国外热电联产发展回顾与借鉴.doc

国外热电联产发展回顾与借鉴噬李四海柳丽萍关键丁守宝浙江省特种设备检验研究院摘要本文介绍了国外典型国家热电联产的发展概况与特点,相关国家对热电联产的,O-TL在管理体制上的政策与措施.借鉴国外热电联产的发展经验,我国热电联产仍然有许多工作值得思考与完善,热电联产事业具有很大的提升空间.关键词热电联产热电冷联产集中供热综述AbstractTheoverviewofdevelopmentandcharacteristicsofcombinedheatandpowerintypicalforeigncountrieswereintroducedinthisarticleaswellasthepoliciesandmeasuresinthesecountries.Withtheirdevelopmentexperiences,thecombinedheatandpowerinChinahasgreatroomforimprovement.KeywordsCombinedheatandpowerCombinedcoolHeatandpowerCentralheatingReview1国外热电联产的发展1.1丹麦丹麦1930年在哥本哈根建立了统一的区域供热网络,区域供热由热电厂的副产品性质上升至与供电同等重要水平.1973年石油危机后开始大力发展集中供热,大中城市建立了大量热电厂,一些小城市也开始建设热电厂.从1985年以来,丹麦热电建设以大机组为主,但工业区和城市小型社区也发展中小热电机组,促使火电厂节能改造,对外供热,促进集中供热的锅炉房安装小汽轮机发电,解决锅炉房自用电.目前,丹麦有热电厂近700家,集中供热厂230多家,热电联产在热电厂中所占比重为63%,82%的区域供热来自于热电联产.1.2芬兰由于地理位置的原因,供热始终是芬兰能源消耗的重点领域.为节约能源,减少环境污染,芬兰从上世纪50年代大力发展集中供热.1973年石油危机之后,l万10万人口的城市搞区域供热,边远地区的分散用户占到51%,至今已形成了一套适合国情的,行之有效的供热体系.2006年全国集中供热销售热能达到3010万kWh,其中75%是以热电联产方式提供的,其余25%由锅炉房,地源热泵等提供.1.3德国德国在欧盟国家中热电联产发展处于中上水平,热电联产的发电量占全国总发电量的14%,总装机容量超过22000MW.德国生物质能与沼气热电联产技术国际领先.2002年能源消费总量约5亿t标准煤,其中可再生能源1500万t标准煤,约占能源消费总量的3%,在可再生能源消费中生物质能占68.5%,主要为区域热电联产提供燃料和生产生物液体燃料.;毒1.4英国1920年和1922年,Durdee和Stirling分别开始采用热电联产区域供热,1950年Battersea电站为伦敦的Pimlico区域供热.1960年,利用Derbg附近的Spondon电站向临近的Courtaulds工厂供蒸汽.l968年,Notlingham地区采取焚烧的办法处理垃圾废料,所建立的垃圾焚烧热电联产区域供热系统目前仍在运行,这一系统是英国当时最大的垃圾焚烧热电联产系统.1989年电力私有化以后,EnronCorporation在Teesside建立了一个装机容量1725MW的热电站,向ICISWilton工厂供应工艺用热.该厂于l993年4月发电和供热,在当时是世界上最大的热电站.目前英国小于1MW的小型热电站有500多座,数量逐年增长.1.5法国法国热电厂主要分布在远离城市的郊区,主要以煤气和油为燃料,对城市中心的空气污染相对较小.巴黎大区的供热主要由分布在郊区的巴黎城市供热公司(CPCU)的九个热电厂和城市垃圾处理局(仅负责提供蒸汽)的三个废弃物焚烧中心提供.CPCU的供热负荷约占整个城市总用热负荷的53%,其中以煤为燃料的热源约占33%,以重油为燃料的热源约占20%;废弃物焚烧中心提供的供热负荷约占47%.1.6俄罗斯莫斯科有全世界最大的热水热网,由l4个热电厂和若干区域锅炉房向全市集中供热.由每个热电厂引出36:DN10001400ram的热力管道,构成多个环路互相连通的复杂水力系统,集中供热率近100%.近年来俄罗斯大力发展热电事业,热电联产发电量占总发电量的34%36%,平均标煤耗269g/kWh,凝汽式机组发电量占64%66%,平均标煤耗356g/kWh.热电厂每年可节约标煤2800万t3000万t,热电厂节煤量为全年生产电能煤消耗量的12%,全国2/3的节煤量来自热电联产.1.7美国美国集中供热采用蒸汽系统,近年来热电联产发展迅速,热电联产装机容量从1980年至1995年的15年问由12000Mw增加至450o0Mw.目前,热电联产装机容量已占美国总装机容量的约7%.1998年美国燃气热电联产发电1950亿kWh,占热电联产总发电量的64%,燃煤热电联产占17%,可再生能源占13%.美国认为燃机热电联产具有建设成本低,建设时间短,污染低,能量转换效率高,开停容易,便于调峰以及布局灵活等一系列优点,而且在美国天然气价格很便宜,因此美国燃气热电联产比例很高.1.8日本在日本能源供应领域中,主要以热电联产系统为热源的区域供热(冷)系统是仅次于燃气,电力的第三大公益事业,到1996年共有132个区域供热(冷)系统.燃气轮机热电(冷)联产和汽轮机驱动压缩式制冷设备是日本热电(冷)联产的主要形式.1999年热电联产装机就已达Ij4930MW.1.9韩国韩国城市发展从中心城市到周边卫星城,新建成的住宅均以二十层以上的高层建筑为主,便于热电联产集中供热的开展.热电厂及管网上所使用的设备受日本的影响大,设备本身技术先进,质量好,但是整个系统技术处理上采用欧I技术路线.韩国热电联产使用的主要能源以柴油,重油与天然气为主,从早期简单燃气一蒸汽热电联产发展到目前的燃气一蒸汽联合循环热电联产.供热采用高温供,回水,供水温度120C,回水温度65C.配有调峰锅炉以便在高峰时对负荷补偿,调峰锅炉均为蒸汽锅炉,通过汽一水换热器加热热水网路水.热水网路采用管中管方式,外管采用聚乙烯材料,内管为钢管,两层管路之间填充聚氨脂材料保温.城市热网与用户的连接,全部采用间接连接方式,在热力站通过换热器加热用户系统的热媒.2国外鼓励热电联产发展的保障机制,政策及法规热电联产发达国家,政府都出台了很多政策保护和鼓励热电联产的发展,甚至很多国家先后以专门立法的形式,对热电联产的发展予以推动.同时,配套有多样化的税收,补贴等经济激励措施.这也是其热电联产快速发展的重要原因之一.以下以丹麦,芬兰,德国等几个典型国家,介绍其热电联产发展的保障机制,政策及法规等情况.2.1丹麦丹麦在上世纪70年代制定了供电法案与供热法案,从法律上解决了热电电力上网问题.1981年,国家制定了集中供热的法规,规定城市的供热规划由中央政府批准,强制实行区域集中供热,不搞竞争.1986年政府制定了小城市的450MW的小型热电联产计划.1990年丹麦议会通过了必须将1Mw以上的燃煤燃油供热锅炉改造成天然气或垃圾热电联产工厂,热网工程费用可以从政府得到30%的补贴.19901995年期间批准建设的1500MW2000MW的新建电厂中,全部采用热电联产方式.在19932002年政府为推广热电联产的应用,对1950年以前建造在热电联产供热区域内的供热系统给予补贴,补贴一般为总成本的30%至50%.1996年在工商业中引入环保税,税收所得作为投资拨款返还给工商业,其中40%的款项将发放给工业热电联产.在全国范围征收CO排放税,按热电厂上网电量对电价给予折合人民币0.15元/kWh补贴.1997年又颁布法律要求在所有的楼宇中安装独立的计量装置,新建房屋强制安装集中供热设施.支持小型热电联产项目,并开发微型(家庭型)的热电联产,对以垃圾或天然气为燃料的小型热电联产给予补贴,每lO00kWh为70丹麦克朗.对装机小于4MW的工厂补助以8年为限,为大于4MW的工厂奖励年限为6年.1998年通过的电力法修正案,规定电力调度时对小型热电联产和可再生能源所生产的电力给予优先.2.2芬兰芬兰通过完善体制与定价收费的管理,保障热电联产集中供热的顺利进行:1)管理体制.芬兰全国共有大约l50家集中供热公司,都为其所在城市的市政府所有.每年市政府要为其控制的公司制定供热标准和目标,年终进行考核,并不定期审计公司财务状况.公司按市场经济规律运营,根据市场变化制定自己的发展战略,供热价格和发展自己的客户群.各市供热基础设施建设资金都由市政府投入,为此市政府都不惜投入大量资金.以赫尔辛基为例,修建了长达44kin的地下隧道用于铺设供热管网,安置大型换热机组,解决了占地问题且便于维护;还考虑到未来30年发展需要,投入了大约1.5亿欧元,基本实现了”一劳永逸”.这些基础设施建设以及设备维护都由赫尔辛基能源公司完成,每年对设备与管网等进行12次全面检查,防患于未然,保证了赫尔辛基市每年供暖间断不超过3h(市政府制定的目标是不超过6h);2)定价与收费方式.芬兰的供热价格以市场为导向,各供热公司根据市场情况制定有竞争力的价格.对此,芬兰没有专门的立法和行业法规,通过国家的竞争法和消费者权益保障法来保证消费者利益.为保证良性运行,政府进行监督管理,对各地区占主导地位的公司明确提出价格须与成本关联,透明定价,不能过高;也不允许制定倾销性价格造成恶性竞争;对同等条件的客户不能有价格歧视.目前,芬兰供热价格主要由入网费用,固定费用和能源费用决定,其中前两个因素基本是固定的,第三个因素则是可变的,是导致热价浮动的关键.由于芬兰的热计量是以楼为单位,供热公司只与负责该建筑的物业公司签订合同,收取费用,并不直接接触用户,减少了沟通成本和矛盾.物业公司则是由公寓楼中居民选举出的董事会聘用,负责公寓楼所有物业服务.2.3德国德国政府为支持热电联产技术的发展和应用,2002年1月制定通过了热电联产法),于2002年4月生效,对年总热效率超过70%的热电联产项目免除现存的石油和天然气税,对电力生产超过0.7MW的免电力生产税,对热电厂按发电量给予补贴,补贴额度为1.535.11欧分/kWh.例n2oo5年底前更新的热电联产项目每kWh可获补贴1.65欧分.德国政府鼓励老的热电机组的现代化和新建20MW的热电机组,计划到2020年将热电联产技术供电比例较目前水平翻一番.对利用植物做原料的电厂和采用热电联产技术的电厂在上网电价基本补偿标准的基础上再给予不同额度的奖励.如果新建的热电联产工厂在生物质转换利用环节采用热化学气化技术,燃料电池等新技术,可以再增奖励4欧分/kWh.上述规定适用于2004年1月1日以后运行的沼气发电工程,保持20年不变,但在2005年1月1日后建设的电站其基本补偿价格每年递减5%.;%_火电机组装机总容量(Gw)392l44232n5278.3_.】818198-4214.722-4.824-1D一”腿99.2110.7.513.6j;2lllIl8a100s78t14lj141-一7J24J勰|2:l43,I一ll198l1982l9831984l9851986198719881989199019911992l9931994199519961997199819992000200l2oo252OO320o42520062007图1我国历年热电装机容量和火电机组装机总容量198119821983198419851986198719881989199019911992199319941995l996199719981999200020012002200320042(x)520062007图2我国热电联产装机容量占火电装机总容量的比重2.4日本日本将热电联产作为21世纪城市建设必不可少的设施,相关法令有:供热法,(城市规划法,防止公害法和关于推动热电联产发展的指导标准等.明确规定在新建和改造30000m.以上的建筑物时,一定要纳入到城市集中供热系统.上世纪80年代末,包括修订的电力事业法)在内的一系列放宽管制的办法出台.1995年底又批准了新修订的电力事业法,允许非公共事业类的供应商对需求大的用户售电而以前通常被电力公司垄断.优惠政策包括鼓励银行和财团对热,电,冷联产系统出资,融资,并进行减税或免税.对供热设施,投产年折旧按30%计算,并减免税7%.对区域供热工程费用核算执行特定标准,对区域供热工程固定资产税与折旧资产税投产最初五年减免2/3,第二个五年减免l/3.免除供热设施占地的特别土地保有税,免除与供热行业用设施有关的事业所得税,政府对热电项目给予低息贷款年利率3%(一般工业为6%)的补贴.3国外热电联产特点小结国外热电联产发展主要有以下特点:1)根据供热需求确定机组大小,大,中,小机组并存;鲫姗枷狮瑚02)重视各种先进技术与设备在热电联产中的应用,深入持久地进行相关研究,不断提升热电联产的效率;3)国家长期鼓励热电机组建设,推广和发展;4)通过各种税收减免和贷款利率补贴等方式对热电联产事业在资金上给予扶持和保障通过法律,法规的形式,保证热电联产的法律地位,使之在实际运行中得到法律的有力保护,并上升至国家运转的基本国策.4国外热电联产经验对我国热电联产的参考意义我国热电联产事业在近30年来取得了积极进展,热电机组装机容量与火电机组装机总容量的发展规模如图1所示,热电机组装机容量占火电机组装机总容量的比重见如图2所示.从这两图中可以看出,我国热电装机容量与火电装机总容量逐年增加,近十年以来,增幅较大.最近三十年中,前十年热电联产装机容量占火电装机总容量比重变化不大,在10%上下,自1994年以来,开始小幅上升,由当l1.1%增加至2007(上接第50页)使壳程中的NH,?HO进入管程,与富集于管程底部的C1一结合形成NHC1结晶析出,使管道表面成酸性加速管程底部腐蚀,最终形成典型的垢下腐蚀特征.为避免此类腐蚀事故的发生,建议采取以下措施:1)增加蒸发器管的壁厚,一方面增加钢管的刚性和胀接能力,另一方面延长管子的使用寿命;2)避免NaC1溶液中有NH,保