锡林郭勒职业学院毕业生论文

1、1、绪论1.1热电联产的发展状况 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1/3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。1.2热电联

2、产的应用领域 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20万干瓦、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。2、热电联和能量生产2.1热电联和能量生产的概念能量的生产分为单一能量生产和联合能量生产。如单独生产电能的火力发电厂我们称之为凝汽式电厂；单独生产热能的有单位锅炉房或区域锅炉房；用高品质的热能生产电能，用作过部分功的低品质的

3、热能对外供热额，我们称之为热电联合能量生产，其热力循环我们称之为供热循环，装有这种动力设备的发电厂成为热电厂。现代大型机组采用了各种技术提高机组的热经济性，其电厂效率也还只能达到37%-40%左右，燃料热量的60%-63%都损失了，其中冷源损失就占46%-52%以上。同时工农业生产和人们生活中，需要大量的热能，其中大部分用户需要的热能压力较低，品位不高。若用效率较低工业锅炉直接供给，会造成燃料的极大浪费。热电厂利用一部分作过部分功的蒸汽对外供热，进行热电联合能量生产，就能有效地减少能量损失。由于对外供热的蒸汽没有冷源损失，因此极大地提高了燃料的利用率，起到了很好的能量梯级利用。2.2中国热电联

4、产的现状2.2.1目前热电联产发展的特点最近几年我国热电联产事业得到了迅速的发展。经过40多年来热电建设的经验积累，目前已形成一条中国式的热电联产发展道路。(1)最近几年热电厂的建设主要是在已有的工业区内搞热电联产，代替目前分散运行的小锅炉。因而热负荷比较落实，资金易于筹集，建成后能较快的形成供热能力，发挥出较好的经济效益。(2)热电厂的建设强调要服从城市总体规划和城市热力规划，并明确没有城市规划和热力规划不予审批，因而现在很多城市和县镇均编制有热力规划，将热电建设纳入长期发展计划。(3)热电建设中以区域热电厂为主，也发展一个企业为主兼供周围企业的联片供热的热电厂和企业纯自备热电厂，以发挥各自

5、的优越性。(4)热电厂的建设已由电力部门独家建设，发展为电力部门、地方政府和各部门各企业共同建设的兴旺发达局面。(5)建国初期甚至建国前建设的中低压凝汽电厂，随着城市的发展，这些电厂已处于城市的中心地带，而机组老旧煤耗高，纷纷改建为热电厂向城市供热，使老电厂恢复了生机。(6)随着城市供热规模的扩大，开始采用20、30万千瓦抽汽冷凝供热机组。这些高参数大容量机组，在非采暖期与凝汽机组效率基本相同，在采暖期明显的节能，因而在热电联产集中供热中发挥巨大作用。2.2.2现在热电联产达到的水平 2007年全国电厂供热厂用电率为7.46千瓦时/吉焦，同比上升了0.18千瓦时/吉焦。其中，华北、东北区域各省

6、的电厂供热厂用电率均高于全国平均水平，内蒙古最高为11.46千瓦时/吉焦；华东区域各省低于全国平均水平。2007年，全国供热标准煤耗率为40.50千克/吉焦，同比上升了0.18千克/吉焦。供热煤耗率低于全国平均水平的省份依次为：广东（38千克/吉焦）、浙江（38.3千克/吉焦）、上海（38.6千克/吉焦）、北京（38.70千克/吉焦）、宁夏（39.7千克/吉焦）、江苏（39.9千克/吉焦）。2007年全国城市蒸汽集中供热能力94009吨/时，其中：热电厂76330吨/时，占81.19%；锅炉房15780吨/时，占16.79%；供热总量66374万吉焦，其中：热电厂55580万吉焦，占83.74

7、%，锅炉房8044万吉焦，占14.47%，蒸汽管道长度14116千米。2007年全国城市热水集中供热能力224660 兆瓦，其中：热电厂78030兆瓦，占37.73%，锅炉房147797兆瓦，占65.79%；供热总量158641万吉焦，其中：热电厂52288万吉焦，占32.96%，锅炉房104775万吉焦，占66.04%；热水管道长度88870千米；集中供热面积300591万平米，其中住宅212288万平米。根据住房和城乡建设部的统计：2007年底我国集中供热面积300591万平米，比2006年增加13.07%，此外还有17个省份有县城集中供热18648万平米。另据统计，我国北方需采暖的总量约

8、为400亿平米，这一数据表明，采暖需求数量巨大，发展集中供热空间广阔。从全国居民采暖情况来看，各城市为节约能源、保护环境，均在改造老城区、拆除危旧小区建新楼房时采用集中供热。另外，随着人民生活水平的提高，原来不采暖的地区如长江沿线也要求有采暖设施。3、热电联产的节能潜力 热电联产是节约能源的有效措施，但从实践中我们也体会到以热电联产为主的供热系统中，尚有很大的节能潜力。3.1建设什么类型的热电厂热电厂按其工作性质，可分为区域性热电厂(公用热电厂)和企业自备热电站。目前还有一种企业建设的热电厂除自发自用外，还供应附近企业和居民用热，形成小联片的热电厂。3.1.1区域性热电厂区域性热电厂：可以把热

9、电厂周围一定的地区确定为合理的供热范围(我国目前一般确认热力管网经济的供热半径是：蒸汽网35公里热水网10公里以内)，将比较多的工业与民用热力用户统一组织起来，实现集中供热，以便选用单机容量较大，初参数较高的机组，提高热电厂的经济效益。区域热电厂的优点：由于机组单机容量较大，单位造价较低，经济效益好，节能量大，便于采取环保措施，发电与供热成本降低，偿还贷款条件较好。区域热电厂的缺点：把众多的单位组织在一个供热范围内，组织工作量大，不易协调，一般需当地主管部门(多为当地计委)牵头组织，否则筹建困难很大。另外需要一定的热负荷密度，用户之间不能太分散，热网的建设和运行都比较复杂。3.1.2企业自备热

10、电站企业自备热电站：在远离市区的厂矿和居民区，或区域热电厂供应不到的地方，有一定的热负荷，可以建设为本单位服务(或附近企业与居民区)的热电站。企业自备热电站的优点：由于自建、自发、自用。电、热负荷比较落实可靠，调节方便。单机容量小，多为背压机，筹建容易，投资省，建设快。偿还贷款期较短。企业自备热电站的缺点：一般情况下单机容量较小，单位造价高，在选用抽汽机时发电与供热成本高，在选用背压机时发电与供热成本低。在企业内属辅助车间，不易受重视，技术力量较弱。在热电联产的发展中，我们应首先推荐与支持建设区域热电厂，这是热电联产中的骨干，但在条件适合建自备热电站时，也不应忽视。要根据工程具体情况，只要是可

11、行性研究论证中认为是可行的工程，也应批准建设。3.2热电联产装什么机组更节能在热电厂的机组选型中，背压机组发电煤耗最低，最能节约能源。但是对热电厂的实际运行来讲，问题还应具体分析。背压机组的节能与热负荷大小、热负荷特性和热负荷率等因素有关。还与国家的能源政策，当地的燃料资源、价格和运输条件以及电力需求等因素有关。应通过技术经济论证、深入分析。在“六五”期间，我国新建供热机组中90%都装了背压机。节能资金渠道批准建设的137个热电工程中，有74个热电厂装了清一色的背压机。当时的主观想法是多节能，少用基建投资。实际的运行情况是，有些好的热电厂，由于机组容量选的合适，热负荷稳定而热负荷率高，实际的经

12、济效益好，发电煤耗在200克/千瓦·时以下，确实能显著节能。也有的热电厂则由于热负荷不稳定，设计与实际的热负荷偏差很多，发电量与供热量均达不到设计值，煤耗很高，经济效益不理想。有的热电厂由于全是背压机，热负荷小而又急于用电，不得不对空排汽发电，反而造成浪费。有些纯背压机的热电厂，由于长时间热负荷达不到设计值，机组利用率很低，又在主厂房内加装小凝汽机，利用背压机的排汽再发电，作为补救措施，因而未达予想的经济效果。现在再仔细分析一下背压机与抽汽机的优缺点3.2.1背压机优点：消除了凝汽器内的冷源损失，其热能利用率最高，发电煤耗最低。机组体积小，重量轻，消耗钢材少，制造方便，造价便宜，安装

13、工程量小，施工进度快。缺点：适应负荷变化性能差，完全以热定电。机组的发电量受制于热负荷的变化，特别是热负荷偏离设计值较多时，汽机的效率急剧下降，大大减少机组的发电量，影响热电厂的节煤量和经济效益，同时也给热电厂的运行带来困难。3.2.2抽汽机优点：在一定范围内，供热量与发电量能独立调节，负荷适应性强。当热负荷低于设计值时，能比背压机发挥更好的经济效益。缺点：由于有凝汽部份效率比背压机低，煤耗较高。当夏季低热负荷又因缺电而需多发电时，其煤耗率将高于20万千瓦凝汽机的煤耗率。冬季节了煤，夏季又抵消掉一部分。在工程中，有人只注意到背压机在额定工况下的优点，而忽视其在低负荷下的缺点，因而在一些工程的可

14、行性研究报告中，按额定工况算帐，其结果是：发电供热煤耗率低，年发电量与供热量多、利润大、投资回收年限和贷款偿还年限短，实际是假帐。应当看到任何热电厂的热负荷都会有一定的变化，日负荷、月负荷与年负荷都会在一定范围内变化。当热负荷降低时，其背压机与抽汽机的特性将发生转化。3.2.3背压机低负荷时(1)热负荷减小，造成发电量也减小，而厂用电率则升高对B3-35/10机组，当热负荷下降至70%，其发电功率减至64%，热电厂的正常生产需消耗一部分厂用电和厂用热，这些与供出电热量的大小，变化不大。当供热量越小，全厂的单位热耗与电耗就上升越多。我们曾见一个热电厂的运行日志上，某日厂用电率为100%，也就是当

15、时热负荷很小，发的一点电，热电厂自己全用了。邵阳热电厂，当热负荷为55%时，发电与供热总的厂用电率为30.5%，比设计值高82.5%。苏州化工厂，当热负荷为37%时，厂用电率为3 2%，约高出设计值一倍。(2)当机组低于额定工况时，汽轮机的效率降低，经济性恶化。对B6-35/10机组，进汽量要减少10%，汽轮机内效率降低1.54.5%，对B6-50/10机组，进汽量减少10%，内效率降低12.5%。由于内效率下降相应热化发电率也要下降。例如B6-35/10 机组在额定工况下，热化发电率为118.9度/百万大卡，在进汽量为额定工况的70%工况下，热化发电率降为109.4度/百万大卡。(3)当机组

16、低于额定工况时，发电与供热成本增加组成生产总成本基本上是两大部分，第一部分为“可变费用”，约占总成本的7080%，包括燃料费、灰渣的运输与处理和水处理费用。第二部分为“固定费用”与产量无关，基本是不变值。约占总成本的2030%，其中包括人员工资、折旧、大修理费和其他费用。当供热量减少，发电量也减小，则分摊在单位电能上的和单位热能上的“固定费用”则相对增加，成本增加。当供热量由额定工况，减少至30%时，由于“可变费用”与“固定费用”同时增加，热电厂的发电成本将升至高近三倍。3.2.4抽汽机低负荷时在一个热电厂中装两台机组，可设想两个方案，方案一为两台同型号容量的背压机，方案二为一台背压机另一台为

17、抽汽机，容量相同，在低负荷时可看出抽汽机的灵活性与经济性。不同容量背压机在不同热负荷时的发电煤耗(1)低于背压机额定供汽量50%的低热负荷，大约是抽汽机的额定抽汽量，也是其经济效益最佳工况，而其发电量不受供热量影响。杭州热电厂在投产初期平均供汽量只有3750吨/时双抽机组运行，保证发电机在额定工况运行。发电煤耗达353克/千瓦、时，比当年省内电网平均发电煤耗低77克/千瓦、时，全年发电节煤8145吨，如安排背压机运行，虽发电煤耗可降至285克/千瓦、时，但因发电量仅为双抽机组的27.5%，年发电节煤只有3943吨，仅为双抽机组的48.4%，又由于此时锅炉基本处于额定蒸发量的50%以下运行，必须

18、投油助燃，每年 的燃油费将为节煤费的179%，因此在这种情况下，背压机就无经济效益了。因而上述该热电厂的方案二是合理的，第一台机组应装抽汽机。(2)当一台抽汽机和一台背压机同时运行时，抽汽机还可以超发。因背压机在低于额定工况下运行，其发电机可以多带无功负荷，提高了抽汽机的功率因数。杭州热电厂的双抽机组1985年发电机平均出力达12270千瓦，为额定出力的102.3%，而背压机的平均发电出力只达744 6千瓦，为额定出力62%。发电量增加，也就是节煤量增加，其经济效益自然也增加。(3)抽汽机特别是双抽机组，可充分利用其低压抽汽为厂内软化水和除氧加热用汽，对于有采暖热负荷的地区，则可加热供采暖热网

19、的热网水温，以代替背压机排汽，获得更大的经济效益。以1.22.5公斤/平方厘米低压汽供厂用比背压机排汽813公斤/平方厘米，减压减温后再供厂用，每吨汽可多发电81.4千瓦、时，全年可多发电1560万千瓦、时，如按每千瓦、时供电盈利0.1元计算每年将多盈利156万元。可多节标煤5547吨，如按241.28元/吨计算。一年节煤费为133.84万元，而双抽机较背压机或单抽机组增加的基建投资将在12年内 即可回收。应当指出，抽汽机在低于额定抽汽量时，其发电煤耗也增加，但此时仍可满发，较背压机增加发电量，故其综合经济效益仍比背压机好。通过以上分析，我们可以归纳为按以下原则选择供热机组，可以更有效的节能。

20、(1)热负荷稳定，热负荷率高的热电厂，可以全部配置背压机组，最有效的节能。(2)当热负荷总量较大，并有部份热负荷波动，可装一台抽汽机做为调节。(3)当热负荷总量中，季节性热负荷(如采暖热负荷、空调热负荷)占有很大比例，或日夜负荷波动较大时，可装抽汽机。(4)当热电厂内已装有多台背压机组时，可装抽汽机。(5)对于供热负荷率较低，近期与远期热负荷又相差较大的中小型热电厂，可先装抽汽机。待热负荷发展后，依据核实的热负荷，按其热负荷的性质和稳定情况，以及热负荷率再确定第二台供热机组的机型。(6)对于严重缺电的地区，煤炭资源丰富的地区，大电网近期供应不到的地区，以及确定开发的经济开发区，目前尽管只有少量

21、热负荷，也应积极建设热电厂。先安装较小容量的抽汽机组，因为这样总比建小型凝汽机组经济，更比柴油发电经济。(7)一个热电厂内的锅炉，应尽量选择同一型式，同一容量，同一参数以便于运行检修。供热汽轮机组则不应强求一致，可以选择不同的型式和容量，以便根据热负荷的变化，确定不同的运行工况，发挥各自的特点，更有效的节能。(8)要坚持热化系数小于1的原则，以使机组的最大供热量一定要小于热负荷的最大值。争取叫抽汽机在最大抽汽工况与额定抽汽工况区间内运行。(9)要考虑全年不同季节各工况运行时，汽机与锅炉的负荷率。选择锅炉容量和台数时，应核算在最小热负荷工况下，汽机的进汽量不得低于锅炉最小稳定燃烧负荷，以保证锅炉

22、的安全稳定运行。并要核算最大容量的一台锅炉出事故时，对供热的影响。(10)在论证大型凝汽式机组的火电厂可行性研究时，应考虑有无向城市附近搞集中供热的可能，或安装大型发电供热两用机组的可能。(11)在论证热电厂的机炉方案时，应进行多方案比较与计算分析，推荐出具体方案。4、发展热电联产的重要意义根据热电联合生产比热与电分别生产能源效率高的实际，按照2007年的供热总规模来初步匡算，每年可节约标煤6000万吨以上，为改善城市环境减少污染物排放作出了重大贡献。4.1节约能源效果明显热电联产机组相对子热电分产，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

23、、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干克/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%。4.2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80

24、0万吨，向地面排放灰渣8700万吨，产生的污染占燃煤污染总量的1/3。而热电联产由于锅护容量大，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。4.3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，而且减少了城市居民区的噪音，可创造

25、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。4.4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，该护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妒，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

26、电联产机组显示了煤种适应性强的优越性。4.5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。改革开放30年来，伴随着经济的高速发展，热电联产得到了长足的发展。截至2007年底，我国热电联产机组从1980年的501.01万千瓦（占6000千瓦以上火电机组的11%），增加到8578.89万千瓦（占6000千瓦以上火电机组的15.42%），增长了17倍多。2007年热电机组为10091万千瓦，为保障生产和人民生活用热，补充电力供应