熱電聯(lián)產(chǎn)【摘要】燃?xì)廨啓C(jī)是一種環(huán)境代價低、能源利用效率高、運(yùn)行靈活、技術(shù)可靠、組合多樣化的能量轉(zhuǎn)換裝置，已為全世界廣泛采用。在電力行業(yè)，它不僅被用于基本負(fù)荷與調(diào)峰發(fā)電，更多地被用作為熱電聯(lián)產(chǎn)，并取得了極為理想的環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)效益。使用燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)工藝受到世界各國政府的普遍鼓勵與扶持，并通過制定相應(yīng)的法律、法規(guī)予以保護(hù)。我國政府面向21世紀(jì)，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，為有力配合西部大開發(fā)，正式頒布對發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)的扶持政策--《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》，對于我國的環(huán)境保護(hù)、提高資源綜合利用效率、加快城鎮(zhèn)現(xiàn)代化進(jìn)程、改善人民生活品質(zhì)將具有十分深遠(yuǎn)的意義。

如何確定燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)，將直接影響到這一技術(shù)能否健康推廣。訂立技術(shù)指標(biāo)的基點應(yīng)該是國家、社會的長期利益，并結(jié)合我國的實際情況，同時參考各國及地區(qū)政府已經(jīng)實旋的法律、法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)的工藝方式

燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)一般主要有四種工藝方式：

1．燃?xì)廨啓C(jī)一蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)：這是世界各國最為明令鼓勵的工藝方式。

此種工藝首先由燃?xì)廨啓C(jī)對燃料進(jìn)行首次能源利用，燃燒燃料產(chǎn)生熱膨脹功推動動力透平渦輪葉片來驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。其高溫乏氣通過余熱鍋爐將煙氣轉(zhuǎn)換中溫中壓以上參數(shù)蒸汽，再推動蒸汽輪機(jī)作功發(fā)電，并將功后乏汽用于供熱。這種工藝發(fā)電比率高，有效能量轉(zhuǎn)換率高，及煙的轉(zhuǎn)換率高，因此經(jīng)濟(jì)效益也較好。后置蒸汽輪機(jī)可以是抽汽凝汽式，也可以是背壓式，但背壓式汽輪機(jī)受制約比較大，不利于電網(wǎng)、熱網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的調(diào)節(jié)，除非是企業(yè)自備的熱電廠，用汽、用電穩(wěn)定，一般在世界上極少采用。燃?xì)廨啓C(jī)一蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)熱電廠往往采用兩套以上的燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐拖帶1-2臺抽汽凝氣式汽輪機(jī)，或使用余熱鍋爐補(bǔ)燃，以及雙燃料系統(tǒng)提高對電網(wǎng)、熱網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力及供能可靠性。

2．燃?xì)廨啓C(jī)-侖熱鍋爐直供熱電聯(lián)產(chǎn)：它與前一工藝方式的區(qū)別為只有燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐，省略了蒸汽輪機(jī)，因此，也有將其稱為"前置循環(huán)"。由于余熱鍋爐不需要生產(chǎn)能夠推動蒸汽輪機(jī)的高品位蒸汽，因而工藝系統(tǒng)投資較低。為提高供能可靠性和熱、電、天然氣的調(diào)節(jié)能力，國際上往往采用兩套以上機(jī)組同時加補(bǔ)燃工藝，以及蒸汽回注等技術(shù)，所采用的機(jī)組一般也比較小。與前一方式比較，燃?xì)廨啓C(jī)更像一個燃燒器。由于燃?xì)廨啓C(jī)實現(xiàn)了對天然氣的預(yù)熱，使之燃燒更充分，其效率大大高于燃?xì)忮仩t。其熱效率比前一方式高，但發(fā)電比率低導(dǎo)致煙的利用率明顯降低，因此經(jīng)濟(jì)效益也不及前者。

3．煤氣-燃?xì)廨啓C(jī)一蒸汽輪機(jī)整體化聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)(ICCC)：它將原煤在煤氣發(fā)生裝置中轉(zhuǎn)換為高溫煤氣煙氣，并在煤氣煙氣降溫時轉(zhuǎn)換一部分蒸汽，將凈化、脫硫的煤氣供給燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，再將燃?xì)廨啓C(jī)煙氣通過余熱鍋爐轉(zhuǎn)換高品位蒸汽與煤氣發(fā)生器的蒸氣共同推動蒸汽輪機(jī)發(fā)電、供熱。4．燃?xì)廨啓C(jī)輔助循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)：將較小的燃?xì)廨啓C(jī)加入到傳統(tǒng)的燃煤或燃油后置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，將燃?xì)廨啓C(jī)的動力用于驅(qū)動給水泵或發(fā)電，將高溫?zé)煔庾⑷擞酂徨仩t用于改善燃燒，提高鍋爐效率，穩(wěn)定低功況條件下的系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

熱效率與熱電比

無論采用上述哪一種工藝方式，應(yīng)由建設(shè)單位根據(jù)燃料資源配置情況，熱力、電力市場的實際需求，及環(huán)境排放的容量空間等因素來決定?？傮w而言，發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)該堅持適度規(guī)模的原則，以環(huán)境、社會：經(jīng)濟(jì)效益定規(guī)模，以強(qiáng)調(diào)提高資源綜合利用效率，特別是提高煙的轉(zhuǎn)換率和降低環(huán)境代價為核心來確立有關(guān)指標(biāo)。尤其是那些肩負(fù)環(huán)境污染治理、具有社會公益性質(zhì)和燃?xì)庹{(diào)節(jié)任務(wù)的區(qū)域性燃?xì)廨啓C(jī)熱電廠，應(yīng)該積極采用對氣、熱、電均有較好調(diào)節(jié)能力，經(jīng)濟(jì)效益較佳的第1種工藝方式。由于煙的轉(zhuǎn)換、利用率難以確定計算標(biāo)準(zhǔn)，所以將第1種工藝方式的熱效率和熱電比指標(biāo)作為政策底線標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是合理的。

根據(jù)對南京汽輪電機(jī)廠引進(jìn)GE公司技術(shù)生產(chǎn)的容量39MW等級的MS6561B燃機(jī)(聯(lián)合循環(huán)容量56MW，編號STAGl06B)和GE公司生產(chǎn)的容量123Mw等級的陽9171E燃機(jī)(聯(lián)合循環(huán)容量170MW，編號STAGl09E)，及Sob公司1MW-12MW燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的研究分析，參考原國家四委部計交能[1998]220號文件對燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，結(jié)合國內(nèi)配套設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀。確定燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)年平均熱效率55％，年平均熱電比30％。

1．220號文件將燃煤熱電廠的年平均綜合熱電效率確定在45％，這對于超大型超超臨界燃煤火電機(jī)組或煤氣-喘氣一蒸汽整體化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組是一個極限效率值，如果后置循環(huán)凝氣運(yùn)行的機(jī)組全年平均效率要超過45％，造價將大幅度攀開，經(jīng)濟(jì)上將無可行性而言。所以，對于那些容量較小的中溫中壓后置循環(huán)供熱機(jī)組，如果不大量供熱，45％的效率是根本不可能達(dá)到的。從節(jié)能角度出發(fā)，如果燃煤凝氣機(jī)組能夠達(dá)到45％的熱效率即使不供熱，也應(yīng)該鼓勵其多發(fā)電。

對于燃?xì)廨啓C(jī)使用三壓再熱聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組，年平均效率55％也是目前的一個極限值。雖然新研制的一些機(jī)組效率可達(dá)到58％-60％，但這是在ISO功況條件下的一個瞬間值，即：15℃，海平面，空氣濕度60％。在中國絕大多數(shù)城市達(dá)不到這一條件，加之啟動、調(diào)峰運(yùn)行的出力變化，實際效率將明顯降低。如：S109B的理論效率可達(dá)52％，而深圳南山電廠S109E的實際效率僅42％。對于采用單壓或雙壓余熱鍋爐和抽凝汽輪機(jī)的聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組，不大量供熱也是不可能實現(xiàn)的。

2．TAGl06B熱電綜合效率要達(dá)到55％，需抽汽20噸，熱電比對應(yīng)為30％，相當(dāng)余熱鍋爐換熱量的27％，蒸汽量的30％(見本文附表之1)；STAG109E熱電比達(dá)到30％時，熱效率要達(dá)到57％，需抽汽噸，相當(dāng)余熱鍋爐換熱量的28％，蒸汽量的35％(見本文附表之2)。世界大多國家對熱電聯(lián)產(chǎn)只有鼓勵政策，多沒有制定考核標(biāo)準(zhǔn)，少數(shù)國家和地區(qū)雖然制定了標(biāo)難，但條件非常寬松。我們建議的總熱效率55％，熱電比30％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國政府對其國內(nèi)熱電廠規(guī)定的熱電比15％時，總效率達(dá)到45％的考核水平。也高于我國臺灣實行的總熱效率事50％和熱電產(chǎn)出比多20％的考核標(biāo)準(zhǔn)，在全世界應(yīng)屬于最高一級標(biāo)準(zhǔn)。建議制定如此高的技術(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)，并不是我國大陸地區(qū)的技術(shù)和管理水平比其他國家和地區(qū)更高，而是為現(xiàn)實利益格局所制約，不得已而為之，已經(jīng)充分考慮了在電力市場相對飽和的現(xiàn)狀因素。但是，我們又不能違背全世界在努力提高能源利用效率時，特別鼓勵提高煙值的轉(zhuǎn)換效率，即多發(fā)電的趨勢，這也是節(jié)能的本質(zhì)。

3．在制定計算方案時，我們采用杭州汽輪機(jī)廠引進(jìn)德國西門子技術(shù)生產(chǎn)的68bM次高壓抽凝汽輪機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐采用美國德爾塔公司將在中國合資生產(chǎn)的70bar次高壓補(bǔ)燃余熱鍋爐為標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)生產(chǎn)中溫中壓設(shè)備的國內(nèi)配套廠家要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)還需要更多的努力，或者通過提高熱電比來達(dá)到熱效率要求。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該比照先進(jìn)技術(shù)制定，這樣才有利于整體行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。這也強(qiáng)迫熱電企業(yè)必須采用先進(jìn)技術(shù)，否則將難以達(dá)到考核標(biāo)難，即使通過提高熱電比達(dá)標(biāo)，經(jīng)濟(jì)上也難以實現(xiàn)平衡。

4．對于采用前置循環(huán)方式的燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)熱電廠，雖然輕而易舉可達(dá)上述熱電比和熱效率標(biāo)準(zhǔn)，但要在經(jīng)濟(jì)上要實現(xiàn)收益平衡，必須大幅度提高熱效率，成倍增加供熱量(見本文附表之1、2、3)。以每度電0．45元／Kwh，熱價34元／GJ為條件比照分析，電價與熱價的差值和供電熱值與供熱熱值的平均差均是3．7倍。前置循環(huán)機(jī)組的供熱效率要達(dá)到48％時，收益才能達(dá)到聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)中蒸汽輪機(jī)13％凝汽發(fā)電效率時的水平。即：前置循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)效率達(dá)80％時，才能達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)凝氣發(fā)電機(jī)組45％時的收益水平，而這一收益比聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)效率在55％時的熱電綜合收益低7％。

5．對于采用煤氣一燃?xì)庖徽羝w化聯(lián)合循環(huán)熱電廠，因為有兩組蒸汽發(fā)生裝置，發(fā)電、供熱的總熱效率達(dá)到55％技術(shù)上可以實現(xiàn)。由于它的發(fā)電效率大大高于傳統(tǒng)工藝的燃煤發(fā)電裝置，如果按220號文件對燃煤熱電廠熱電比限制，其供熱量必須大幅提高，如果其發(fā)電效率達(dá)到40％，50MW以下機(jī)組總效率需要達(dá)到80％，50Mw以上機(jī)組需達(dá)到60％，技術(shù)上根本無法實現(xiàn)。即使是55％的總效率，熱電比也需要達(dá)到37．5％。

6．對于將采用燃?xì)廨啓C(jī)輔助循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱電廠，由于燃?xì)廨啓C(jī)不承擔(dān)重要主要的能量轉(zhuǎn)換，僅僅是一輔助工藝系統(tǒng)，因此不應(yīng)執(zhí)行燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)的熱效率和熱電比標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按照《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》第七條第一款：常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)指標(biāo)執(zhí)行。

燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)不設(shè)立容量等級考核標(biāo)準(zhǔn)

電力設(shè)施的高效化、分散化、小型化和功能多樣化是世界能源業(yè)的發(fā)展走向，是人類環(huán)境意識和可持續(xù)發(fā)展意識增強(qiáng)的必然產(chǎn)物，是技術(shù)進(jìn)步的成果，是我介泌須面對的文明越勢。這一概念所建立的基礎(chǔ)在于：

A．首先是環(huán)境保護(hù)認(rèn)識的不斷深化，一系列因生態(tài)環(huán)境破壞對人類生存產(chǎn)生了巨大壓力，特別是嚴(yán)重危害人類呼吸系統(tǒng)健康的氮氧化物和導(dǎo)致全球變暖溫室氣體排放的加劇，使各國不得不采用更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和更有效的手段來保護(hù)、改善環(huán)境，必須以最低的環(huán)境、資源代價維持人類文明的延續(xù)與發(fā)展。

B．天然氣等新能源的開發(fā)利用為人類持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，但是開發(fā)利用天然氣較高的投資成本，使我們又不得不盡可能通過擴(kuò)大使用天然氣的效能，來提高其有效能源的利用效率和綜合經(jīng)濟(jì)效益。

C．燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)的不斷完善，為人類在較小的環(huán)境、資源、資金代價下，提高天然氣資源的利用效率和綜合經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件。

a．由于燃?xì)廨啓C(jī)熱電機(jī)組的特殊工藝方式，綜合效率與容量規(guī)模大小之間的聯(lián)系甚小，使人們可以根據(jù)具體市場對于能源產(chǎn)品的實際需求、環(huán)境容量空間和天然氣資源配置條件，因地制宜地進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換；

b．燃?xì)廨啓C(jī)制造水平的提升，以及燃?xì)廨啓C(jī)對液體、氣體燃料的廣泛適用性，使其可靠性和可用性大為提高。大修周期從幾千小時增加到幾萬小時，在實現(xiàn)高效率、高效益的同時，進(jìn)一步建立了更為可靠的能源安全保障體系；

c．控制系統(tǒng)自動化和電網(wǎng)輸配電技術(shù)的進(jìn)步，使電網(wǎng)在容納這些較小的機(jī)組的同時，也增強(qiáng)了自身的安全性。為建立適度規(guī)模的，更為有效、可靠的新型能源體系創(chuàng)造了機(jī)會。

燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施的小型化、微型化已經(jīng)成為各國能源工業(yè)的一種新潮流，通過小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，為一個企業(yè)、一所醫(yī)院、一座辦公大樓直接提供電力、熱力、制冷和生活熱水，甚至飲用蒸餾水、樓頂花園和暖棚的二氧化碳。最大限度地減少能源轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的損耗和污染物的排放，降低能源代價。目前國際上正在研究發(fā)展和積極推廣微酬燃?xì)廨啓C(jī)，這種燃?xì)廨啓C(jī)可以安裝在一家一戶，代替家用燃?xì)鉅t，在為家庭供暖、制冷和提供生活熱水的同時，解決家庭電力供應(yīng)，實現(xiàn)全能量利用。

發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)必須以提高資源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益為前提，堅持適度規(guī)模的總體發(fā)展方針。因此，不需要向?qū)Υ济簾犭姍C(jī)組那樣，設(shè)定一個與容量等級掛鉤的考核標(biāo)準(zhǔn)(見本文附表之3)。

余熱鍋爐補(bǔ)燃

為燃?xì)廨啓C(jī)熱電機(jī)組的余熱鍋爐加裝補(bǔ)燃裝置是國外較普遍采用的技術(shù)，主要為加強(qiáng)機(jī)組供熱與發(fā)電的綜合調(diào)節(jié)能力，提高系統(tǒng)的總熱效率。燃?xì)廨啓C(jī)煙氣中含有大量的氧氣未燃燒盡，一般超過15％，溫度在450-600℃之間。如果加入一定量的天然氣或其他燃料，將余熱鍋爐內(nèi)的溫度提高，最大可以增加8倍的蒸汽供應(yīng)量。

由于余熱鍋爐溫差的增大，使系統(tǒng)熱效率明顯增加，某些機(jī)組用于補(bǔ)燃的燃料效率甚至超過100％(見本文附表之4)。

關(guān)于備用電力保障

世界各國與地區(qū)為保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源鼓勵發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，"電網(wǎng)必須提供備用電力保障"是一條最核心的扶持政策。從社會道義和公共利益出發(fā)，各國均規(guī)定電網(wǎng)必須對符合標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)自備熱電廠和區(qū)域性直配熱電廠的電用戶，在熱電廠檢修和緊急事故停機(jī)時提供備用電力支援。在規(guī)定檢修和緊急停機(jī)期間，應(yīng)按同類用戶供電價格供電或稍有加價。超出規(guī)定期間的備用供電，可以適當(dāng)加價，一般多在25％之內(nèi)。

在一個電網(wǎng)中有條件建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)的企業(yè)和區(qū)域是有限的，由于熱電指標(biāo)的限制，其單廠、單機(jī)容量很難大到對電網(wǎng)安全構(gòu)成威脅的程度。分散電源點不僅可以提高電網(wǎng)供電可靠性、降低線損，還降低電網(wǎng)供電的責(zé)任風(fēng)險。特別是熱電廠通過熱能直接制冷供暖，可以有效減少電空調(diào)對電網(wǎng)帶來的峰谷差壓力，提高系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)的利用率和熱效率，減少環(huán)境污染，減低溫室氣體排放，保護(hù)臭氧層，實現(xiàn)電網(wǎng)作為公共設(shè)施專營者在環(huán)保、節(jié)能和提高人民生活品質(zhì)方面的社會責(zé)任。

根據(jù)《中華人民共和國電力法》第二十六條："供電營業(yè)區(qū)內(nèi)的供電營業(yè)機(jī)構(gòu)，對本營業(yè)區(qū)內(nèi)的用戶有按照國家規(guī)定供電的義務(wù)；不得違反國家規(guī)定對其營業(yè)區(qū)內(nèi)申請用電的單位和個人拒絕供電。"規(guī)定，用戶無論是否建有自備電力設(shè)施，只要該電力設(shè)施符合國家法律、法規(guī)和規(guī)定的要求，供電營業(yè)機(jī)構(gòu)必須提供其備用或不足部分的電力、電量供應(yīng)。

燃?xì)廨啓C(jī)熱電廠競價上網(wǎng)

各國在制定競價上網(wǎng)原則時，無一不考慮發(fā)電裝置的環(huán)境代價因素。我國在制定競價廁財也應(yīng)該樹立環(huán)境保護(hù)和社會意識，因為環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策。由于我國在環(huán)境評價工作中一直沿用了環(huán)境疊加法，因而所有已建成電廠，無論污染有多嚴(yán)重都應(yīng)均屬達(dá)瓦但排放控制標(biāo)準(zhǔn)高的電廠的電價成本必然高于排放控制標(biāo)準(zhǔn)低的電廠，如果讓高標(biāo)準(zhǔn)電廠與低標(biāo)準(zhǔn)電廠競價上網(wǎng)，必然導(dǎo)致環(huán)境污染的劇升，無益于改善環(huán)境。

各地、各級政府主管部門和國有控股電網(wǎng)調(diào)度部門應(yīng)堅持代表先進(jìn)生產(chǎn)力和廣大人民群眾的根本利益，積極參考各國先進(jìn)經(jīng)驗，對各電源點不同的環(huán)境代價和社會公益責(zé)任，以及資源利用效率實行分級制度，并制定按級競價的原則，努力減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。

文章來自：http://m.xmfusheng.com/index.php?catid=823/