浅谈热电联产的发展潜力

[摘 要]本文阐述了热电联产的特点和形式以及目前我国热电联产的发展现状，分析了我国热电联产的发展潜力。

[关键词]低品位热能 热电联产 发展

中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0084-01

1.引言

热电联产技术一种建立在能量梯级利用概念基础上，将供热与发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用，温度比较高的、具有较大可用能的热能用来被发电，而温度比较低的低品位热能则被用来供热或。这样做不仅提高了能源的利用效率，而且减少了碳化物和有害气体的排放，具有良好的经济效益和社会效益。

2.热电联产的定义及其特点

热电联产是生产电、热能的工艺过程，是联合生产的一种高效能源的生产方式，是发电厂既生产电能，又利用汽轮机发电机做功的蒸汽对用户供热。它与热电分产相比可以显著提高燃料利用率，是全球公认的节约能源改善环境、增强城市基础设施功能的重要措施，具有良好的经济和社会效率，是作为循环经济的重要技术手段。热电厂以热电联产效率高，环保效益好的巨大优势，蓬勃发展壮大，数量可观。

热电联产的特点，不仅表现在调整了热能、电能生产之间的关使能量的质量得以合理利用，，还体现在由于热能供应方式的改变带来能量数量利用方面的好处。热电联产的用能特点是：用能较合理，做到按质供功能，综合用能，使能尽其所用。热电联产是集中供热的最有效方式，蒸汽、热水和电能均属于二次能源，而电能的产生又依赖于蒸汽或者燃气。热点联产是指整个能量生产和供应系统范围内，热源即生产供应电能，又供应热能，而且供热是全部或部分利用热变为功工程中的低品位热能，即电能是在供热的基础上生产的。这是热电联产的一个基本特征，它是集中供热的基本形式，热电联产则是指蒸汽在供热式汽轮机内膨胀做功后对外供热的生产方式。热电联产在热能可以阶梯开发和利用的地方都能采用，有广阔的应用前景.热电联产的总效率可以达到80%以上，远大于传统的单独发电效率。此外，热电联产分布式发电，可以减少输电损失，可以提供高质量的可靠电能，并且可以作为大电网有效补充电源。

3.热电联产的主要形式

3.1 燃气轮机热电联产系统

燃气轮机热电联产系统是利用燃气轮机的排气提供热能，来对外界供热或制冷，其系统图见图1。燃气轮机的排气在余热锅炉中加热水，产生的蒸汽直接作为生产用汽或居民生活供热。从燃气轮机排出的烟气温度一般为450℃～600℃，通过余热锅炉将热量回收用于供热。大型的燃气轮机效率可达30%以上，当机组负荷低于50%时，热效率下降显著。考虑到热和电两种输出的总效率一般能够保持在80%以上。

3.2 内燃机热电联产系统

当规模较小时，它的发电效率明显比燃气轮机高，一般在30%以上，因而在一些小型的燃气热电联产系统中往往采用这种内燃机形式。但是，由于内燃机的油和气缸冷却放出的热量温度较低（一般不超过90℃），而且该热量份额很大，几乎与烟气回收的热量相当，因而这种采暖形式在供热温度要求高的情况下受到了限制。其系统图见图2。该系统中余热回收有两种方式，高温余热回收和低温余热回收。高温余热回收在余热锅炉中进行，用以对外供热，低温余热回收为内燃机冷却系统。

3.3 核电热电联产

热电联产就是将反应堆生产的热能转化为水蒸气，再送往汽轮机发电的同时，利用抽汽或者排汽进行供热。利用汽轮机排汽作为采暖热源的热电联产是核电热电联产的另一种方式，为保证供暖热源的参数，采用排汽压力为0.98Mpa的背压式汽轮机。自核热得来的新汽经过汽轮机做功后进入热网换热器，加热热网水，使热网水达到供暖所要求的温度。

4.目前我国热电联产的发展现状

最近几年我国热电联产事业得到了迅速的发展，经过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。热电厂的建设主要是在已有的工业区内高热电联产，代替分散运行的小锅炉，因而热负荷比较落实，资金易于筹集，建成后能较快的形成供热能力，发挥出较好的经济效益。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，在采暖期明显的节能，因而在热电联产集中供热中发挥巨大作用。

目前，中国热电装机总容量为2494万千瓦，仅占火电装机总容量的12.24%。而欧洲特别是部分北欧国家的热电装机超过了总装机容量的30～40%。与之相比中国的热电联产还有较大的发展空间。集中供热取代分散的低效锅炉，具有良好的节能和环保效果。但是，目前中国集中供热面积仅为9.68亿平方米（其中热电联产供热面积为5.9亿平方米），热化率仅为12.24%。特别是采暖期3000～4000小时的北方城市还有近16亿平方米的供热面积仍依靠小锅炉。

5.我国热电联产的发展潜力

中国电热联产事业经过多年的发展，已有相当规模，但目前的状况远不能满足实际发展的需要，在北方采暖城市、南方工业园区及一些工业企业都适合开展热电联产。

5.1 节约能源工作的需要

众所周知，我国是煤炭消费大国，在最近一个时期内扔以燃煤为主。随着我国经济的快速发展，能源需求量大增，据预测我国未来能源供需缺口将越来越大，在采用先进技术，推进节能，加速可再生能源开发利用及依靠市场力量优化资源配置的条件下，2020年约缺12%，到2040年将缺24%左右。热电联产能有效的节约能源，在我国已被越来越多的人所认识，政府有关部门也确定为优先发展的产业，因而发展潜力巨大。

5.2 能源结构调整的机遇

围绕实现现代化，要求调整能源发展战略，优化能源结构，提高能源利用率，进一步明确和贯彻节能优先的长期能源战略。把建立国家化能源供应体系作为长期能源供应的战略目标，把能源优质化作为主攻方向，把天然气开发作为下世纪能源开发的重点。例如，我国已投产的燃气轮机，用于联合循环供热的不多，考虑到提高能源效率与改善环境质量，将提高天然气比重，发展燃气-蒸汽联合循环供热。目前拟定的“关于发展热电联产的规定”文件中已经提出发展燃气-蒸汽联合循环供热的规定。可以预计，在不就的将来，随着天然气的逐步推广，燃气-蒸汽联合循环供热将会较快的发展。

6.结束语

为了更好地发展我国热电联产，应该加强国际交流合作，加快开展热电联产集中供热领域的国际合作。结合我国国情，借鉴发达国家推动热电联产集中供热的政策和管理经验，积极引进国外先进技术，鼓励国外机构投资我国的热电联产集中供热项目。

参考文献

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[2] 叶楠.大型热电联产机组集中供热的节能作用[J].云南电力技术.2009（06）.