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二、热电联产的节能原理
当动力设备只用来供应一种能量(电能或热能)时,这种能量生产称为单一能量生产,如凝汽式发电厂只供应电能,供热锅炉房只供应蒸汽及热水;又如由凝汽式发电厂的锅炉直接供应蒸汽至热用户,虽同时供应两种能量,但其生产过程仍属两种能量的分别能量生产。若采用背压式汽轮机,同时又用其发汽供热,这种的动力设备就成为一种简单的,纯的联合能量生产。
当采用的动力设备同时送出电能和热能两种能量,而且供热是全部或部分利用热 变为功过程中所不可避免的冷源损失的热量来进行的,这种能量生产过程即称为联合能量生产,这种的发电厂称为热电厂。
简言之,“热电联产”就是锅炉蒸汽经抽凝式汽轮机或背压式汽轮机,发电后供热的运行过程,是一台汽轮发电机组生产电和热二种能量,并向用户供应电和热两种能量。装有背压式汽轮机和抽凝式汽轮机的发电厂称为热电厂。
热电分产虽然工艺流程相对热电联产简单,但是存在难以克服的技术障碍,影响了节能减排和能源的合理利用,主要有:一是凝汽式发电难以避免大量的冷端损失和汽轮机熵增损失;二是燃煤工业锅炉能耗高,污染大,用能极不合理;三是热电分产不符合能质匹配、能源梯级利用的原则。热电联产非常有效地克服了热电分产难以解决的问题,是合理、高效、清洁利用能源的重要技术措施。综合来看,热电联产相比热电分产效率高30%左右。
三、热电联产的节能减排趋势
一是综合能效指标进一步提高。全国新建燃煤发电项目原则上要采用60万千瓦及以上超超临界机组,平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时(以下简称克/千瓦时),到2020年,现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时。显然,热电联产在热效率和热电比达到相应要求时,平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时是完全可以实现的。同时,目前征求意见中的《热电联产管理办法》也应对热电机组认定标准进行相应提高。
二是全面推广超低排放。在2020年前,对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造,东、中部地区要提前至2017年和2018年达标。对超低排放和节能改造要加大政策激励,并加大优惠信贷、发债等融资支持。
三是环保工程系统化。对炉后的除尘、脱硫、脱硝不再单一实施工程建设和改造,而是以环保岛形式进行系统集成、协同治理。
四是环保治理内容多样化。除对除尘、脱硫、脱硝进行超低排放外,今后对重金属、三氧化硫、二氧化碳也会纳入治理范围,特别是《巴黎协定》的签订,将长期促进我国节能减排工程的推进和碳交易市场的发展
综上所述,热电行业在能源利用与环境保护方面具有独特的优势,必将成为绿色发展的重要措施。
作者:刘博山东省热电设计院院长,中国电机工程学会热电专业委员会副主任委员,中国节能协会热电产业联盟副理事长,山东节能协会热电专业委员会主任委员。
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