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chp將不同品位的熱能分級利用(即高品位的熱能用於發電,低品位的熱能用於集中供熱),提高了能源的利用效率,減少了環境污染,具有節約能源、改善環境、提高供熱質量、增加電力供應等綜合效益。   

熱電聯產技術(CHP)   

1 CHP -技術概況

電廠鍋爐產生的蒸汽驅動汽輪發電機組發電以後,排出的蒸汽仍含有大部分熱量被冷卻水帶走,因而火電廠的熱效率只有30-40%。如果蒸汽驅動汽輪機的過程或之後的抽汽或排汽的熱量能加以利用,可以既發電又供熱。這種生產方式稱為熱電聯產。這個過程既有電能生產又有熱能生產,是一種熱、電同時生產、高效的能源利用形式。其熱效率可達80-90%,能源利用效率比單純發電約提高一倍以上。

2 CHP -技術特點

熱電聯產的技術有多種,其中供熱機組的類型有背壓、抽汽背壓、單抽汽、雙抽汽、凝汽機打孔抽汽、凝汽機低真空運行循環水供熱等。另外還有如熱、電、冷聯產,以熱電廠為熱源,採用溴化鋰吸收式製冷技術提供冷水進行空調製冷,可以節省電製冷的空調用電量。熱、電、氣聯產,則是以循環流化床分離出來的800-900°C熱灰作為乾餾爐中的熱源,乾餾新煤中揮發份生產煤氣,正在進行的有35t/h循環流化床鍋爐聯產煤氣的示範項目。   

熱電聯產有多種應用類型,其中包括:   

(1)大型熱電廠 2)區域性熱電廠,一個熱電廠向幾十戶以上的企業供熱。(3)企業建設的自備熱電廠,為本企業或同時向周圍其他企業供熱。(4)多功能熱電廠,即熱電廠供熱、供電、供煤氣、供冷的同時,還利用爐渣生產建築材料和化肥,用循環水的餘熱養魚、養鱉等,進一步提高熱電廠的綜合經濟效益,讓熱電廠變得更清潔。   

3 CHP -技術的利用現狀和市場潛力

熱電聯產熱效率高達70%以上,而一般單機容量200MW以上的冷凝電廠的熱效率僅為35-40%;200MW凝汽機組的發電煤耗為350gce/kWh,而容量相同的供熱機組的發電煤耗一般均在300gce/kWh以下,供電煤耗約低60gce/kWh;熱電聯產由於採用了容量較大、參數較高的鍋爐,因此熱效率較高,鍋爐熱效率可達85-90%(一般工業小鍋爐熱效率只有50-60%),供熱煤耗低13-22kgce/106kJ。   

由於熱電聯產選用容量較大的鍋爐,鍋爐熱效率可達到85%以上。據環保部門測算,節約一噸標準煤可減少排放CO2440kg、SO220kg、煙塵15kg、灰渣260kg。同樣的發電量,熱電廠CO2排放量只有常規電廠的50%。熱電聯產可節省大量燃料,除塵效果好,能高空排放,有效地改善了環境質量。   

目前,中國熱電裝機總容量為2494萬千瓦,僅占火電裝機總容量的12.24%。而歐洲特別是部分北歐國家的熱電裝機超過了總裝機容量的30~40%。與之相比中國的熱電聯產還有較大的發展空間。集中供熱取代分散的低效鍋爐,具有良好的節能和環保效果。但是,目前中國集中供熱面積僅為9.68億平方米(其中熱電聯產供熱面積為5.9億平方米),熱化率僅為12.24%。特別是採暖期3000~4000小時的北方城市還有近16億平方米的供熱面積仍依靠小鍋爐。因此,在三北地區中等以上工業城市需要建設100~200兆瓦規模的抽汽發電機組的熱電廠供應800萬平米以上的大熱網;而大量中小城市需要建設中小型熱電廠供應100~200萬平米的熱網。若以三北地區熱化率從目前的29.8%提高到50%來計算,將有10億M2的供熱市場,若選擇熱電廠供熱,熱電裝機可達22000MW。三北地區現每年新增住宅面積約2億M2,若60%採用熱電聯產供熱,每年新增熱電機組容量2600MW。中國長江流域及以南地區工業開發區的熱電聯產市場每年約500~1000MW以上。   

倘若各界限指標,例如熱級別,冷凝溫度和熱負荷曲線都符合各自的標準,那麼廢熱發電技術在總效率方面{(發電量+所用熱量)/燃料用量},可以達到90%或以上。

(*只有當輔助加熱時才能達到最高熱電比) 從表中可看出CHP技術並沒有好壞之分,所有技術在燃料,規模和熱級別上都只包含其中的某一方面。在環境效益方面的一項主要區別就是熱電比。這一指標描述了一個發電廠所能生產的電量與其熱輸出量的比率。下表列出,三種應用不同技術的CHP工廠的輸出量。假設每個工廠的燃料輸入都是100MW。

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