而火电机组容量则越来越大,热电厂与火电厂竟价上网存在差异。随着资源、环境等问题的日益突出,以及节能减排政策的逐渐渗透,相关管理部门必须考虑对热电联产方式的扶持,可制定相关政策以改善现有的局面。

4.2 热电厂应向热用户供热供电

根据目前电力体制,热电厂发电量全部上网,而附近的工业用电则由电力系统供电线路供电。为了减少供电线路的损耗,建议单机2×6000kW的热电厂就近向附近热用户供电,总容量24000kW及以上的区域热电厂可向主要热用户供电,同时付给当地电力公司合理的管理费。

4.3 加强热电企业的环保补贴

与热电分产相比,热电联产燃料消耗量与污染物排放量均有效减少。然而,一些基层环境部门并没有认识到热电联产方式的环境友好特性,甚至视热电企业为污染大户,而忽视了分散供热小锅炉对环境的污染。为此,建议将目前仍分散供热的单台35t/h及以下的小锅炉,按燃煤量收取污染治理费,并将其中的一部分补贴给验收合格的热电企业。

5 结束语

伴随着人们对于资源与环境的关注,越来越多的研究者开始关注热电联产的生产模式。热电联产可实现热能与电能的联合高效生产,具有良好的经济效益和社会效益。本文阐述了我国热电联产工作的当前现状及存在问题,并总结出我国热电联产的发展方向、发展措施及注重要点。研究认为:随着我国能源结构的不断调整,具有节能减排优势的大容量供热机组将迎来更多的发展契机。供热汽轮机的开发将向600MW等级以上、1000MW等级的大容量供热机组转移,并由传统的单抽汽向工业与地区采暖的双(或三)抽汽形式发展。未来,相关部门应加大对热电联产企业的政策与资金扶持,构建起热电联产企业与用户之间的桥梁,并建立基于环保角度的补贴倾斜机制。文章对于推进我国热电联产工作的发展具有一定的参考价值。

参考文献:

[1]胡玉清,马先才.我国热电联产领域现状及发展方向[J].黑龙江电力,2008(01):79-80.

[2]康艳兵,张建国,张扬.我国热电联产集中供热的发展现状、问题与建议[J].中国能源,2008(10):8-13.

第6篇

关键词:热电联产;技术;经济运行

中图分类号: TK223.1 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)34-190-2

0 引言

在能源供应结构中,煤、天然气属于一次能源,而热、电属于二次能源。热电联产,即为既生产电能又对用户供热的生产方式,这种发电厂称为热电厂。在所有供热形式中,热电联产的能源利用效率是最高的。

1 热电联产系统的技术优势

一套火力发电机组包括锅炉、蒸汽轮机、发电机等主要设备,燃料在锅炉中燃烧,将水加热成高温、高压的过热蒸汽,蒸汽在汽轮机中做功带动发电机发电,形成化学能向电能的转变。从汽轮机排出失去做功能力的低压蒸汽,必须通过凝汽器散热凝结为水后才能回到锅炉中重新循环,称为“纯凝式汽轮机”。由于排气被冷却的过程是热量散失的过程,系统热效率并不高,仅有不到45%的燃料热能被转化为电能。

单纯的凝汽式汽轮发电机组只生产电能,并不具备供热的功能,其他型式的汽轮机才具备热电联产功能。

1.1 背压式汽轮机

背压式汽轮机,即排汽压力高于大气压力的汽轮机。与凝汽式汽轮机相区别的是,将从汽轮机发电做功后的蒸汽压力保持在大气压力以上,可以通过管道直接输送给工业蒸汽用户使用,或者通过加热器加热热水,以热水作为媒介向外供热,汽轮机组就具备了热电联产的功能。

由于热量绝大部分被热用户利用,不存在凝结散热损失,所以背压机的热效率较高,一般能达到70%~85%。主要缺点是发电量取决于供热量,不能同时满足热用户和电用户的需要,多用于热负荷稳定的热电厂。

1.2 抽汽凝汽式汽轮机

抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出一部分已经做过功、具有适合压力的蒸汽供给热用户,其余蒸汽进入低压部分继续膨胀做功,最后排入凝汽器的汽轮机。抽汽压力根据热用户需要确定,发电功率为高、低压部分所生产功率之和,由进汽量和流经低压部分蒸汽量所决定。

抽汽凝汽式汽轮机可同时满足热、电负荷需要,在供热抽汽量为零时相当于一台凝汽式汽轮机,若将进入高压缸的蒸汽全部抽出供给热用户,则相当于一台背压式汽轮机,适用于负荷变化幅度较大的区域性热电厂中。它的缺点是热经济性比背压式机组稍差,而且辅机较多,系统复杂。

1.3 燃气-蒸汽联合循环热电联产机组

燃气-蒸汽联合循环热电联产机组包括燃气轮发电机、余热锅炉、蒸汽轮发电机等设备。它与传统热电厂的区别是,天然气作为燃料并不是直接进入到锅炉中燃烧,而是首先进入到燃机燃烧室燃烧,高温燃气在透平中膨胀将热能转变为机械能,带动发电机发电,这个循环称之为“勃雷登循环”。高温烟气的排放温度在400~600℃,通过余热锅炉将水加热为高温、高压蒸汽,送至蒸汽轮机继续做功,带动发电机发电。

燃气-蒸汽联合循环的机组配置非常灵活,燃气轮机和蒸汽轮机可以共同驱动一台发电机,称为“单轴”布置,也可以分别驱动发电机称为“双轴”布置;可以一台燃气轮机、一台余热锅炉和一台蒸汽轮机组成“一拖一”形式,也可以多台燃气轮机和余热锅炉,通过母管向一台汽轮机供汽组成“二拖一”形式。根据热电联产热负荷的需要,蒸汽轮机可以配置为背压机或抽汽凝汽式汽轮机,形成热电联产。

燃气-蒸汽联合循环的实质是将燃气轮机的“勃雷登循环”与蒸汽轮机的“朗肯循环”有机地结合,如果同时用溴化锂机组为建筑夏季提供空调、制冷负荷,即形成了热、电、冷多种产品联合供应的分布式能源,能源转化率达到85%以上,实现了能源从高品位到低品位的逐级利用。

2 热电联系机组的经济运行分析

热电联产的机组经济运行的重要参数是供热量,下文以北京城区某燃气―蒸汽联合循环热电厂为例,分析不同热负荷下的发电机组的经济性。

2.1 设备基本参数

该厂在装两套“一拖一”、“双轴”燃气―蒸汽联合循环热电联产机组,燃料为管道天然气,发电功率230MW,供热能力116MW。燃气轮机为德国西门子V94.2型,发电功率172.6MW,配武汉锅炉双压、无补燃型余热锅炉,蒸汽轮机为上海电气集团制造LZC80型次高压、单缸、抽汽凝汽式机组,无抽汽回热装置,发电功率57.4MW,发电效率83.3%,热负荷为热水建筑采暖。

2.2 经济指标分析

本文选用实际焓降法,按采暖抽汽汽流在汽轮机少做的功占新蒸汽实际做功的比例来分析热耗率。在分析过程中,不考虑环境温度对燃气轮机效率的影响,假定燃气轮机、余热锅炉运行参数恒定,供热负荷仅与蒸汽轮机的运行参数有关。

热化发电功率,是汽轮机抽出对外供热的这部分蒸汽在汽轮机中膨胀做功产生的发电功率。为计算简便,从凝汽发电功率部分入手:

Nc=[(D0+D1-Dn)・(in-ic)・ηst]/3600(kW)

在假定机组额度发电功率不变的情况下,热化发电功率Nn=N0-Nc(kW)。

我们将上述两部分参数引入比值,即凝汽发电比Xc=Nc/N0,热化发电比Xn=Nn/N0。

每产生1度电所需要的热量称为热耗率,采暖供热部分蒸汽的热化热耗率:

qn=[D0(i0-ic)+D1(i1-ic)-Dn(in-ic)]/N0(kJ/kWh)。

凝汽发电部分热耗率:

qc={D0(i0-in)+D1(i1-in)+(D0+D1-Dn)(in-ic)}/N0(kJ/kWh)。

汽轮发电机组热电联产时的热耗率:

qcn=qn・Xn+qk・Xk(kJ/kWh)。

汽轮发电机组热电联产时的热效率:

ηcn=3600/qcn×100%。

将有关技术数据代入上述公式,即可得出不同供热工况下的机组热效率。

2.3 结果分析

从表2数据的变化趋势可以看出,当采暖抽气量为0时,蒸汽轮机为纯凝方式运行,机组的热耗率很高,热效率较低。随着采暖抽气量的增加,热效率提高,理论上当采暖抽汽量与进汽量相同时,机组呈背压运行方式,热效率达到最高。燃气-蒸汽联合循环机组的热效率与汽轮机的热效率变化趋势是一致的,因此,提高热电联产机组的经济性,保证额定的热负荷是十分重要的。

3 结束语

在当前能源紧缺、城市环境质量压力大的情况下,发展天然气作为清洁能源的燃气-蒸汽热电联产是提高能源利用效率的有效途径。运行中按“以热定电”方式,即优先保证热负荷的落实,是保证热电联产系统热效率的关键。

参 考 文 献

第7篇

关键词:热电冷 三联产技术 应用前景

1.目前能源利用情况概述

当前城市发展速度相当快,城市人口不断增加,很多情况超乎以前的想象,是我们过去所始料不及的。居住在城市的人口比居住在乡村的人口要多,城市人口,地域规模,对于能源的需求是城市持续发展所要解决的诸多问题。城市是现代文明和社会进步的标志,是经济和社会发展的主要载体。伴随着我国城市化进程的加快,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨胀,许多城市不同程度上出现了能源紧张,生存空间拥挤,基础设施落后,生态失衡,环境恶化等问题,是城市通病。能源的利用与发展相对滞后,给人类居住条件带来不利影响,也制约了经济和社会的进一步发展,成为现代城市可持续发展的障碍。如何有效的利用能源,提高居民的生活质量,达到经济与社会、环境的协调发展,成为我们要长期解决的重要议题。

2.热电冷三联产技术是能源利用的重要途径

对于能源的可利用问题,世界上很多国家非常重视。能源的可持续发展关系到人类居住环境,生态环境和未来资源紧张的严重问题。很多地区都在关注热电冷三联产技术的发展前景,不断开发新技术和手段,使得对于能源的利用率得到大幅改善。我国人口众多,对于能源的需求量非常大,对于能源更应该适时地,有序地加以开发利用,使有限的能源状况发挥更大的效用。对于我国北方地区供暖是对能源的主要需求。而随着城市规模的不断扩大,南方地区目前对于制冷的需求量在不断加大,甚至达到集中制冷的系统要求。这对于目前现有设施设备在电力,热源的供应方面提出了更高的要求。而热电冷三联产技术成为解决对于能源需求的重要途径之一。在现有的基础设施条件下,进行有针对性的技术改进,通过热电冷三联产技术的应用,可以充分满足人们对于热源,电力,制冷等方面的需要。朝向节能减排,降低能耗,改善环境方面不断发展,是对能源方面的可持续利用的重要方向。对于提高经济效益,利用利用现有资源,增强环境保护措施,减少基础设施建设,降低维修养护成本有着重要作用。

3.热电冷三联产技术应用的广阔前景

我国目前还处在不断发展过程中,城市建设朝着现代化进程还在不断发展。有些地方基础设施还有些落后,重建新的基础工程,势必投入大量资金。那么利用现有设施进行改造,解决用户对于能源需求是较好的解决途径。在一些火力发电厂中,锅炉燃烧产生的高温高压蒸汽在冷凝式汽轮机中做功后变成低温低压蒸汽,即乏气,虽基本丧失做功能力,但仍含有较多的热量。其被重新凝结成水时放出的热量被冷却水带走,造成电厂效率降低。为提高热电联产系统能源利用率和经济效益,应加大发展热电冷三联产系统。

那么热电冷三联产技术是充分利用现有资源,当锅炉生产出的高品位热蒸汽首先通过汽轮机发电,同时利用汽轮机进行抽汽或排汽。在夏季的时候,由吸收式制冷机利用汽轮机的抽汽制冷产生的冷水供给用户。在冬季时,板式换热器使用抽汽加热水,产生一定温度的热水供用户取暖用。如果吸收式制冷机为热泵型,冬季可利用制冷机产生的热水供工业用热,也可起到稳定用户用汽需求的作用。近年来地球温度变暖,在北方地区也出现了夏季温度高的情况,空调也日益进入北方家庭。同时,在剧场、宾馆、医院等公共场所,一般是装设集中空调设备,这就为热电冷三联供的发展提供了广阔的前景。

热电联产方式是利用可调抽汽式汽轮机组或背压式汽轮机组, 由于是用蒸汽对外供热,而蒸汽是作过部分功的, 从而减小机组的冷源热损失。使热电联产的热经济性高于凝汽式电厂,以及热、电分产的生产方式。特别是当采用背压式汽轮机组生产时, 因其冷源热损失完全被充分有效利用, 所以其热经济性是最高的。但由于背压式汽轮机组的热电负荷相互牵制, 而实际上, 在夏季电负荷处于高峰时, 热负荷偏低, 在冬季热负荷高时, 电负荷处于低谷, 这就给机组的运行调节带来困难, 造成背压式汽轮机组在实际应用中受到限制。如果夏季与冬季有同样大的热负荷, 就可充分利用背压式汽轮机组的优势, 使机组的运行处于最优化状态, 从而提高热电厂的热经济性。解决这一问题的最佳方式就是热电冷三联产技术。

对于当前采用的空调设备来看,绝大部分都采用电空调,尽管电空调有许多优点,但也有很多问题,耗电量高,大量使用造成电力供应紧张,大量使用及排放会破坏臭氧层,使地球表面受太阳紫外线的辐射增强,另外也给周围环境造成热污染和噪声污染。而热电冷三联产技术在采用吸收式制冷过程中, 用溶液泵压缩溶液, 在蒸汽发生器中用消耗低品位的热能来代替空调中的压缩机耗能, 从而大大降低电能或机械能的消耗。这种制冷装置如果利用废热作为供热热源, 对于节约能源, 减少排放意义会更大。

对于热电联产和制冷现状都存在着一定的问题,需进一步改善。而热、电、冷三联产技术就是在热电联产的基础上发展起来的,有着明显的节能和环保优势。热电冷三联产它的核心就是在热电联产的基础上配置吸收式制冷机。吸收式制冷机是以低位热能为动力,所以可以充分利用热电厂供热机组的抽汽或排汽制冷,这对于背压式机组来说可以增大机组的负荷率,使机组热效率提高。对于抽汽式机组来说,在增加冷负荷以后,无论是维持发电量不变,还是保持进汽量不变,都会减少机组的凝汽量,降低发电煤耗率。

参考文献

[1] 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调,动力分册 北京 中国建筑标准设计研究院 2009年

[2] 热、电、冷三联产综合节能条件 严德隆 张维君 中国能源 1996年

[3] 以现有热电厂为基础发展热电冷三联产提高系统运行的经济性 周振起 郝翠田 节能 1997年

第8篇

【关键词】节能;环保;健康发展资源永续利用

前言

作为发电企业,管理的目标就是要保持运行发电机组的稳定,输送合格的电能。在实际工作中做到发电“度电必争”,争取多发满发,大力提倡节能增效。

一、加强日常管理节约厂用电

1、加强对非生产用电的管理。

例如:夏季使用空调不应低于26℃;要求下班前关闭空调、电脑、饮水机及照明灯电源等;发电机房照明,作到巡查时灯明,人走灯灭和重要设备照明"半开制";修改照明控制单元作到该亮时亮;修改设备交接制度,适当缩短设备试运时间,对部分设备实行零试运。

2、节水

水已经成为中国21世纪的热点问题,水有其自然属性,它既是一种特殊的、不可替换的资源,又是一种可重复使用、可再生的资源;水又有其经济和社会属性,不仅工业、农业的发展要靠水,水更是城市发展、人民生活的生命线。要创建节能型企业,就要实现资源的永续利用加大对废水的回收、再利用;即可以做到节能降耗,又保护了自然界的生态平衡保护了社会环境。

3、节能

燃油由于其适用广泛,产生的能量价值高,是火力发电企业作为供锅炉点火、助燃及低负荷运行时使用的不可替代的燃料。但由于其保管复杂,采购成本高,燃油投入量的多少直接影响发电成本的高低。控制燃油的使用量可以有效的降低发电成本。降低燃油使用量的主要方法是通过加强对入厂煤的管理和入炉煤的掺配工作,确保入炉煤有较高的燃烧热值,保证锅炉燃烧稳定;加强对机组的检修和维护确保机组稳定运行,控制非停。从而达到降低锅炉点火、助燃、低负荷运行的次数、时间。

二、热电联产的国内发展现状

我国已有286个城市实施了集中供热。北方城市已相当普及,南方城市中都相继在近几年成立了热力公司,城市集中供热的规划都已经分步实施。集中供热的蓬勃发展,将大大提高城市的档次,推进城市现代化进程。

东北电网由于发电装机容量的年均增长量跟不上经济增长幅度,东北电力供应压力不断增大。东北电网将进一步科学配置东北三省与内蒙古自治区东部的电力资源,并扩大国际能源合作,充分利用国际电力资源。

三、现阶段存在的问题

造成局部地区电力紧张的一个重要原因是电源结构失衡,火电所占比例过大,煤荒加剧了电力紧张。目前中国火力装机占总量的75%(美国火电占51%)而东北地区火电厂几乎覆盖了整个电网。中国煤炭产能建设严重滞后,加之铁路运力有限,煤炭和运力瓶颈双双制约着电煤供应。另一方面煤炭价格一路攀升,导致发电和供热成本不断上涨,而煤电联动却一直在政府价格管理部门的控制之中。实施电力改革、建立竞争性电力市场就势在必行了。对于发展中的东北电力市场,改革的焦点是电力设施的扩建,改革的首要目标是:吸引电力投资,建设充足的发电容量,基础设施扩建和升级,系统的安全性和可靠性。而降低电价,提高效率和为客户提供更多的选择则成为改革的次要目标。电力市场化改革要具备一定的技术经济条件,而东北电力的市场化改革除需要有正确的、适合市场经济的规则和电力工业特点的指导思想外,还必须具备一定的技术经济条件和打破其自身受环境、资源等多方面因素影响的制约机制,电力改革是一个持续的过程,不会在一次改革后就停滞不前,技术的更新、市场的成熟及改革以前未察觉的问题,都需要对改革方案进行不断调整。

四、促进热电联产的健康发展

我国正大力开发利用国内天然气资源,并从国外进口液化天然气。根据有关机构预测,天然气供应量2010年约为790-1000亿立米,2020年约1560-2000亿立米。未来20年,我国天然气发电将有巨大发展。天然气发电所占比例将由2000年的0.2%增长到2020年的6.7%,2020年天然气发电装机容量将达7200万千瓦,用气量580亿立米,约占天然气消费量的30-40%,其中沿海地区约占天然气消费量的40-60%。因我国天然气价格高,电价竞争能力不强,国家将在政策上给予支持。《关于发展热电联产的规定》提出:“根据国家能源与环保政策,各地区应根据能源供应条件和优化能源结构的要求,从改善环境质量、节约能源和提高供热质量出发,优化热电联产的燃料供应方案”,“积极支持发展燃气―蒸汽联合循环热电联产”。

我国政府对发展新型能源系统也很重视。《关于发展热电联产的规定》明确规定:“鼓励使用清洁能源,鼓励发展热、电、冷联产技术和热、电、煤气联供,以提高热能综合利用效率”,“以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统,适用于厂矿企业,写字楼、宾馆、商场、医院、银行、学校等较分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线损和应急突发事件等综合功能,在有条件的地区应逐步推广”。国际能源署最近在北京公开发表了重要的研究报告,该报告指出:“通过在城市里部署大量的中型(≤5万千瓦)燃气发电机组来分散发电有一系列的益处,使用更小的热电联产机组或冷热电联产机组应该是天然气应用发展的长期取向。”中国电机工程学会热电专业委员会秘书长王振铭、中国能源研究会副秘书长朱成章、中国能源网首席信息主管韩晓平等许多热电专家最近几年都纷纷发表文章,倡导利用天然气发展小型热电冷联产。北京、上海在起动新型能源系统中起了带头作用。刘淇同志最近对北京石油学会的一项关于《北京天然气经济及发展利用》的专家建议作出批示,要求北京开展中小型燃气轮机热电冷联产技术的使用进行研究。在上海市合理、高效使用天然气院士咨询会中,院士和专家建议在新建大型建筑物或工业园区采用燃气空调、热电冷联供和分布式发电技术。小型燃气热电冷联产系统已经在我国出现,如上海黄浦区中心医院、浦东国际机场、北京燃气集团大楼和清华大学都建立了这种系统。

第9篇

关键词:热电联产 节能

前言

2004年前后,我国煤炭价格涨幅很大,很多热电企业出现亏损。国家能源领导小组办公室政策组为摸清我国热电企业的实际情况,利用热电专委会在杭州召开“内部挖潜,节能降耗,提高热电厂综合经济效益经验交流会”的时机制定了“热电企业调查表”会后我们根据收到的回执表,汇总分析提出了“61个热电厂2004年2005年实际经营情况报告分析”供领导部门和研究单位参考。

有的单位人员,针对报告中一些热电厂供电煤耗偏高的情况,提出“中小热电厂不节能,应以大机组取代,这些热电厂也应列为关停对象”。我们认为这种观点是片面的。众所周知热电厂有电与热两种产品,看一个热电厂是否节能要看电与热两种产品,要全面分析。

一、全国热电机组的供热节能

根据中国电力企业联合会编制的《2004年电力工业统计资料提要》,我国2004年热电联产的情况为:

单机6000千瓦及以上供热机组装机容量4813.68万千瓦

单机6000千瓦及以上供热机组年供热量165736.5万吉焦

单机6000千瓦及以上供热机组供热标煤耗率40.22公斤/吉焦

集中供热锅炉的供热标煤耗率55公斤/吉焦(相当于锅炉效率61%)

《节能中长期专项规划》中确定的十大重点节能工程之一“燃煤工业锅炉改造工程”提出我国燃煤工业锅炉平均运行效率为60~65%。

我国热电联产由于供热的年节煤量为:165736.5万吉焦(55-40.22)=2449.58万吨

我国统计部门不统计供热节煤量,电力系统也不管供热,建设部也是管城镇居民采暖,而供热节煤又分散在全国各地,分布在全国的供热大市场,因而不被重视和”发现”.但这确是不容忽视的事实。

我国热电机组的年发电量,统计部门不单独列项,没有热化发电量统计(前苏联有此统计),归在火力发电大盘子里。为便于分析我们假设2004年全国热电机组的年利用小时为5000小时,(2004年我国火电机组利用小时为5991小时)则全国热电机组的年发电量为:

4813.68万千瓦×5000小时=24068400万kwh

(占全国当年发电量的10.97%占全国当年火力发电量的13.30%)

由于热电机组供热节煤2449.58万吨

将使热电厂的发电标煤耗率降低

2449.58万吨/24068400万kwh=0.000102吨/kwh=102g/kwh

2004年全国火力发电量18103.8亿kwh

由于热电机组供热节煤2449.58万吨

将使全国火力发电的标煤耗率降低

2449.58万吨/18103.8亿kwh =13.53 g/kwh

也可以理解为:2004年我国电力工业如果不是全国热电机组在供热方面的节能,将使我国火力发电的供电标煤耗率不是376g/kwh而是389.53 g/kwh,因而热电机组的节能贡献,功不可没。

今年热电专委会主任委员周小谦同志(国家电网公司顾问)到日本考察时了解到:日本海外电力调查会2004年海外电气事业统计显示,中国2002年电厂的热效率为40.36%(我国中国电力企业联合会公布的热效率为35.12%)仅低于日本的41%,远高于美国的33.1%,这得益于热电联产机组的贡献。(我国热电机组在火力发电厂中的比重高于美国和日本),日本人把我国热电联产在电力工业中的八作用,比我们自己一些负责人看的还清楚。应当深思。

二61个热电厂的节能分析

有人认为61个热电厂中,很多厂的供电标煤耗率高于目前30万千瓦凝汽机组的供电标煤耗因而是不节能的,应该淘汰。我们认为拿我国目前的热电机组和30万千瓦的大型火电机组来对比,本身就是不科学的。我国历来强调“以热定电”,按热负荷的大小来选择供热机组的容量。由于供热距离不可能太远,因而多数热电厂不能用大机组。据2003年中国电力企业联合会编制的“电力工业统计资料汇编”机组分类资料,2003年我国单机6000千瓦及以上供热机组共2121台,4369.18万千瓦。其中单机5万千瓦以下的中小供热机组共1859台,占87.65%容量2099万千瓦,占48.04%,对我国热电领域来讲,中小热电机组占半壁河山,是不容忽视的节能与环保方面的主力军。拿单机5万千瓦以下的中小机组来和30万千瓦的大机组来对比显然是不合理的。

我国火力发电厂一般建在煤矿附近或铁路的要道附近,因而要远距离输电。2004年我国的输电线损7.55%,而热电厂则建在城市近郊,靠近热用户,甚至与热用户只一墙之隔,因而没有或很少输电损失。火力发电厂输电到城市郊区还要经过复杂的配电系统才能将电力送至千家万户,而热电厂输送热力到热力用户也要有热损失,我们假设火力发电的配电损失与热电厂的输热损失相当,因而认为热电厂的供电标煤耗率应与当年火电发电的供电标煤加上输电线损来对比,看是否节约能。

供电标煤耗率应为376×1.0755=404。388g/kwh以此来与61个热电厂的实际供电标煤耗率相比较,61个热电厂中有22个热电厂的实际供电标煤耗率低于上述值,属于供电节煤,占36%。

61个热电厂中有56个热电厂的实际供热标煤耗率低于集中供热锅炉的供热标煤耗率,属于供热节煤,占91。8%(有几个提热电厂填报的供热标煤耗率过高,高达65~87kg/GJ,估计为计算错误)。

第10篇

关键词: 热电联产 设计

1然气热电联产系统简介

热电联产系统并不是一种新技术新发明,它是从传统热电厂供能方式中衍生而出的一种新的供能理念。与传统热电厂相比,热电联产系统在靠近终端用户侧安装使用,在提供电能的同时利用发电余热提供热能,这种能源阶梯利用方式更加有效的提高了一次能源的综合利用效率。热电联产系统一般由发电机组(燃气轮机、往复式内燃机组等)、余热回收装置、系统控制装置、燃料供给系统以及机房进排风系统等一系列配套设施构成。

1.1发电机组工作原理

发电机组主要由原动机、发电机、机组控制系统、底座弹性支架等部件组成。由原动机做功提供机械能,再通过弹性联轴器将机械能传递给发电机,最后发电机将机械能转化成电能。目前,热电联产系统中多采用燃气轮机和燃气往复式内燃机作为原动机提供动力,同时搭配标准的三相无刷同步发电机或者高频发电机,后者需要采用逆变后才能并网运行,一般燃气轮机搭配高频发电机,往复式内燃机搭配三相无刷同步发电机田。发电机根据电压等级分为低压和高压两种规格,低压从400一690V,高压从3一15kV。

1.2发电机组选型

热电联产系统核心设备是燃气发电机组,在整个系统中发电机组起着决定性作用。在选型前必须充分了解项目今后实际运行电负载和冷热负载,在运行区间段之间选取最小小时电负荷功率,同时对项目冷热负荷进行测算。通常机组产热量大于发电量,而热量又可以进行储存,所以根据“以热定电”原则进行选型,优先考虑发电效率高的机组。表1为上海地区冷热电负荷设计参考数据。

表1上海地区最大相关负荷设计参数

2分布式供能系统设计要点

2.1机房选址

机房是分布式供能系统的主要放置场所,机房的建造直接影响到今后的系统运营,一旦机房建好后,后期的改动费用很高,改动难度大,而且始终不尽人意,规划设计的时候一定要考虑今后是否有规模扩大的需求。机房选址需要考虑最小输电损失、最小输热损失、噪音问题、震动问题、进排风问题,现有楼内机房应尽量将机组靠近便于安装进排风系统,可以充分利用地下室、屋顶、地面场所,但是在医院、宾馆、学校和高精密度仪器设备摆放场所,要优先考虑震动和噪音问题。安装大机组的机房内应当考虑安装起重设备,最大起重能力根据单件最大重量设计,方便今后维修[3]。

2.2设备基础

设备基础强度必须可以承受设备的最大运行重量,在采用往复式活塞发动机的分布式供能时,由于内燃机活塞做往复式运动时,重力惯性无法被完全平衡机组震动大,设备运转中会通过发动机底座将震动传递给基础,此时基础强度必须能支撑机组湿重外加动载25%,机组底座与基础之间安装减震装置,在震动要求严格的场所,可以采用弹簧地板。

基础通常采用混凝土结构,要求尺寸必须超过机组边缘300m m,当机房地面是混凝土结构或楼板时,在表面直接浇筑混泥土基础,基础筋与楼板连接采用均匀焊接、植筋焊接和膨胀螺丝焊接方式,基础高度超出机房地面100一200m m ,混泥土基础要保证一定的养护期,设备才可以就位。

2.3机房降噪

机房噪音传播方式有结构传播和空气传播两种,机房建造时一般考虑采用整体降噪措施,标准墙厚度为24cm或者36 cm,可以降低40dB左右,机房墙面安装消音材料可以再降低10dB左右,进排气口考虑安装2m一3m的进排气消音箱,进气口流速不超过8m /s,抽气口不超过6m /s;机房降噪还需要考虑门和窗户,特别需要注意的是表面吸音材料不能采用纤维材料,因为空气振动会引起部分纤维脱落,可能被吸入发动机空气滤芯器,降低发动机的工作效率。

噪音衰减计算公式

距离衰减公式:

式中:r1一噪音源到测量点r1的距离,m;

r2一噪音源到测量点r2的距离,m;

Lrl一测量点r1处噪音值,dB (A);

Lr2一测量点r2处噪音值,dB (A)。

例:距离增加1倍,噪音衰减6dB (A)。

相同噪音叠加公式:

2.4机房通风系统

机房通风系统用以提供燃烧设备运行时需要的助燃空气,消除设备及余热回收设备等散发出的热量,满足操作人员需要的新鲜空气量。同时保持机房的通风换气量,可以防止可燃气体在机房内积聚,防止事故发生[1]。

机房通风系统可归纳成三种类型,分别为正压型、负压型和综合型,正压型是保证机房内气压略大于外界大气压,可以防止外部灰尘进入机房;负压型是风机向外抽气,如果机房内负压小于lm bar,发动机进气在机房内的话负压太大影响发动机起动,尤其是天然气发动机;其次机房内门无法轻易打开,特别是应急出口,外部灰尘容易通过缝隙进入;综合型适用于排气距离比较长,通风系统内压力损失大,进排风风机转速要匹配好,保持机房内压力与外界气压相同;0℃以上可采用变频风机控制进气温度,低于0℃需采用空气回流方式,回流方式通过直接将排气回流到进气系统提高进气温度,有利用机组天冷时启动[3]。

2.5余热回收系统

余热回收系统是整个分布式供能系统节能减排的关键,而余热回收系统的关键在于合理的余热回收设备选型和系统设计。余热利用方式有直接制取生活热水、空调采暖和提供给澳化锉机组制冷。以传统换热设备板式热交换器为例,具有结构紧凑、易于清洗、日后可以增加容量等优点,在选取板式换热器时,根据选型参数需要再增加15%的备用能力以及测算换热器的工况特性,表2为板式换热器换热曲线图。

图2板式换热器换热曲线

板式换热器最佳经济性特征:1)对数温度差大于4℃, 2)进出水温温差(一次侧、两次侧)大于2℃。对数温度差的计算公式:

式中Q一对数温度差,℃;

φa一一次侧高温进口与二次侧高温出口温差,℃;

φe一一次侧低温出口与二次侧低温进口温度,℃。

2.6天然气进气管路

天然气管路根据《城镇燃气设计规范》进行设计和施工,通常市政燃气管道铺设到设备旁,与设备连接段根据厂家要求进行设计和连接。 天然气接入管路基本配置:①燃气总管接入一②球阀一③压力表一④燃气过滤器一⑤压力监控传感器一⑥电磁阀一阻火器(天然气不用),燃气杂质较多时前面布置过滤器。如果燃气进气压力大于设备压力时,需要增加燃气调压设备。

燃气管路安装注意事项:1)燃气调压设备尽量靠近发动机,调高相应能力。2)腐蚀性气体管路使用非铁材料。3)燃气调控设备水平安装,与发动机连接采用弹性无应力安装,具体根据设备指示安装。4)相关设备按规定布置。5)燃气放空阀管径合适,放到机房外面。6)燃气出口到发动机混合气不能超过3m,最多允许3个90度弯头。7)燃气切断阀(安全阀),采用通电开启(弹簧关闭)。

3结语

在《分布式供能系统工程技术规程》中,分布式供能系统为政府进一步优化能源结构,提高能源综合利用率,减少污染物排放提供了新的技术手段。由于分布式供能系统设计工作相对繁琐,涉及的专业领域较多,在专业设计人员在设计过程中,设计人员要抓住关键环节,理顺设计思路,将复杂的热电站热电联产设计简单化,模块化,使热电站的设计进度更快,设计质量更高。

参考文献:

[1]DG迩贝8-115-2008.分布式供能系统工程技术规程[S].

[2]CJJ45-2010.燃气冷热电三联供工程技术规程[S].

[3] ISBN 978-4-8190-2008. 2008 Cogeneration Plan and Design Manual[S].

第11篇

关键词:热电联产 发电厂 供热效应

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)11(b)-0075-02

对于热电联产来说,主要是以能量梯级利用原理为依据,当燃料基于锅炉当中燃烧放热之后,添加热水蒸汽在汽轮机内,使其做功发电,确保做过功的蒸汽对用户供热,并使发电、供热两类生产过程得到有效实现,从而很好地展现了节能、提升供热质量以及改善环境等功效[1]。然而,基于现状角度来看,我国热电联产发电厂面临一些发展困境。为了促进热电联产发电厂的发展,有必要对其供热效益的提升加以重视。鉴于此,此次对“热电联产发电厂发展及供热效益”进行分析意义重大。

1 热电联产发电厂发展分析

热电联产发电厂,即热电厂,其中热电联产是一大重点经营的业务。对于此类电厂来说,其产生电能的方法较为特别,需要通过燃烧,使部分能量带动汽轮机发电,而另一部分则将热量供应出来。显然,热电厂能够供应热源,且在电能生产期间能够展现环保作用。但从现状来看,我国大部分热电联产发电厂在发展经营过程中,存在较为严重的亏损情况,特别是大型的热电联产电厂,每年亏损巨大。究其原因,体现在成本管理不完善以及控制工作不合理等方面。比如:一些热电厂仍旧采取老一套的计划经济管理理念,难以准确定位市场,从而导致经营呈现滞后的情况。与此同时,部分管理人员在能源节约意识上较为缺乏,从而导致成本管理难以得到有效控制[2]。显然,热电联产发电厂要想得到有效发展,便有必要解决成本管理等问题。

此外,对于热电联产来说,会同时生产出电与热两类产品,所以从成本分析角度上来看,会出现电、热的成本分摊问题。从现状来看,有关热电联产的电、热成本分摊方法有两种:其一,热力学第一定律;其二,热力学第二定律。选择不同的分摊计算方法,便决定了电、热产品定价的合理性,进而会对发电以及供热效益形成很大程度的影响。现状下,在国内一般会采取热量法作为电、热成本分摊的方法,也可称之为“好处归电法”。此类方法把电能与热能视为等价,并将能质的差异忽略不计,进而把热电厂的总耗热量以生产电能与热能的数量比例进行分摊。和一般的发电比较,热电联产电厂的发电煤耗与发电成本显著下降。对于此类分摊方法来说,简单且直观,在考核上非常简单,所以能够获得较为广泛的采纳使用。

2 热电联产发电厂发电供热效益分析

2.1 电、热成本费用的分摊

现状下,国内热电联产电厂一般将热量法作为电、热成本费用分摊的方法。分摊过程中,需遵循的原则为:只计算电力或者热力一种产品产生的费用,所产生的费用由电力或热力产品完全承担。同时,对于电力与热力两类产品共同产生的费用,需以一定的标准进行分摊。对于电、热产品生产成本来说,可根据它们和产量之间的关系分为变动成本与固定成本两大类。基于一定的范围当中,变动成本会随着产量的增减变化而发生变化;而对于固定成本来说,不会随着产量的增减变化而发生变化[3]。以热电联产的工作流程为依据,热电联产产生的成本费用较多,大致上可分为两大类:其一,变动成本费用:燃料费、水费以及环境保护费;其二,固定成本费用:折旧费、修理费、材料费、财务费、燃料费以及员工薪酬费等。下面是各类成本费用的电、热分摊方法。

(1)燃料费。对于燃料费来说,即指的是在生产电力以及热力产品过程中产生的费用,对于此类费用需以发电、供热的实际耗用标煤量比例进行分摊。对供热厂用电耗用的燃料费来说,需由热力成本承担。涉及的计算公式为:①CBe=CBBe/B-Che;②CBh=CBBh/B+Che;③Che=WhbePb。

在上述式子当中,CBe是发电燃料费,单位为万元;CBh是供热燃料费,单位为万元;CB是全厂燃料费,单位为万元;Che是供热厂用电耗用燃料费,单位为万元;Be是发电耗煤量,单位为万t;Bh是供热耗煤量,单位为万吨。B为全厂耗煤量,单位为万t;WH是供热厂用电量,单位为kWh;be是发电标煤耗,单位为g/kWh;Pb是标煤价,单位为元/t。

(2)材料费。热力产品主要承担电气、汽机车间的热网部分用料,而别的用料则需由电力产品承担。对于水处理用药品来说,需以电、热耗用软化水量比例进行分摊。此外,剩下的根据电、热耗用标煤量比例进行分摊。

(3)折旧费以及修理费。对于电气以及汽机车间的热网部分的折旧与修理费来说,需由热力产品承担,剩下的则由电力产品承担,剩下部分以电、热耗用标煤量比例进行分摊。

(4)对于水费、环境保护费以及员工薪酬费用等,需以发电、供热实际耗用的标煤量比例进行分摊。

2.2 实例分析

以某热电联产发电厂为例,如表1所示,为其供热达产年发电、供热涉及的指标。

结合表1可知,在供热达产年,典型热电联产电厂的供热标煤耗量在全厂总标煤耗量中所占比重为23.77%。根据以上发电以及供热成本分摊模式,供热部门的整体成本M用在全厂整体成本费用中所占比重为21.91%,而供热部分的营业收入在全厂营业收入所占比重则为13.79%,供热收入、成本倒挂。从全厂盈利13 239万元的条件来看,供热亏损6 970万元,供热单位亏损9.96元/GJ。发电成本利润率为24.14%,供热成本利润率为-29.67%、全厂成本利润率为12.35%。

3 结语

通过文章实例分析,认识到将热量法作为电、热成本分摊方法,在受到“好处归电”的一项下,使得发电盈利,而供热亏损,这样便使热电联产电厂的发电和供热两方面的效益存在不均衡的情况。鉴于此,有关机构有必要提升热价,使供热经济性得到有效改善,并在发电利用小时数编排上给予热电联产电厂足够的倾斜,以此确保发电以及供热的均衡性,最终为热电联产发电厂整体效益的提升奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 宋伟明,丁军威.热电联产电厂供热的直接和间接效益分析[J].华电技术,2015(1):1-4.

第12篇

(一)推广热电联产,集中供热,提高热电机组的利用率,发展热电梯级利用技术,热、电、冷技术和热、电煤气三联供技术,提高热能综合利用率。

为贯彻“节约能源法”国家领导部门委托中国电机工程学会热电专委会组织编制发展热电联欢会的新文件,于2000年8月原国家计委,原国家经贸委、建设部、国家环保总局联合以急计基础[2000]1268号:《关于发展热电联产的规定》批准执行。其后我国热电联产的发展走上了快事道。

一、我国热电联产的现状

到2002年底为止,我国热电联产的情况:

年供热量139150万吉焦,增加8.08%。

6000千瓦及以上供热机组共1937台总容量达3743.67万千瓦占同容量火电装机容量的14.58%。

在运行的热电厂中,规模最大的为太原第一热电厂,装机容量138.6万千瓦,在北京、沈阳、吉林、长春、郑州、天津、邯郸、衡水、秦皇岛和太原这些特大城市已有一批20万千瓦、30万千瓦大型抽汽冷凝两用机组在运行,星罗棋布的热电厂不仅在中国的大江南北,长城内外迅速发展,就连黑河,海拉尔、石河子和海南岛这些边疆城市也开花结果,区域热电厂也从城市的工业区,蔓延到了乡镇工业开发区,苏州地区一些村镇办热电厂也在发挥着重要作用。最近几年由于市场经济的发展,一些大中城市也开始安装大型供热机组。有些私营企业家也看好热电联产投资建设热电厂。

在负责城市集中供热的热力公司中,规模最大的为北京市热力公司,现已有供热管网514公里。(其中蒸汽网38公里,汽管和凝结水管合计,其余全为热水网供回水管)。供热面积7800万平米。供应蒸汽105个工业用户897t/h,大小热力站共1317个。已建成的热力管网:蒸汽管直径DN1000,热水管直径DN1400。

到2001年底,全国共有662个设市城市,其中已有286个城市建集中供热设施,占42.18%,2002年底中国集中供热的供热能力:蒸汽83346吨/时,热水148579兆瓦/时。供热量:蒸汽57438万GJ/年。热水122728万GJ/年。2002年底全国供热面积为155567万/平米。比上年增长6.31%。热力管道总长度已达蒸汽10139公里,热水48601公里,东北、华北、西北地区,集中供热面积约占全国集中供热面积的80%,热化率30%,全国集中供热从业人员共24万人。

在总供热量中热电联产的蒸汽占65.89%,热水占32.66%。城市民用建筑集中供热面积增长较快,并向过渡区发展。全国集中供热面积中,公共建筑占33.12%,民用建筑占59。76%,其它占7.11%,民用建筑集中供热有如下特点:(1)三北地区集中供热以民用建筑为主,如北京市民用建筑为72.66%,河北为66.54%,辽宁为67.5%,山东为51.97%。

(2)城市集中供热逐步向过渡区发展,如上海、江苏、浙江、安徽等省市均已有集中供热,但以公共建筑和工厂为主,如上海为61.72%,江苏为53.35%,安徽为39.55%。城市供热管网的建设也有很大发展。

按建设部规定,我国城市按非农业人口规模分组:

超特大城市:200万人口以上

特大城市:100至200万人口

大城市:50至100万人口

小城市:20万人口以下

从上表可看出:我国城镇集中供热2000年至2002年,平均每年增加2.2亿平米。 我国地域广阔,不同地区的城市热化率也出入较大。

下表表示不同地区城市的热化率。从下表可知,纬度越高的严寒地区,热化率越高,纬度越低的;寒冷地区热化率普遍较低。即东北地区的热化率一般为60-90%,黄河流域一带的河南、山东地区城市的热化率一般约为25-30%。均达到了2000年建设部城镇集中供热发展规划的要求。

注:有些城市将分散小锅炉也统计在集中供热之内。

从统计数字可看出:热电联产是蒸汽集中供热的主力军,锅炉房供热承担了城镇热水集中供热的重坦

转贴于 无论从供热能力上看,还是从供热总量上看,热电联产均占全国蒸汽总供热能力和总供热量的60-70%。如2002年,全国总供热能力为83346t/h,热电联产为59946t/h,占22%。全国供热总量为57438万GJ,热电联产为37847万GJ,占66%。

所以,目前我国政府有关部委的文件中,均明确提出:积极发展热电联产集中供热。

二、我国热电联产发展的几个趋势

1、大容量供热机组增多

近两年我国热电联产建设中,开始注重建设规模,对城市集中供热国家也积极提倡搞大型两用供热机组。以前单机20万、30万千瓦的大型供热机组仅在特大城市建设,近两年在20万以上人口的大、中城市也开始建设。据“热电建设动态”报导,仅2003年国家批准立项和开工建设的5万千瓦及以上的热电工程就有以下若干工程

上表仅为不完全统计,且为单机5万千瓦及以上的机组。例如江苏省以前多为单机1.2万千瓦及以的小型供热机组,目前太仓2 ×135 MW供热机组已投产,2×300 MW供热机组近期也先后投产。江苏新海2×300MW大型供热机组于2003年8月通过可研报告审查也将于2005年4月投产运行。

2、燃气-蒸汽联合循环热电厂开始建设

由于陕甘宁天然气进京和西气东输工程的建设,已使十余个省市燃料结构调整成为现实,一些地区将开始建设燃气-蒸气联合循环热电厂,见于报导的燃机热电厂有以下工程。

计划建设的燃气-蒸汽联合循环热电厂

上表仅为不完全统计

3、国产首台低热值燃气-蒸汽联合循环热电机组投运

由南京汽轮电机(集团)公司生产的首台66 MW低热值气体燃料联合循环热电机组于2003年10月18日在吉林通化钢铁厂通过72小时试运后,正式投入运行。

我国治炼企业生产中的伴生高炉煤气,因热值低无法利用而放空、既无经济效益,又污染环境。该工程的投产拓展出国产燃气轮机的应用领域、为我国冶金行业有效实现能源的综合利用,减少环境污染,提高经济效益,提供了有效途径。以本工程为例,按每年运行7500小时计,年发电量可达3.8亿千瓦时,创造的年经济效益达一亿五千万元以上,在大量减少有害气体排放的同时,大大提高了经济效益。

4、各城市重视环保,调整燃料结构拔小烟囱,发展集中供热

据国家环保总局报导:2002年我国城市空气质量恶化的趋势得到遏制,但污染程度仍很严重。在全国471个城市中,有209个城市的空气质量达到国家二级标准,占统计城市的44.4%。空气中SO2平均浓度和总悬浮颗料物与2001年相比均有所不降。其中北京、天津、石家庄、兰州、乌鲁木齐、太原、西宁等城市空气质量明显改善。北京空气质量五年提升了28.2个百分点,2003年力争市区空气质量二级和好于二级的天数达到60%。已实现。

到2002年底,北京市已有4.4万台燃煤茶炉大灶,一万台燃煤锅炉改用清洁能源,对尚未改造的燃煤锅炉,北京市2002年共推广使用低硫优质煤800万吨。

《太原市清洁能源规划》通过国家科技部、环保总局的专家评审“规划”要求不生产高硫分,高灰分煤,禁止原煤直接进入用户。拆小锅炉,发展集中供热。太原市人民政府下发了《2003年拆除的整治市区燃煤锅炉的通告》,规定在7月31日前完成160台燃煤锅炉的拆除和整治任务,并实行日报制度,对逾期未完成自拆和整治任务的单位,要在媒体上曝光,逾期不拆的锅炉全部予以强行拆除,并没收拆除之设备。

上海市卢湾区在1999年建成“基本无燃煤区”的基础上,经过两年努力,2002年完成区内4t/h以下燃煤锅炉清洁能源替代工程,使全区清洁能源的比例达96.8%,成为上海首个“无燃煤区”,区域内民用燃气普及率为100%,大气环境质量保持在二级以上。

乌鲁木齐市大力实施“兰天工程”拆小锅炉,发展热电联产集中供热,综合治理大气污染,使该市环境质量有很大提高。2002年前10个月达到三级和好于三级的天数达89.22%,达到二级和好于二级的天数达63.5%,多年未见的大气质量一级天数也达13天。

沈阳为控制燃煤污染,实施了拆除千根烟囱工程,新增集中供热600万平米。2002年沈阳市环境空气质量达到优良的天数,从上年的73天,增加到170天,占全年总天数的47%,创30年来最好水平。

成都市不断加大清洁能源推广和监督执法力度,有效控制污染,到2003年6月全市已累计改造,取缔燃煤锅炉,茶炉441台,燃煤生活灶13467口,每年减少燃煤35万吨,烟尘排放1.76万吨,SO2排放0.562万吨。

5、分布式能源建设已建入工程开发阶段

最近几年我国天然气的生产和消费均呈快速增长态势,但到2002年天然气的生产量也只占全国能源生产量的3.2%,而消费量也仅占全国能源消费量的2.7%。而我国天然气的储量仅占世界储量的1.2%,人口则占世界总人口的20%,人均天然气仅为世界平均值的13.2%。

最近报纸和电视上宣传“西气东输”工程,天然气进京第二条管线的建设和天然气勘探开发的新消息增多,可能有人认为我们的天然气多的很,其实和需要量相比还差的远。我们西气东输工程的年输送能力为120亿立方米。莫斯科一个城市一年用天然气360亿立米,平均一天1亿立米,等于我们全国商品气的120%。因而我们要保持冷静的头脑,把有限的资源加以有效合理的利用,绝不能一听天然气比煤清洁,天然气多了,到处上天然气项目。西气东输工程也是沿线的十个省市区可以利用。就是十个省、市区也要有重点有计划的合理利用,每个城市能分到多少气量?主要用在哪方面?要统盘考虑,再不能头脑发热。

由小型燃气轮机(内燃机)、余热锅炉吸收式溴化锂制冷机组成的小型全能量 系统(也称第二代能源系统或分布式电源)可以统一解决电、热、冷供应,在国外得到迅速发展。由于小型燃机或内燃机供电效率为24-35%,联合循环供电效率可达45-50%,远高于常规火力发展,否定了人们头脑中固有的“机组小就不经济”燃煤时代的传统观念。

在燃煤的时代,火力发电厂确是机组越大经济效益越好,机组越小就不经济。但在燃料结构改变的今天,情况不同,人们的思维方式也要改变。燃油燃天然气的燃气轮机、内燃机由于大机组与小机组的效率差别不大,而且小机组又有占地小,机动灵活的特点,可有效应对突发事件,因而在发达国家大量采用,不但1000-10000kW燃机市场需求量大,连1000KW以下的小燃机,甚至100kw以下的微型燃机也是销路看好。燃料结构改变了,各类中小型机组,只要经济效益好,有生命力,就有发展前途。中科院工程热物理所徐建中院士在“分布式供电和冷热电联产的前景”一文中曾指出:

“纵观西方发达国家能源产业的发展过程,可以发现:它经历了从分布式供电到集中式供电,又到分布式供电方式的演变”。

1999年世界科学大会,“科学与能源”专题讨论会的专家们指出,为了实现可持续发展的目标,世界各国应面向未来制定新的能源发展战略。

专家们同时指出,对传统能源利用方工作进行重新审视,也应成为未来能源发展战略的重要组成部分。法国科学家拉菲德在读者讨论会上举例说,近年来一些研究表明,一种分散式的电力管理新概念可能比目前很多国家采用的电力供应系统更有利于环保。这种分散式模式通过建立若干小型发电站代替少数大型发电站,从而尽可能缩短发电站和电力用户间的平均距离,这样可以减少能源损耗。目前中央式供电系统的能源利用效率最高约55%,而测试表明,分散式电力供应模式效率至少可达到85%。

我国目前正处在大发展大集中的过程。大机组、大电厂、大电网是主导方向,但分布式电源的发展将做为大机组、大电网的补充,以其自身的优势,将不以人们的意志为转移,必将迅速发展。

通常100MW以上的燃气轮为大型燃机,20-100MW为中型,20MW以下为小型,小于100MW的为微型燃机。小型燃机,具有高效、清洁、经济、占地少、自动化水平高,适用分散建设和可靠等优势,因而发展很快。

鉴于国际上小型全能量系统迅速发展的事实和其本身的优势,因而在原国家计委,原国家经贸委、建设部、国家环保总局下发的《关于发展热电联产的规定》急计基础(2000)1268号文中,明确提出:……在有条件的地区应逐步推广。

中国电机工程学会热电专业委员会1999年的济南年会、2000年的宁波年会、2001年的重庆年会和2002年昆明年会中均有一些学术论文积极宣传、推广小型全能量系统,实现小型热、电、冷联产。2002年9月份热电专委会还专门在南京召开“天然气在热电联产的应用专题研讨”。2003年海口年会论文集,出版专集。2003年12月又在上海召开分布式能源热电冷联产研讨会,出版论文集并提出“关于发展分布式能源热电冷联产的建议”。

2001年在北京人民大会堂召开的“绿色能源科技”高级论坛,由四位中国科学院、中国工程院的院士做学术报告,其中徐建中院士报告的题目就是“分布式能源CCHP”。倪维斗院士在“能源的发展前景”报告中也特别提出应积极鼓励和扶持燃用天然气的热、电、冷联供技术。北京石油学会于2000年月日2001年召开的“北京天然气合理利用座谈会”上均提出:“燃气-蒸汽联合循环热、电、冷联产,实现了一次能源的合理梯级利用,提高了能源利用率:带来了经济效益。由于燃机具有低NOX燃烧技术,使NOX大力减少,可提高环境效益。北京地区冬季供热,夏季大部地区需供冷,因而联合循环热、电、冷联产有广阔市场,北京应适度发展中、小型燃机热电冷联产机组。美国9.11事件这后和北京申办奥运成功,更多的专家学者从分散电源建设,确保奥运用电安全角度出发,积极提出北京应积极发展小型全能量系统。

中共中央政治局委员、北京市委书记,刘淇同志,对北京石油学会的一项关于《北京大然气经济及发展利用》的建议作出批示,要求北京应开展中小型燃气轮机热电冷联产技术的使用进行研究。上海市负责同志也曾对上海市的院士沙龙和专家建议做过重要批示。

中国能源学会、中国动力工程学会、北京动力工程分会等学术团体也均提出上述的合理建议。英国、荷兰在北京召开热电联产学术研讨会和索拉公司、宝曼公司、瓦锡兰公司等也召开同类型宣传推广会。他们看准中国大陆发展小型全能量系统的无限商机,积极抢占市场。

由于许多专家学者的协力宣传、推广,目前以天然气为燃料的分布式能源建设,已由学术研讨,进入工程开发,目前在北京,上海、广东已有一批工程实现热、电、冷产,以其自身优势和经济效益显示其强大生命力。做为大电力系统的补充,将会迅猛发展。

上海市遵循周禹鹏副市长关于在上海发展分布式能源系统要“深入调研、科学论证,总结经验,谨慎推广”的批示精神。组织力量编制了“建筑物分布式供能系统的可行性研究”专题报告。内容丰富,符合国情与上海的实际我们有理由确信,上海市的分布能源建设将走上健康发展的快车道。

三、我国分布式能源实现热电冷联产的现状

1、上海

目前我国北京、上海、广州已有一批分布式热、电、冷工程投入运行,取得明显的经济效益、环保效益和社会效益。

上海分布式(楼宇式)三联供系统的发展情况