國家為什么要提倡和規(guī)范熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱

——淺談汽輪發(fā)電機組的節(jié)能環(huán)保（一）

哈爾濱新時代能源環(huán)保設(shè)備有限公司 賀志昆

取暖是寒冷地區(qū)居民的生存條件。用鍋爐生產(chǎn)蒸汽和熱水是目前取暖的主要方式。另外某些行業(yè)的生產(chǎn)也需要蒸汽。一百多年前人們開始利用汽輪機做到了同時生產(chǎn)熱能和電能。由于熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，所以越來越受到許多國家和我國政府的重視。歐盟出臺配套措施給熱電聯(lián)產(chǎn)提供實質(zhì)性的支持，例如世界能源利用率最高的國家丹麥，給熱電聯(lián)產(chǎn)工程年利率2%、償還期20年的優(yōu)惠貸款（注1）。多年來我國政府發(fā)布了許多文件，來提倡和規(guī)范熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱，如國家發(fā)改委發(fā)布的《節(jié)能中長期規(guī)劃》，2016年3月22日國家發(fā)改委等五部委又聯(lián)合發(fā)布了《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》，指出：“熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展應(yīng)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、以熱定電、立足存量、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高效能、環(huán)保優(yōu)先的原則，力爭實現(xiàn)北方大中型以上城市熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱率達到60%以上，20萬人口以上縣城熱電聯(lián)產(chǎn)全覆蓋，形成規(guī)劃科學(xué)、布局合理、利用高效、供熱安全的熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展格局?！?/span>

熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱為什么能夠節(jié)能又環(huán)保呢？還要從能源的特性談起：

一、能源的兩項特性

1.能源不僅有量的多少，而且有品位高低之分。電能是高品位能，可以高效便捷地轉(zhuǎn)化為機械能、熱能、光能等；熱能品位較低，只能通過熱機轉(zhuǎn)化成機械能、電能，轉(zhuǎn)換難度大，效率不高。

2.能量還存在貶值，如一桶熱水，熱量不少，但不足以煮熟一個雞蛋；而一勺沸水，熱量少于前者，卻會燙傷人，所以相等的熱量，溫度不同，效果不同。能量在傳遞、轉(zhuǎn)換過程中，始終伴有損失，做功能力下降，直至與環(huán)境狀態(tài)平衡，貶值為廢熱。

二、熱電分產(chǎn)和熱電聯(lián)產(chǎn)

熱電分產(chǎn)，先說供熱，由于取暖用的蒸汽和熱水，不需要高的壓力和溫度；企業(yè)用的蒸汽的壓力一般最高也就在1.28mpa左右，因此熱力公司和企業(yè)自備熱源通常采用低壓蒸汽鍋爐或熱水鍋爐，燃料的化學(xué)能只能轉(zhuǎn)變?yōu)榈推肺坏臒崮埽捎谌萘啃『蛥?shù)低，其熱效率一般不超過60%，容量大一點的區(qū)域鍋爐房供熱的熱效率，一般為70-80%；再說發(fā)電廠，盡管機組容量大小不等，壓力溫度有高低之分，但都使用凝汽式汽輪機，作功發(fā)電后的乏汽都要排入冷凝器，隔著管壁向冷卻水放熱，成為凝結(jié)水，重新進入鍋爐加熱，在乏汽凝結(jié)成水的過程中，向冷源放出的熱量損失，要占總熱量的50%以上。由于以上兩個原因，熱電分產(chǎn)的總能效只能達到47%左右（注2）。

在集中供熱、熱負(fù)荷增加的基礎(chǔ)上，進而實行熱電聯(lián)產(chǎn)，由于鍋爐容量擴大、參數(shù)提高，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高品位的蒸汽，通過汽輪機，首先作功發(fā)電，然后用乏汽供熱。汽輪機選型，如采用抽汽凝汽式汽輪機，它是在凝汽式汽輪機的基礎(chǔ)上，增加抽汽口，將部分蒸汽作功后用于供熱，但仍然有部分蒸汽進入冷凝器，因此只能減少，而不能徹底消除向冷源放熱的損失；如采用背壓式汽輪機，則作功后的全部乏汽，都用于供熱，沒有向冷源放熱的損失，所以熱電聯(lián)產(chǎn)采用背壓式汽輪機，總能量效率可達到85%左右（注3）。當(dāng)然背壓式汽輪機用以熱定電的方式運行，不供熱，就不能發(fā)電。

三、怎樣充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)越性

只有做到五部委《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》的要求，熱電聯(lián)產(chǎn)才能充分發(fā)揮它的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)越性，為此我們提出如下建議：

1.結(jié)合城市規(guī)劃淘汰小鍋爐群，建設(shè)熱電廠。

2.現(xiàn)有供熱面積足夠大的供熱公司，擴建為熱電廠，不僅提高了能源利用率，而且企業(yè)可以節(jié)省大量電費，增加盈利。原有鍋爐作為備用或供熱調(diào)峰。

3.如前所述，機組選擇，應(yīng)盡量選用背壓式汽輪機，少選或不選抽汽凝汽式汽輪機。

4.結(jié)合城市或工業(yè)園區(qū)規(guī)劃，擴大供熱面積，增加熱負(fù)荷，從而可選擇容量較大、參數(shù)較高的機組，提高能源利用率。

5.選用大容量，高參數(shù)機組，不僅鍋爐燃燒充分，鍋爐、汽輪機效率較高，而且從技術(shù)上和經(jīng)濟上（無論投資，還是日常運行費用），都更有能力采用高效的消煙除塵和脫硫、脫硝等減排設(shè)備，有利于環(huán)保。

6.為充分利用存量，節(jié)省投資，可將符合條件的凝汽機組，改造成背壓機組，使一些要被淘汰的凝汽機組起死回生，或者在原臺位上，更換成背壓機組，將發(fā)電廠改造成熱電廠，使企業(yè)煥發(fā)青春。

7.對現(xiàn)有熱電廠通過改造，如將抽凝機組，改造成背壓機組，或就地更換成背壓機組；再如對背壓機組，通過改造，適當(dāng)提高進汽參數(shù)，降低排汽參數(shù)，擴大容量，改善通流性能等方法，提高效率。

8.有條件時，應(yīng)采用垃圾、生物質(zhì)燃料，減少燃煤量，降低污染物排放。

在以上項目的實施中，本公司可以為用戶的汽輪發(fā)電機組的相關(guān)工作提供全面、周到的服務(wù)。

有關(guān)汽輪發(fā)電機組節(jié)能環(huán)保的內(nèi)容，今后將陸續(xù)介紹，共同探討節(jié)能環(huán)保。由于本人才疏學(xué)淺，不當(dāng)之處請賜教。

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注1：國家發(fā)改委網(wǎng)站資料《歐盟出臺配套措施給熱電聯(lián)產(chǎn)提供實質(zhì)性支持》

注2、3：電力出版社2008年出版，孫奉仲等編著《熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與管理》

2017年4月20日