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热电联产让能源更有价值腈菌唑

奥特机械网 2019-08-24 17:59:15

热电联产(combined heat and power,简称CHP),顾名思义,是利用热机或发电设备(包括太阳能集热发电设备)同时产生电力和可供使用的热量。而三重冷热电联产(CCHP)由热电联产发展而来,是指在产生电力和热能的同时,结合吸收式制冷技术,利用其中一部分热量产生冷量,以供使用。

一、热电联产原理

在单独的电力生产中,热电厂将发电后剩余的热量,通常通过冷却塔、烟道气或通过其它方式释放到自然环境中,这些能量作为废热被丢弃,造成了一定程度上能源的浪费。相反,在热电联产中,这些热能则被投入到工业生产或居民供热系统中使用,一方面,其显著提高了燃料的有效利用率(最高可达90%),另一方面增强了城市基础设施功能,具有十分可观的经济和社会效率。

二、热电联产分类

按照对外供热的蒸汽源的来源方式可将其分为:抽汽式机组热电联产和背压式机组热电联产,压力通常分别为0.78——1.28兆帕(MPa)和0.12——0.25MPa两等。前者蒸汽温度压力较高,主要用于工业生产热能供应,后者蒸汽温度压力较低,可供民用采暖用。

按照发电的先后顺序,可将热电联产分为先发电式系统和后发电式系统

先发电式:锅炉蒸汽先用于发电,用剩的蒸气热能再投入某种工业制程,同时发的电也投入工业制程,剩电卖给电网。适合中等温度制程的产业:食品、造纸、化工、养殖、农业现有系统:

燃气涡轮机外挂废热炉式

燃气涡轮机式

蒸气涡轮机式

复合循环式

柴油引擎式

后发电式:锅炉蒸汽先用于某种工业制程,用剩的蒸气热能再投入发电,同时发的电也投入工业制程,剩电卖给电网。

适合高温度制程的产业:冶金、玻璃、水泥

现有系统:

蒸气涡轮机式

有机朗肯机式(Organic Rankine Cycle)

三、热电联产的优越性

节能:提到优越性,第一个要提的当然是热电联产的节能潜力。在产生一定量的热能和电能的情况下,热电联产所消耗的一次能源,远比热电分产所消耗的一次能源要少,显著提高了燃料的利用率,是全球公认的节能环保技术。

改善环境质量:在雾霾问题日渐突出的今天,发电厂和供热厂对环境的影响,也越来越被人们关注。分散供热的小锅炉一般是单台容量小,烟囱低,除尘效果差,有的小锅炉甚至无正规的除尘设备。而热电厂的锅炉容量大、热效率高、烟囱高、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。

缓和当地的电力紧张:以前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。近年来才得到缓和,热电联产的建设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。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,由热电厂供电减少的线路损失也是可观的经济效益。

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。居民采暖的小锅炉,一般为间断供热,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。

为灰渣综合利用创造了有利条件: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。

节约宝贵的城建占地:工业企业中的锅炉房连同煤场、渣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。原来的锅炉房和煤场、灰场可移做他用以扩大再生产。

针对我国热电联产健康发展解决的主要问题,中国电力新闻网进行了数据调查,详见下图:

四、政策鼓励

既然热电联产优点这么多,政府当然也是大力支持热电联产,不久前,国家发改委等14部委联合印发了《循环发展引领行动》,提出要完善城市循环发展体系,推动生产系统和生活能源系统能源共享,提高能源产出比。在文件当中明确提出了,要积极发展热电联产,冷热电三联供等系统,目标至2020年使能源产出率比2015年提高17.7个百分点。

除了最新的《循环发展引领行动》,在《大气污染防治行动计划》也明确了,加快推进集中供热、"煤改气"、"煤改电"工程建设。在化工、造纸、印染、制革、制药等产业集聚区,通过集中建设热电联产机组逐步淘汰分散燃煤锅炉。

《在煤电节能减排升级与改造行动计划(2014— 2020年)》也提出到2020年,在符合条件的大中型城市,适度建设大型热电机组,鼓励建设背压式热电机组;在中小型城市和热负荷集中的工业园区,优先建设背压式热电机组。随着我国城镇化的发展、城市化率的提高以及节能环保的要求,必将带动电力和热力需求的增长。

根据国家发改委编制的《2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标》,到2020年,全国热电联产总装机容量将超过2亿千瓦, 其中城市集中供热和工业生产用热的热电联产装机容量都约为1亿千瓦;热电联产将占全国发电总装机容量的22%,在火电机组中的比例达到37%左右。未来大型电站热电联产化将是未来大型火电站发展的一种趋势。大型电站热电联产化在保持蒸汽与发电的高效与大容量的基础上,能提供满足工业锅炉负荷的需求,取代工业锅炉,并可以保持热力供应的高效性。

五、发展现状

我国目前主要的热电联产,仍是以大型集中式热电联产机组为主,热电企业的功能定位是满足居民基本用热需求的同时,满足工商业用热需求,具有公共事业属性。

我国热电联产行业发展呈持续增长状态,装机容量逐年增长,据中国产业调研网发布的《2017-2022年中国热电联产行业发展研究分析与发展趋势预测报告》显示,"十二五"时期我国新增热电联产总装机规模约1.1亿千瓦,到2015年底,我国热电联产装机规模达到2.5亿千瓦,占火电装机规划的32%至35%, (详见图1),可使电力行业单位GDP能耗减少3%至5%。同时,"十二五"期间,北方采暖地区大型城市建筑物采暖集中供热普及率平均达到65%,其中热电联产在集中供热中的比例达到50%.全国工业生产用热的70%以上由热电联产提供。其中,以煤为燃料的热电联产能源利用率可提高至70-80%,以清洁燃料(油、气)为能源的燃气轮机热电联产能源利用率高达80-90%。

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