我国热电联产的发展现状与前景的分析

我国热电联产的发展现状与前景的分析摘要：我国热电联产最近几年得到飞速发展，热电联产装机容量已跃居世界前三名，是国家确定的十大重点节能工程之一。是节能降耗的主力军。但在发展中还存在一些问题，急需解决，以利健康发展，以便在节能减排的生产实践中发挥更大作用。关键词：热电联产 节能 经济 一、 热电联产的介绍热电联产是指同时生产电、热能的工艺过程，是发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热，较之分别生产电、热能方式节约燃料。以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.781.28兆帕(MPa)和0.120.25MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。热电联产系统的类型由驱动整个系统的设备(即牵引机)的类型决定。热电联产系统牵引机包括活塞式发动机、燃气轮机、蒸汽轮机、微型汽轮机以及燃料电池等。这些牵引机能够使用多种燃料，包括天然气、煤、油以及替代燃料，以产生轴输出功率或机械能。尽管牵引机产生的机械能通常用于驱动发电机发电，它还可以用于驱动压缩机、泵、风机等旋转设备。热电联产系统产生的热能可以直接或间接地用于生产蒸汽、热水、用于干燥的热空气、或者用于过程冷却的冷冻水。二、热电联产的优点1.节约能源效果明显热电联产机组相对于热电分产，避免了冷凝损失，提高了能源利用效率。热电联产使用的锅炉都是大型锅炉，而且以亚临界锅炉、高压锅炉、循环流化床锅炉居多，运行时锅炉效率可以稳定在88%-91%，此时供热的标准煤耗在40千克吉焦左右。一般在热负荷较稳定的情况下，一台5万千瓦的热电机组抽汽供热时煤耗可以低于300克千瓦时，比全国火电平均供电煤耗345克千瓦时低很多。如果考虑热电联产集中供热替代供热的中小型锅炉，则节能量更大。据测算，热电联产与热电分产相比热效率高30%，集中供热比分散小锅炉供热效率高50%。2.保护环境作用突出燃煤工业锅炉由于锅炉单台容量小(平均单台容量仅为3.4吨/小时)、烟囱低(一般在40米以下)、除尘效率差，给城市带来了严重的环境污染问题。据测算，供热小锅炉每年向大气排放二氧化硫640万吨、烟尘800万吨，向地面排放灰渣8700万吨，产生的污染占燃煤污染总量的13。而热电联产由于锅炉容量大，烟囱在80米以上且均有除尘设备，较大的厂还有静电除尘和脱硫装置，污染物排放总量低。按当前热电联产装机规模初步估算，热电联产相对于热电分产，每年可减少二氧化硫排放120万吨，减少灰渣排放1470万吨。3.节约用地提高效益分散供热小锅炉不仅都要单独建设锅炉房，而且每个锅炉房还需要配备相应的储煤场和灰场，占用了大量的城市土地资源。集中供热的热电厂一般都在城市周边或工业园区，按照国家土地集约化管理的要求，热电联产的建设不仅减少了大量的分散小锅炉占地，提高了土地的使用效率，而且减少了城中居民区的噪音，可创造良好的社会效益。另外，热电联产机组一般都建在热负荷中心，与用户很近，热电厂的上网电量也可就近消化。通过热电厂供电补足区域供电，既省钱又安全，减少了输、变电工程费用，降低了电网的线损率，提高了企业的经济效益。4.煤种适应性更强根据我国目前的煤炭供应情况，能够完全燃用设计煤种的锅炉不多，尤其是国家关停了部分不合格煤矿后，冬季煤炭供应较为紧张，不能满足供热企业对煤质的要求。而我国热电厂的小型热电机组普遍采用循环流化床锅炉，该炉型的特点就是煤种适应性强，热效率稳定在80%左右。大型供热锅炉普遍采用的是链条炉，对煤种的适应性较差，一般对非设计煤种，其热效率普遍降低10%以上。因此，在这种情况下，小型热电联产机组显示了煤种适应性强的优越性。5.电力供给的安全性和可靠性增强热电冷联产系统可独立于电网运行，也可与电网构成一个电力供应联合体。二者相辅相成，将大大增强电力供给的安全性和可靠性。夏季制冷负荷引起的电网峰谷差值增大，不利于电网的安全、高效运行。热电冷联产系统夏季提供制冷量，可减小对制冷用电负荷的需求；同时，这种系统还可以提供一定量的电力，有助于电网峰谷差的减小，对电网运行有一定的帮助。三、我国热电联产的发展情况（一）发展历史1从1953年到1967年期间，电力工业第一个五年计划及十五年远景规划中，当时学习原苏联经验，发展热电联产，建设区域性热电厂是很受重视的。1967年供热机组占全部火电设备容量，从1952年的2%增加到17%。在世界上仅次于当时苏联，居世界第二位。2. 1971年1980年期间，热电联产项目发展处于低潮，主要原因是第一、二、三个五年计划期间建设的热电厂，由于热负荷设计偏大，造成热电厂节能效益下降，同时建设区域热电厂需要协调有关工业建设和城市建设规划，工作量很大，一时难以定案，致使热电建设受到很大影响。同时由于热负荷限制不可能发展大容量供热机组（当时供热机组最大容量为5万千瓦），而大容量高参数凝汽机组，热效率高，热电联产方案与分别生产热能、电能方案比较，热电联产效益差。3. 19811985年期间节能基建共安排热电项目137项，总规模达到236万千瓦，年节约标准煤383万吨。这137个项目中，区域热电厂78个，自备热电厂59个，以公用区域热电厂为主。由于热电联产能够有效地节约能源：改善环境质量；减轻分散锅炉房工人的劳动强度和节约宝贵的城建占地等优点已被越来越多的人所熟悉，并受到各级领导的重视。（二）发展现状近年来，我国的热电联产得到迅速发展。据中电联统计，到2007年底全国供热机组总容量达10091万千瓦，初步统计到2008年底全国供热机组总容量约为1.1亿千瓦，占同容量火电装机容量约19%，占全国发电机组总容量的14%左右，位居世界前列。到2007年底，全国热电联产的年供热量达259651万吉焦，比2006年增加14.13%。我国热电联产机组承担了城市热水采暖供热量的30%，城市工业用汽的83%。在城市集中供热的总面积中，有13是由热电厂供热的。特别是中小热电机组是我国中小城市和经济开发区与工业园区的主要集中供热设施，承担着广泛的社会责任和义务。我国目前已经运行的热电厂中，规模最大的为太原第一热电厂，装机容量127.5万千瓦。在一些大城市，已有一批20万千瓦、30万千瓦大型抽汽冷凝两用机组在运行。最近几年，在国家实施“上大压小”政策的影响下，将有更多的城市安装大型供热机组。有的城市在市区周边和开发区已建起十多个热电厂，形成当地重要的热能动力供应系统。有些民营资本也看好热电联产产业，开始投资建设热电厂。（三）发展趋势1、大城市发展大型抽汽冷凝两用机组目前已有北京、沈阳、吉林、长春、郑州、秦皇岛和太原等中心城市安装有20万、30万千瓦 大型抽汽冷凝两用机组在运行，在城市集中供热方面发挥主力军的作用。2、推广循环流化床锅炉由于循环流化床锅炉可以燃用劣质燃料，这就为一些地区有劣质燃料而销售困难的情况，带 来希望。推广循环流化床锅炉，燃用当地劣质燃料和含硫较高的煤，有利于煤炭工业发展， 建设热电厂为当地工业发展提供充足的电力和热能，促使国民经济走上良性循环的发展。3、城市发展热、电、冷联产随着工业的发展和人民生活水平的提高，采暖范围已突破中央的规定范围，由北方向南方的 一些地区扩展。在南方的一些省、市由于宾馆、饭店、商场等公用建筑的增加，人民居住条 件 的变化，对空调制冷的需要也日益迫切，为此一些地区已发展一批以热电厂为热源的集中供 热与制冷系统，溴化锂制冷机组已在中国商品化，可以很方便的选用安装。由于空调制冷热 负荷的增加，使热电厂的综合效益明显提高，现已出现迅速增加热、电、冷联产的势头。4、城乡发展煤气、热力、电力三联产在国家计委等领导部门积极支持下，以燃煤为原料的，同时生产煤气、热、电三联产工 艺科研试验，已初步取得成功，并通过国家小型试验鉴定，将在工程上开展工业试验。由于 城市和乡村对煤气化、热化和电气化都非常迫切，故该科研课题受到广泛的观注，都在盼望 早日成功推广。5、在条件适合的地区利用现有工业锅炉发展热电联产前边我们已谈及中国目前有条件搞热电联产的工业小锅炉有29.4万蒸吨/时，如果将其中的1 /3改造为热电联产可装供热机组800万千瓦。这将对缓解电力紧张，节约能源，改善环境， 提高供热质量等方面都发挥重要作用，更将给建设单位创造出可观的经济效益。6、现有中低压凝汽机组改造为热电联产全国目前尚有930万千瓦小型凝汽机组，煤耗高、热效率低，急需进行技术改造。现在一些 有条件的中小机组共20万千瓦已结合当地的热负荷需求改造为供热机组。改造方式有的改造 为背压机供汽；有的利用原机组打孔抽汽供热；有的改造为循环水供热，满足当地采暖需要 。现在电力工业部已做出规划，平均每年改造50万千瓦机组为热电联产。四、热电联产在我国的发展过程中存在的问题1.热电建设资金不足目前，热电建设的资金来源有三方面：一是国家政策投资（节能基建贷款）或节能技术改造贷款（现改为银行贷款）；二是靠各地方财政（能源交通基金）、基础设施投资、更新改造资金、开发区的开办费和环境保护费补助等；三是用热受益单位集资。近些年来国家分给节能基建投资，不足全国基建总投资的1%，节能技改投资也在逐年减少。2科研设计力量弱，科研力量严重不足至今尚无全国性的热电联产集中供热研究机构，设计机构很多，人力过剩，但未很好的组织起来。各电力设计院由于主要精力投入大型火电厂的设计，对热电厂的设计反而不如其他非专业设计院重视。远不能适应形势发展的需要，全无技术储备。例如：远距离供热问题；多热源联网的经济运行问题；热电机组选择和匹配经济性的研究等，无人研究。望有关部门加强科研设计力量，以提高热化专业的水平。3热电发展不平衡, 燃天然气的分布式能源发展缓慢.我国热电联产发展是不平衡的，有的省份重视热电的发展，几十年来发展很快，例如山东省淄博市，当地热电装机容量已达电力系统装机总容量的70%，超过世界上热电发展最好的丹麦。4.法制不健全，行业治理工作急待加强，发展热电联产的产业政策不够落实。热电企业为改善环境做出贡献，但未从环保政策上受到优惠五、关于我国热电联产的几点建议1、应有归口管理热电的机构我国电力系统历来是只管电不管热，目前五大发电公司更是无人管热了。建设部只管城镇居民采暖，不管工业用热，更不管热源中的热电厂。国家发改委中尽管在能源局，价格司、经济运行局中有三个电力处，但均没有专门管热电的组织，目前一些热电厂尤其是地方上的中小热电厂形成“没娘的孩子”，有苦无处诉，有冤无处申，连说话的地方都没有。因而寄希望于刚组建的国家能源局，能有个机构统管全国的热电联产。2007年热电装机100091万千瓦，占全国发电装机的14.05%，是当年全国核电装机的11.41倍，因而是重要的动力供应系统，应给予足多的重视。2、国家的政策应配套国家七部委联合发文，提出十大重点节能工程，但是在金融、税收、环保、价格等部门并未出台相应文件，支持力度不够，缺乏有效措施。政策的粗放导致下边不好执行，缺乏有力的指导性，可操性文件，优惠政策应落到实处。3、应允许热电厂直供电新电力体制改革方案规定，“电源可向大用户直接供电”。当今世界电力工业最新发展趋势是，随着清洁能源的使用和小型、微型发电机组效率的大幅度提高，被称之为新一代能源系统和分布式能源发展迅猛，其中也包括热电联产。2006年我国输电线路的线损为7.04%。2007年为6.97%，热电厂一般均建于电、热负荷中心，甚至与用户一墙之隔，可以大大减少线损，也节省了输、配电的投资。建议，取消仅对“大用户”的限制对条件具备、可实行直接供电的各种不同类型的用户均可直接供电(即使电网或电源强调暂时因技术原因，目前还无法实现对小用户直接供电，为借口拒绝对小用户直接供电，政府也应鼓励代表方向性的先进生产方式)。热电厂(含分布式能源发电方式)均可向附近大的或小热力用户直接供电。直接供电的具体要求均可按新电力体制改革方案中有关直接供电的规定办理。由于热电厂向热力用户直供电可减少线损和用电企业负担，其效益应由地方电力系统，热电厂与用户三方合理分配。4、简化热电项目核准手续目前无论大小容量的燃煤热电厂，一律报到北京，由国家发改委核准。项目筹建单位不仅要跑国家发改委，还要找国家环保局，国土资源部等领导机关，还要出高价委托有来头的单位编制环评报告等，因而前期工作费用大增，领导机关忙的不可开交。建议权力下放。领导部门不应是整天忙于项目核准的机构。应该发挥宏观调控功能，研究产业发展政策，制订相关规定，检查督促等。5、税制改革尽快取消热电联产企业供热部分的税收或像以前一样先征后返。发电部分减少税收一半以补偿热电厂的沉重负担。分散供热的小锅炉应上交污染环境税。以鼓励改造为热电联产。在煤炭供应价格和运费上以及土地供应方面应对热电企业优惠以表支持。6、应组建热电联产科研机构和建立热电科研基金到2007年底热电联产的装机容量已达10091万千瓦，将近全国火力发电容量的1/5，我国对火力发电的科研，历来都很重视，目前有西安热工研究院和北京电力科学研究院两大权威机构。在各大区和各省也均有电力科研院所，在这庞大的科研队伍中竞没有一个搞热电联产的科研机构。我们认为热电联产 比常规火电无论在政策上和技术上都有更多的问题急待研究。为此我们建议国家能源局应在西安热工研究院和中国电力科学研究院内设立热电联产研究所，开展急需的热电科研。我们电力每年的科研经费很多，但没有一分钱用在热电联产上，为此建议国家应设立热电联产科研基金，保证热电的科研经费主渠道以便热电健康发展。7、机械制造部门应研制大型高效热电机组我国目前大量选用的300MW大型两用