熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)研究與實(shí)踐

吳清恒 孫文軍

（1.西安西郊熱電廠，陜西 西安 710077；2.法士特汽車傳動(dòng)工程研究院，陜西 西安 710119）

1 節(jié)能調(diào)度技術(shù)概述

1.1 節(jié)能發(fā)電調(diào)度定義

《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》規(guī)定，“節(jié)能發(fā)電調(diào)度是指在保障電力可靠供應(yīng)的前提下,按照節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的原則,優(yōu)先調(diào)度可再生發(fā)電資源,按機(jī)組能耗和污染物排放水平由低到高排序,依次調(diào)用化石類發(fā)電資源,最大限度地減少能源、資源消耗和污染物排放”。

1.2 節(jié)能發(fā)電調(diào)度基本原則

“以確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和連續(xù)供電為前提,以節(jié)能、環(huán)保為目標(biāo),通過(guò)對(duì)各類發(fā)電機(jī)組按能耗和污染物排放水平排序,以分省排序、區(qū)域內(nèi)優(yōu)化、區(qū)域間協(xié)調(diào)的方式,實(shí)施優(yōu)化調(diào)度,并與電力市場(chǎng)建設(shè)工作相結(jié)合,充分發(fā)揮電力市場(chǎng)的作用,努力做到單位電能生產(chǎn)中能耗和污染物排放最少。”

1.3 節(jié)能發(fā)電調(diào)度與傳統(tǒng)調(diào)度區(qū)別

節(jié)能發(fā)電調(diào)度是響應(yīng)節(jié)能減排的時(shí)代要求而提出的，比傳統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度更具有可持續(xù)發(fā)展性，兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

1）節(jié)能發(fā)電調(diào)度強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，更利與能源的可持續(xù)發(fā)展。節(jié)能發(fā)電調(diào)度將淘汰高能耗高污染的小機(jī)組，而更好的發(fā)展節(jié)能、高效、環(huán)保的大機(jī)組，堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先，比傳統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度方式更具可持續(xù)發(fā)展性。

2）節(jié)能發(fā)電調(diào)度體現(xiàn)市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制，更具可操作性。不同于傳統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度實(shí)行行政計(jì)劃和平均分配的原則，節(jié)能發(fā)電調(diào)度采取優(yōu)化配置的方式對(duì)能源和污染物排放水平進(jìn)行排序，同時(shí)綜合考慮了個(gè)發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)，引進(jìn)市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制，使得發(fā)電調(diào)度更有活力，更具可操作性。

2 熱電聯(lián)產(chǎn)的內(nèi)涵

2.1 一般的火力發(fā)電概況

“火力發(fā)電是指利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能，通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。”一般的火力發(fā)電廠通過(guò)燃燒煤炭只產(chǎn)生一種產(chǎn)品——電，而在發(fā)電的過(guò)程中，大量的熱能被循環(huán)水帶走，白白地排放到大氣中，不僅造成了空氣污染，也產(chǎn)生了熱能浪費(fèi)，導(dǎo)致火電廠能源利用率不高，一般僅為35%左右。

2.2 熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)概況

熱電聯(lián)產(chǎn)，簡(jiǎn)稱CHP，作為當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉串a(chǎn)業(yè)，其總能效可達(dá)90%以上，是指同時(shí)產(chǎn)生電能、機(jī)械能和有用熱能中的任何一種形式，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是在同一電廠中將供熱和發(fā)電聯(lián)合在一起，包括雙重目標(biāo)的發(fā)電廠、廢熱處理利用系統(tǒng)、區(qū)域供熱系統(tǒng)和總能量系統(tǒng)等。

熱電聯(lián)產(chǎn)將普通電廠本來(lái)廢棄的熱量加以利用，為工業(yè)和家庭提供廉價(jià)的取暖用熱，這樣可大大提高熱效率。通常的火力發(fā)電，其效率約為30～35%。這意味著每產(chǎn)出1兆焦的電能，就有2兆焦的熱量白白浪費(fèi)掉。將這部分熱量重新用來(lái)加熱水，完全可以滿足工廠附近區(qū)域的工廠和住宅區(qū)的取暖需要。熱電聯(lián)產(chǎn)通常采用蒸氣輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，而將廢氣用來(lái)對(duì)現(xiàn)有鍋爐裝置補(bǔ)充加熱，其總效率可達(dá)80%。

2.3 熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

熱電聯(lián)產(chǎn)將不同品位的熱能分級(jí)利用，即高品位的熱能用于發(fā)電，低品位的熱能用于集中供熱，不僅大大提高了能源的利用率，同時(shí)減少了環(huán)境污染，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益。

2.4 熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用類型

熱電聯(lián)產(chǎn)通過(guò)種應(yīng)用類型來(lái)達(dá)到節(jié)能減排的目的，其中主要包括以下四種：(1)大型熱電廠；(2)區(qū)域性熱電廠，一個(gè)熱電廠向幾十戶以上的企業(yè)供熱；(3)企業(yè)建設(shè)的自備熱電廠，為本企業(yè)或同時(shí)向周圍其他企業(yè)供熱；(4)多功能熱電廠，即熱電廠供熱、供電、供煤氣、供冷的同時(shí)，還利用爐渣生產(chǎn)建筑材料和化肥，用循環(huán)水的余熱養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)鱉等，進(jìn)一步提高熱電廠的綜合經(jīng)濟(jì)效益，讓熱電廠變得更清潔。

3 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)研究

3.1 節(jié)能可行性

熱電聯(lián)產(chǎn)可以將一般廢棄的熱量重新用來(lái)加熱水用以滿足工廠附近區(qū)域的工廠和住宅區(qū)的取暖用熱需要。同時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn)通常采用蒸氣輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，而將廢氣用來(lái)對(duì)現(xiàn)有鍋爐裝置補(bǔ)充加熱，其總效率可達(dá)80%。

3.2 減排可行性

熱電廠由于鍋爐容量大、除塵效果好、煙囪高、還可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫除硝，相比于小鍋爐、火電廠，其環(huán)境效益和社會(huì)效益非常巨大。

3.3 安全可行性

熱電聯(lián)產(chǎn)一方面極大地減輕了城市供電負(fù)荷，增強(qiáng)了供電安全性，另一方面是熱能與電能產(chǎn)生更加高效安全化。

3.4 經(jīng)濟(jì)可行性

由于熱電聯(lián)產(chǎn)不僅利于能源的綜合利用，還可以補(bǔ)充電源、提高供熱質(zhì)量，同時(shí)還有節(jié)約城市用地、改善城市形象的作用，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)實(shí)踐

4.1 節(jié)能效益

資料顯示，“北京市“十一五”期間“上大壓小”計(jì)劃擬關(guān)停小機(jī)組60.4萬(wàn)kW，用新建105萬(wàn)kW熱電機(jī)組替代，新機(jī)組全年總耗煤量247萬(wàn)t（其中發(fā)電耗煤量為174萬(wàn)t）”,這將帶來(lái)巨大的節(jié)能效益。

4.2 環(huán)境效益

初步估計(jì)，我國(guó)目前的熱電聯(lián)產(chǎn)每年可節(jié)約能源3000萬(wàn)噸以上標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放6500多萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放60萬(wàn)噸，減少灰渣排放1300萬(wàn)噸，其環(huán)境效益和社會(huì)效益非常巨大。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益

熱價(jià)和電價(jià)是熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施保證經(jīng)濟(jì)效益的主要方式，城市熱會(huì)力計(jì)入熱源和管網(wǎng)成本，同時(shí)因?yàn)榭紤]到煤價(jià)價(jià)格會(huì)適度提高，估計(jì)可能在30～35元/m2的水平；因此，燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)的熱價(jià)有競(jìng)爭(zhēng)力。

4.4 安全效益

從保證電力供應(yīng)的角度看，擴(kuò)建熱電還有利于減輕本地電力供應(yīng)負(fù)荷，增強(qiáng)電網(wǎng)無(wú)功支撐能力。而從能源生產(chǎn)方面來(lái)看，熱點(diǎn)的生產(chǎn)過(guò)程更加規(guī)范有序，也減少了安全事故的發(fā)生。

5 總結(jié)

通過(guò)上述對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)的可行性研究與實(shí)踐分析，可以得出以下結(jié)論：熱電聯(lián)產(chǎn)是集產(chǎn)電與產(chǎn)熱與一體的高效能源利用形式，不僅可以降低能源消耗，還可以提高空氣質(zhì)量，同時(shí)利于綜合利用，具有經(jīng)濟(jì)效益，安全系數(shù)也較高。我們應(yīng)該積極鼓勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的推廣應(yīng)用。

[1]尚金成，劉志都，節(jié)能發(fā)電調(diào)度協(xié)調(diào)理論及應(yīng)用，[J]，電力自動(dòng)化設(shè)備，2009，29（6）：109-114.

[2]國(guó)務(wù)院辦公廳.國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展改革委等部門節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)的通知[Z].2007-08-02.

[3]景春梅.，節(jié)能發(fā)電調(diào)度與電力工業(yè)節(jié)能減排，[J]經(jīng)濟(jì)師.2008.528-29

[4]郭江，熱電聯(lián)產(chǎn)的成果與展望，[J],《中國(guó)能源》，1996年第9期

[5]馬建偉，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在線監(jiān)測(cè)與調(diào)度支持系統(tǒng)研究報(bào)告[R].河南電力試驗(yàn)研究院,2008.

[6]馬建偉、葛挺、荊百林、李哲、張歡紅，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)研究與實(shí)踐，[J]，中國(guó)電力，2009（42）