中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:熱電聯(lián)產(chǎn)是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的節(jié)能減排有效措施,我國(guó)“十一五”和“十二五”節(jié)能規(guī)劃中,均將熱電聯(lián)產(chǎn)列為重點(diǎn)工程。改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)得到了迅速發(fā)展,對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起了重要作用,截至2013年底,我國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)年供熱量324128萬(wàn)吉焦;6MW及以上熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)已達(dá)25182萬(wàn)千瓦,占同容量火電裝機(jī)容量的29.12%,占全國(guó)發(fā)電機(jī)組總?cè)萘康?0.3%,位居世界第一。
一、熱電聯(lián)產(chǎn)與“小火電”概念混淆嚴(yán)重阻礙熱電行業(yè)健康發(fā)展
目前熱電聯(lián)產(chǎn)在發(fā)展過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題,例如價(jià)格形成機(jī)制不合理;機(jī)型和規(guī)模選擇缺乏科學(xué)、因地制宜的原則;替代分散小鍋爐推進(jìn)速度緩慢,相關(guān)支持政策不明確;政府管理職責(zé)不清、行業(yè)管理體系仍不完善等。
特別需要指出的是,目前還存在著熱電聯(lián)產(chǎn)與“小火電”概念界定模糊等問(wèn)題,導(dǎo)致將兩者混為一談,嚴(yán)重阻礙著熱電行業(yè)的健康發(fā)展。由于各地對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能原理并不了解,因此往往將機(jī)組發(fā)電容量大小作為界定熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與“小火電”的標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為機(jī)組發(fā)電容量小就是“小火電”。例如:有的地方政府部門(mén)和金融機(jī)構(gòu)誤解了國(guó)務(wù)院(國(guó)發(fā)[2007]2號(hào))文件和國(guó)家發(fā)改委(發(fā)改價(jià)格[2007]703號(hào))文件精神,混淆了熱電聯(lián)產(chǎn)與小火電的概念,把單機(jī)20萬(wàn)千瓦以下的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組統(tǒng)統(tǒng)列入“小火電”,作為“關(guān)停”、“限期退出”對(duì)象,造成很大的負(fù)面影響。相關(guān)調(diào)研充分說(shuō)明誤解關(guān)停小火電的政策對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)的沖擊之大、混淆熱電聯(lián)產(chǎn)與小火電概念的影響之深、執(zhí)行政策一刀切的危害之烈。
二、 熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能原理
當(dāng)動(dòng)力設(shè)備只用來(lái)供應(yīng)一種能量(電能或熱能)時(shí),這種能量生產(chǎn)稱為單一能量生產(chǎn),如凝汽式發(fā)電廠只供應(yīng)電能,供熱鍋爐房只供應(yīng)蒸汽及熱水;又如由凝汽式發(fā)電廠的鍋爐直接供應(yīng)蒸汽至熱用戶,雖同時(shí)供應(yīng)兩種能量,但其生產(chǎn)過(guò)程仍屬兩種能量的分別能量生產(chǎn)。若采用背壓式汽輪機(jī),同時(shí)又用其發(fā)汽供熱,這種動(dòng)力設(shè)備就成為一種簡(jiǎn)單的聯(lián)合能量生產(chǎn)。
當(dāng)采用的動(dòng)力設(shè)備同時(shí)送出電能和熱能兩種能量,且供熱是全部或部分利用熱變?yōu)楣^(guò)程中不可避免的冷源損失的熱量來(lái)進(jìn)行的,這種能量生產(chǎn)過(guò)程即稱為聯(lián)合能量生產(chǎn),這種的發(fā)電廠被稱為熱電廠。
簡(jiǎn)言之,“熱電聯(lián)產(chǎn)”就是鍋爐蒸汽經(jīng)抽凝式汽輪機(jī)或背壓式汽輪機(jī)發(fā)電后供熱的運(yùn)行過(guò)程,是一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)電和熱二種能量,并向用戶供應(yīng)電和熱兩種能量。裝有背壓式汽輪機(jī)和抽凝式汽輪機(jī)的發(fā)電廠稱為熱電廠。
雖然熱電分產(chǎn)的工藝流程相對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)簡(jiǎn)單,但是存在難以克服的技術(shù)障礙,影響了節(jié)能減排和能源的合理利用。這些障礙主要有:一是凝汽式發(fā)電難以避免大量的冷端損失和汽輪機(jī)熵增損失;二是燃煤工業(yè)鍋爐能耗高,污染大,用能極不合理;三是熱電分產(chǎn)不符合能質(zhì)匹配、能源梯級(jí)利用的原則。熱電聯(lián)產(chǎn)非常有效地克服了熱電分產(chǎn)難以解決的問(wèn)題,是合理、高效、清潔利用能源的重要技術(shù)措施。
三、提高熱電比是提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組效率的根本途徑
熱電比的計(jì)算公式為熱電比=供熱量/(供電量×3600千焦/千瓦時(shí))×100%。
對(duì)于抽凝機(jī)組來(lái)說(shuō),熱電比越大,說(shuō)明抽汽發(fā)電量(熱電聯(lián)產(chǎn)部分)部分的比重越大;凝汽發(fā)電部分比重(熱電分產(chǎn)部分)越小,冷端損失越少。反之,冷端損失越大。
對(duì)于背壓機(jī)組來(lái)說(shuō),冷端損失近乎為零,在同樣的進(jìn)排(抽)汽參數(shù)下,熱電比最高。但是對(duì)于不同的進(jìn)排汽參數(shù)的供熱機(jī)組是不能單純用熱電比來(lái)衡量的。機(jī)組容量越大發(fā)電量越多,則熱電比降低,反之,機(jī)組容量越小發(fā)電量也越少,則熱電比越大。因此提高熱電比的途徑是增加熱電廠的年供熱量,可提高全廠的年均熱效率。
四、嚴(yán)格區(qū)分熱電聯(lián)產(chǎn)與“小火電”要注意四個(gè)誤區(qū):
一是單純地比較大火電機(jī)組與熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的供電煤耗并不科學(xué)。部分熱電機(jī)組的供電煤耗會(huì)比大火電略高一些,但以供熱為主的熱電廠供熱量很大、供電量很小,如果供熱節(jié)煤量遠(yuǎn)大于供電的耗煤,應(yīng)該說(shuō)它仍是節(jié)能的。
二是單純地衡量機(jī)組效率與能耗并不全面。單就中小抽凝機(jī)組效率(背壓機(jī)組效率比大火電好得多)與大型供熱機(jī)組(30萬(wàn)千瓦以上)比,可能效率會(huì)低一些,但是從整個(gè)能量利用系統(tǒng)來(lái)分析,應(yīng)該說(shuō)可以根據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)嶝?fù)荷的需求,因地制宜地匹配相應(yīng)規(guī)模機(jī)組。
三是要以發(fā)展的眼光看中小熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。隨著我國(guó)材料工業(yè)和裝備工業(yè)的快速發(fā)展,熱電行業(yè)已經(jīng)出了許多新生事物,只要政策鼓勵(lì),機(jī)制有活力,中小熱電完全可以把供電煤耗降到大火電以下。2012年浙江紹興市25個(gè)公用熱電站,總裝機(jī)96.4萬(wàn)千瓦,但供電煤耗降到了254克/千瓦時(shí),遠(yuǎn)低于單機(jī)30萬(wàn)千瓦大機(jī)組平均319.63克/千瓦時(shí)的煤耗水平。
四是建大型供熱機(jī)組的合理性,發(fā)電部分要與超超臨界和超臨界的凝汽機(jī)組比較。因?yàn)闉榱藵M足3×30萬(wàn)千瓦機(jī)組的供熱需要,一般只要2×3萬(wàn)千瓦(一抽一背)就足夠了。供熱煤耗,30萬(wàn)千瓦機(jī)組與3萬(wàn)千瓦機(jī)組幾乎一樣。
供熱效率=鍋爐效率×管道效率。2×3萬(wàn)千瓦供熱機(jī)組配2×300噸/小時(shí)鍋爐,效率與2×30萬(wàn)千瓦供熱機(jī)組配2×1000噸/小時(shí)的鍋爐幾乎一樣,至多差1到2個(gè)百分點(diǎn),因此它們的供熱能耗幾乎是一樣的,但它們的供電煤耗差距要大得多。
在同樣滿足供熱需求的前提下,對(duì)供熱供電的大系統(tǒng)來(lái)說(shuō),供熱機(jī)組越小,反而效率越高,越節(jié)能,這與單臺(tái)機(jī)組的效率來(lái)看是完全不一樣的。
(作者系山東省熱電設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)熱電專業(yè)委員會(huì)副主任委員)