時間：2023-05-30 09:59:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇熱電聯產，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:F27文獻標識碼:A
中國是一個能源生產和消費大國,一次能源的生產居世界第二位,但人均能源占有量僅為世界人均能源占有量的45%左右。同時,中國的能源利用效率也很低,目前僅為33%,與發達國家的能源利用效率相比存在較大的差距。電力行業是國民經濟的支柱行業,同時也是能源消費量巨大的行業,僅煤炭消費量就占我國煤炭消費總量的50%以上。因此,提高電力行業的能源利用效率,將會在很大程度上改善我國的一次能源利用效率。
熱電聯產,是根據能源梯級利用的原理,將一次能源燃燒后,既生產電能,又利用在汽輪發電機中作過功的蒸汽對用戶供熱的生產方式。熱電聯產的蒸汽沒有冷源損失,所以能將熱效率提高到85%,比大型凝汽式機組(熱效率40%)還要高很多。熱電聯產不僅可以大量節約能源,而且可以改善環境條件,提高居民生活水平,緩解供電緊張局面。近年來,隨著我國電力市場的逐步開放,“廠網分開,競價上網”政策全面推行,絕大多數發電企業都要通過競價的方式才能將電能輸送到電網中,而競價的基礎就是要做好成本分析,成本決定了企業的競價,也決定了企業未來的發展趨勢。
一、熱電聯產的工作流程
熱電聯產是一個復雜的系統,簡單來說主要包括了四大流程:燃料煤的流程、空氣及燃氣流程、水及蒸汽流程和電氣系統流程。
1、燃料煤的流程。自煤場送至原料煤斗后,經過輸煤皮帶,由給煤器控制給煤量。進入鍋爐之前在磨煤機或碎煤機內被磨成煤粉,與一部分熱空氣混合,經燃燒器進入爐膛中,燃燒后的煙道氣流經鍋爐―省煤器―空氣預熱器等熱交換器將熱量傳給其中的水或空氣,最后從煙囪排到大氣中去。其不可燃的固體,較大者以灰分的形態落入灰坑中,以備清除,其微細者則在集塵器或除塵器中被收集清除。
2、空氣及燃氣流程。首先由送風機將氣壓略以提高,送經空氣預熱器,接受一部分煙道氣的熱量使溫度升高由管道將其一部分直接送經燃燒器入爐,另一部分則進入粉煤機或磨煤機后與煤粉一同入爐。爐中燃燒后的煙道氣,首先通過爐管與過熱器將爐水汽化與過熱,隨后通過省煤器將剩余熱量的一部分交付于進入鍋爐前的水。再通過空氣預熱器加熱于未進爐前的冷空氣。經過如此行程后,因摩擦阻力的關系,已使壓力低于大氣壓力,因此須由引風機吸出,提高其壓力,以便驅于大氣中。
3、水及蒸汽流程。電廠使用冷凝水由凝水泵送回鍋爐重新使用,所要補充者僅少許抵消漏泄損耗的補充水。補充水經由給水軟化器予以軟化,以免鍋爐內壁產生水垢。凝水泵將冷凝水送過三個加熱器,并附以其他水泵,依次由低壓而中壓而高壓,又經省煤器提高其溫度,使進入鍋爐的水事先獲得相當的熱能,故在爐管中巡回受熱時,達到汽化程度所需的傳熱面積可以稍減。至于已汽化的蒸汽,使其進入過熱器的管道中,可以進一步的吸收熱能,變成過熱蒸汽,進入汽輪機作功,汽輪機帶動發電機即可產生電;在汽輪機中做功后的蒸汽通過供熱管道即可為居民或其他的用戶提供供熱。
4、電氣系統流程。包括發電機、勵磁系統、廠用電系統和升壓變電站等。
二、熱電聯產的成本項目
根據熱電聯產的工作流程,熱電聯產企業的成本項目由以下部分組成:燃料成本(煤)、水費、電費(發電部分提供)、設備折舊費、財務費用、管理費用、運行維護費(包括職工工資、福利費、材料費、修理費等),前三項為變動費用,后四項為固定費用。由于熱電聯產企業在生產過程中會對環境造成一定的污染(排放二氧化硫和粉塵等),成本項目中還需要考慮環保因素。
1、燃料成本。煤的成本主要由三個部分組成:采購成本、儲藏成本、加工成本。
(1)采購成本:由于熱電聯產企業對燃料的需求非常巨大,其采購成本也是燃料成本的最主要構成要素。煤的采購價格會由于天氣特征的變化、運輸距離的遠近、運輸費用的變化及煤的質量等多種因素的影響而變化,其中煤價的影響最大。
(2)儲藏成本:雖然熱電聯產企業每天的用煤量基本上會維持在一個比較穩定的數字范圍,但是目前電力企業對煤燃料的需求很大,煤的供應持續緊張,而為了維護熱電聯產企業在用電高峰期能滿負荷運行,能滿足所有供電供熱用戶的需要,熱電聯產企業需要在平時進行煤燃料的備儲。
(3)加工成本:因為熱電聯產企業需求的煤燃料的量很大,所以在采購過程中不能全部采購到優質煤,購進的煤很多質量上并不符合要求,其煤質比較差,熱值比較低等,這就需要增加相應的檢查加工設備,也相應的增加檢查加工費用,而且由于劣質煤的原因,還可能影響到發電機組的正常運行,可能會對鍋爐造成一定程度的損害,長期來看,還可能會影響到熱電聯產企業的經濟效益。
把上述三種成本綜合在一起,熱電聯產企業的燃料成本可以用下式表示:
燃料成本=標準煤單價×標準煤的消耗量
其中,標準煤的消耗量里要考慮到煤燃料的儲藏和加工問題,把它們產生的費用折算成標準煤的消耗量來計算燃料成本。由于熱電聯產企業把煤燃燒后同時產生兩種產品――電和熱,所以關于熱和電的成本分攤需要通過熱電比來確定燃料成本在熱和電的成本中的比重。
2、水費。熱電聯產企業中的用水主要在鍋爐和供熱部分用到。為了保持鍋爐的安全和高效率,供水決不能間斷;水經過加熱后變成蒸汽,這也是熱電聯產企業供熱的基礎所在,所以熱電聯產企業也是用水大戶,水費在成本里也占有一定的比例。由于水在整個發電供熱過程中都起著不可或缺的作用,其水費也需要按照熱電比分別分攤到熱和電的成本中去。
3、電費(發電部分提供)。熱電聯產企業的發電機組、供熱機組及其他設備(例如輸煤皮帶、送風機、水泵等)中所使用的電力來自本企業自己發的電,這部分電也是需要消耗燃料、水和其他相關費用的,所以這部分的費用也需要按照熱電比來分攤到最終出廠的熱和電的成本中去。可以把這部分的用電費用按照電的成本換算成標準煤的消耗成本,然后按照熱電比分別分攤到出廠的熱和電的成本里。
4、設備折舊費。熱電聯產企業中涉及到專門發電的設備、專門供熱的設備和熱電共用的設備,按照設備用途的不同,需要分別把設備的折舊費分別分攤到熱和電的成本里。按照熱電聯產企業的工作流程,升壓變電站屬于發電的專屬設備,從汽輪機出來的蒸汽所經過的設備為供熱專屬設備,直接計入相關的成本即可;而其他的設備則是熱和電的共用設備,需要用熱電比來進行分攤。
按照《企業所得稅法實施條例》第六十條規定,熱電聯產企業的設備折舊年限應不低于10年。熱電聯產企業的設備繁多,應按照各個設備的具體使用情況進行年限的確定。固定資產的設備折舊方法有三種:平均年限法(直線法)、工作量法和加速折舊法。按照《中華人民共和國企業所得稅條例實施細則》第四章第二十六條規定:固定資產的折舊年限,按照國家有關規定執行,固定資產的折舊,原則上采用平均年限法(直線法)和工作量法計算,納稅人需要采用其他折舊方法的,可以由企業申請,逐級報省、市、自治區稅務局批準。因此,本文采用平均年限法進行設備折舊費的計算。
平均年限法又稱為直線法,是將固定資產的折舊均衡地分攤到各期的一種方法。采用這種方法計算的每期折舊額均是等額的。計算公式如下:
固定資產年折舊額=(固定資產原值-預計殘值+清理費用)/固定資產的使用年限
固定資產月折舊額=固定資產年折舊額/12
固定資產年折舊率=固定資產年折舊額/固定資產原價×100%
采用平均年限法計算固定資產折舊雖然簡單,但也存在一些局限性。例如,固定資產在不同使用年限提供的經濟效益不同,平均年限法沒有考慮這一事實。又如,固定資產在不同使用年限發生的維修費用也不一樣,平均年限法也沒有考慮這一因素。因此,只有當固定資產各期的負荷程度相同,各期應分攤相同的折舊費時,采用平均年限法計算折舊才合理。
財務費用、管理費用、運營維護費用為企業的基礎費用,在計算熱和電的相關成本時需要通過熱電比進行分攤各自的費用占比,進而綜合得出熱和電的成本。
三、成本分攤的計算
以上分析可知,由于熱電聯產企業把煤燃燒后同時產生兩種產品――電和熱,所以關于熱和電的成本分攤需要通過熱電比來確定燃料成本在熱和電的成本中的比重。而熱電比的計算方法多種多樣,有熱量法、實際焓降法、熱折扣法、熱電聯合法等等,有專門的學者對這四種方法做過比較。通過綜合比較,本文采用熱電聯合法作為熱電比計算的方法。(圖1)
根據熱電聯產效率式:
從理論上講,最合理高效的供熱方式是熱泵供熱,它可以環境為熱源,消耗一定功,把熱量的溫位升高。所以,借用熱泵的概念可以得出?準=0.12時,所得熱分攤比即熱電比為較合理值。
熱電聯產的熱電比計算出來以后,再通過熱電比把熱電聯產的成本項目需要通過熱電比進行分攤的,計算各自的分攤,最后綜合起來就是熱和電各自的成本費用。
四、結論
熱電聯產具有良好的節能效益,我們應該從長遠出發,利用國家對熱電聯產的優惠政策,積極推進熱電聯產項目的建設。熱電聯產的發展對我國的發展起著至關重要的作用,特別在這個資源匱乏的時代,熱電聯產不僅為企業也為國家節約了大量能源。而研究熱電聯產的成本則為熱電聯產的發展奠定了基礎,可以根據熱和電各自的成本進行合理優化,節約能源,提高效率,引導熱電聯產行業良性發展。
(作者單位:東南大學)
主要參考文獻:
[1]Juha Kaikko.Technical and economic performance analysis for amicroturbine in combined heat and power generation,Energy,32.2007.
【關鍵詞】熱電聯產；能源利用率；經濟性
一、熱電聯產的原理及常見的運行方式
（一）熱電聯產原理
所謂熱電聯產是指在整個能量生產、供應系統范圍內，熱源既生產供應電能又供應熱能。將高品質的熱能用于發電，低品質的熱能用于供熱，由于供熱是用熱功轉換過程中不可避免的冷源損失來對外供熱，使得發電沒有冷源損失，因此和純凝機組發電相比可節約燃料，既提高了能源的利用率，又提高了供熱質量。
（二）熱電聯產機組常見的運行方式
1、背壓式：用汽輪機做完功具有一定壓力和溫度的排汽用來供熱，優點是沒有冷源損失，缺點是存在電和熱互相制約，一般用于小型供熱機組上使用。
2、低壓抽汽式：在汽輪機的低壓部分，利用抽出的一部分蒸汽對熱網的循環水進行加熱，未被抽出的蒸汽繼續在汽輪機做功以產生電能，這種形式被稱為低壓抽汽供熱的熱電聯產。由于被抽出的蒸汽用來加熱熱網中的循環水，沒有冷源損失，因此熱經濟性比較好。采用這種供熱方式，電、熱兩種產品相互影響不大，適用于大機組，因此得到廣泛應用。
二、采用低壓抽汽供熱方式下熱電聯產經濟效益的分析
我廠四臺20萬機組均已投產在20周年以上，單機供電煤耗在80%負荷下為355克/千瓦時，在發電成本上早已失去優勢。隨著我國“以大壓小”政策的出臺和適應通遼市區供熱需求，我廠1-4號機組陸續進行了供熱機組改造，采取的方式是低壓抽汽供熱方式。現從以下兩方面分析一下供熱改造后機組參數的變化給全廠經濟效益帶來的變化。
（一）降低供電煤耗，節省發電成本
從表一可以看出，在機組相同的負荷、發電量情況下，對外增加供熱40.43萬吉焦，即熱電比為32%的情況下，供熱改造后機組供電煤耗較純凝狀態降低了15.6克/千瓦時，全廠熱效率提高了7.45%，節約標煤0.54萬噸，折合節約原煤1.26萬噸。
按此測算，我廠四臺機組全部對外采暖供熱后，年設計供熱量為335萬吉焦，全年保證完成34億發電量，熱電比為27.37%，可降低供電煤耗16.8克/千瓦時，全年發電節約標煤5.71萬噸，折合節約原煤13.33萬噸，減少發電成本約2759萬元。
（二）抽汽流的發電收入與供熱收入的對比
抽汽流的蒸汽在發電和供熱兩種狀態下創造的經濟收入是不同的，如果這部分汽流用作供熱后產生的收入大于用作發電產生的收入，那么，這部分汽流采用供熱為經濟的，反之，采用供熱為不經濟，下面是將我廠抽汽汽流的發電、供熱收入計算過程。
1、抽汽流的發電收入
Q：抽汽流的流量.h1：抽汽點的焓值.hc：排汽焓.ηi：抽汽點后的汽輪機缸效率.ηj：機械效率ηfd：發電機效率.α：抽汽流的回熱抽汽做功不足系數.λ：綜合廠用電率.Pfd：上網電價
我廠單機最大流量時的抽汽流的發電收入為：Ifd=[120000（2950-1845）*0.8*0.99*0.99*0.95/3600]*（1-0.95）*0.28=6914元
2、抽汽流的供熱收入
我廠單機最大流量時的抽汽流的供熱收入為：
Ifd=[120000（2950-236）*0.99*0.95-3600*4000-0.02]*10-6*19=5487元
從上兩式比較中看出，每供出120噸的抽汽，收入損失1427元，若供出335萬吉焦，損失為1350萬元。
（三）綜合以上兩點，全年供出335萬吉焦的采暖供熱，在純凝機組和熱電聯產兩種狀況下，熱電聯產可節約發電成本2759萬元，若將送出的335萬吉焦熱量用于發電，可增效1305萬元，合計收入增加1409萬元。
三、結論
在熱電聯產循環中由于不存在冷源損失，因此使機組的煤耗率和熱耗率均明顯降低，熱效率得到明顯提高，大大提高了機組的熱經濟性和燃煤的利用率。在有用電和用熱需求的情況下發展熱電聯產有著十分重要的意義。通過本文的分析，就如何提高熱電聯產的經濟性提出以下幾點措施。
1、由于供熱的收入與抽汽流的疏水溫度高低成反比，因此應設法降低抽汽流的疏水溫度，這可以通過優化管網的運行來實現，使熱網循環水的回水溫度降低。
2、減少調整凝汽流閥門的節流損失，應選用流線型較好的閥門，同時在閥門上安裝限位裝置，使閥門關閉到一定的位置以后不能再繼續關閉。這樣可以有效避免節流損失引發機組經濟性、安全性的下降，對機組的穩定運行提供保障。
3、熱電聯產可以提高機組的熱經濟性，但是熱價不到位，熱電聯產的熱經濟性無法轉變為經濟效益，因此，熱價是熱電聯產熱經濟性轉變為經濟效益的關鍵因素，相關部門需要加強供熱的定價工作。
參考文獻
關鍵詞：熱電聯產；發電廠；供熱效應
一、發電、供熱成本費用分攤方法
（一）燃料費
為生產電力、熱力產品耗用的燃料費，應根據發電和供熱實際耗用的標煤量比例分攤。供熱廠用電耗用的燃料費，應由熱力成本負擔，計算公式為
式中：CBe為發電燃料費，萬元；CBh為供熱燃料費，萬元；CB為全廠燃料費，萬元；Che為供熱廠用電耗用燃料費，萬元；Be為發電耗煤量，萬t；Bh為供熱耗煤量，萬t；B為全廠耗煤量，萬t；Wh為供熱廠用電量，kW?h；be櫸⒌綾昝漢模g/（kW?h）；Pb為標煤價，元/t。
（二）材料費
電氣、汽輪機車間的熱網部分用料由熱力產品負擔，其他部分用料由電力產品負擔；水處理用藥品按發電、供熱耗用軟化水量比例分攤；其余按發電、供熱耗用標煤量比例分攤。
（三）折舊費、修理費
電氣、汽機車間的熱網部分的折舊費和修理費由熱力產品負擔，其他部分由電力產品負擔；其余部分按發電、供熱耗用標煤量比例分攤。
（四）水費、環境保護費、財務費用、職工薪酬及福利費和其他費用
根據發電、供熱實際耗用的標煤量比例分攤。
二、供熱效益分析
（一）供熱直接效益
除發電業務之外，熱電聯產電廠供熱的直接效
益就是增加的供熱業務本身的效益，計算公式為
式中：Ehd為供熱直接效益，萬元；Ih為供熱銷售收入，萬元；Ch為供熱總成本，萬元；Th為供熱銷售稅金及附加，萬元。
（二）供熱間接效益
1、供電煤耗降低產生的效益。眾所周知，按照熱量法計算，與同級別純凝機組相比，熱電聯產電廠供熱往往能夠降低供電煤耗，產生節煤效果，因此，把由于供熱使熱電聯產電廠供電煤耗降低而減少的燃料成本作為供熱的間接效益。影響熱電聯產機組供電煤耗的因素較多，包括熱電比、供熱參數、機組類型、供熱利用小時數、熱化發電率、熱網效率等，但熱電比的影響是主要的，熱電比越高，供電煤耗降低幅度越大。研究結果表明，在大多數工況下，認為機組供電煤耗隨熱電比呈線性變化具有一定的合理性。因此，為了方便分析，作者認為供電煤耗隨熱電比增加而線性降低，由于供熱降低供電煤耗而產生的間接效益，其計算公式為
Ehi1=KrP（t0+t1）（1-w）Pb/107 （5）
式中：Ehi1為供熱降低供電煤耗產生的間接效益，萬元；K為系數；r為熱電比，%；t0為純凝機組發電設備利用小時數，h；t1為熱電聯產比純凝增加的利用小時數，h；P為裝機容量，MW；w為綜合廠用電率。
2、機組發電利用小時數增加產生的效益。為了支持熱電聯產發展，按照“以熱定電”的原則，各地區在電量計劃安排上向熱電聯產機組傾斜。一般情況下，熱電聯產機組比同級別的純凝機組能夠多爭取到計劃電量小時數（200～800h，甚至更多）。由于發電利用小時數增加，可使熱電聯產電廠增加發電邊際效益。
式中：Ehi2為供熱增加發電利用小時產生的間接效益，萬元；Pe為上網電價，元/（kW?h）；bne為純凝機組供電標煤耗，g/（kW?h）。
3、供熱廠用電影響產生的效益。與純凝機組相比，熱電聯產機組由于供熱增加了廠用電，使上網電量減少，造成發電效益損失。
式中：Ehi3為供熱廠用電量造成的效益減少，萬元；Qh為供熱量，GJ；wh為供熱廠用電率，（kW?h）/GJ。
綜上所述，由于供熱給熱電聯產電廠帶來的間接效益為
Ehi=Ehi1+Ehi2+Ehi3 （8）
（三）供熱總效益
與純凝機組相比，熱電聯產電廠由于供熱產生的直接效益和間接效益之和就是供熱的總效益
Eh= Ehd+Ehi （9）
通過分析，認識到將熱量法作為電、熱成本分攤方法，在受到“好處歸電”的一項下，使得發電盈利，而供熱虧損，這樣便使熱電聯產電廠的發電和供熱兩方面的效益存在不均衡的情況。鑒于此，有關機構有必要提升熱價，使供熱經濟性得到有效改善，并在發電利用小時數編排上給予熱電聯產電廠足夠的傾斜，以此確保發電以及供熱的均衡性，最終為熱電聯產發電廠整體效益的提升奠定堅實的基礎。
參考文獻：
【關鍵詞】熱電聯產；以熱定電；背壓式供熱機組
為了能夠有效的達到節能減排的效果，國家三部委所的《熱電聯產和煤矸石綜合利用發電項目建設管理暫行規定》（國家發改委、建設部 發改能源源[2007]141號）規定“熱電聯產項目中，優先安排背壓型熱電聯產機組”、“限制新建并逐步淘汰次高壓參數及以下燃煤（油）抽凝機組”。許多省市的地方法規中，淘汰拆除鏈條爐、拋煤爐和中壓及以下機爐。明確提出關停單純供熱的機組。同時關停減少機組效率低的凝汽機組。這在一定程度上代表著，我國的發電煤耗領域，已經進入了全新的時代。
一、分析比較
就目前看來，我們將背壓發電機組，看成是供熱機組與發電機的組合，以浙江省熱電聯產為例，2013年以后單位供熱標準煤耗≤40.5 kg/GJ，單位供電標準煤耗≤270g/kW?h，綜合熱效率>70%。低于國內200MW發電機組的供電標煤耗率的要求。
一臺12兆瓦的工業背壓發電機組，在氣量充足、壓力正常的情況下，其發電標煤耗只有252g/kw，雖然看起來較為節能，但是與300兆瓦的凝氣機組相比，在同樣的發電量下，供熱采用凝氣發電則需要多浪費146t/h煤。
就600兆瓦的抽氣凝氣機組來講，與凝氣式機組相比，其節約煤耗約為27.8t/h，而凝氣式發電部分的凈節標煤耗卻只有244g/kw，這也就是說，有41.7%的煤被浪費在了凝氣發電上，并沒有達到有效的節能效益。
就300兆瓦的凝氣式機組來講，在采暖供氣量為550t/h的情況下，熱電聯產節約的標準煤約為23.7t/h，從平均的煤耗上看，并沒有達到以熱定能所達到的最高效果。
根據一些列的實驗我們發現，在抽氣凝氣式供熱機組當中，其發電的“尾巴”往往會形成對資源的浪費，抽氣凝氣式供熱機組發電量越大，也就會在實際的發電過程當中浪費更多的資源，經過上述對比我們發現300mw節約的煤多600mw，這是由于后者的凝氣發電量為265mw，而300mw的凝氣發電量只有56.1mw。
另外在一般的情況下，抽氣凝氣式供熱機組的發電煤耗要比容量的純凝氣式供熱機組高出10%以上，就單純的供熱機組來講，大型抽氣凝氣式供熱機組則有著更高的煤耗，要將近高出16%。這是由于大型抽氣式供熱機組難以采用較多的調節閥或者是轉隔板，只能采用蝶閥來進行調節，這就會使得在大型抽氣凝氣式供熱機組當中，造成更大的節流損失。
三、熱電聯產機組
根據實際的研究我們發現，想要成功的達到最優的節能效益，就需要在熱電聯產或者是以熱定電的情況下去進行滿足。
在實際的工作當中，應該對什么是背壓式供熱機組進行明確，我們應該在實際的工作當中正確的認識到，只有背壓式供熱機組才能夠算得上是熱電聯產機組，背壓式供熱機組有結構簡單、投資低、操作方便等多種優點，最主要的是，背壓式供熱機組能夠有效的實現節能效益的最大化。
在供熱過程當中，單純的使用抽氣式供熱機組并不能算作是熱電聯產，這只是一種利用純發電而形成的生產方式，與純凝氣機組進行比較我們發現，抽氣凝氣式供熱機組的能耗要高出10%以上，如果是比較大型的抽氣凝氣供熱機組，其能耗則要高出16%以上，因此，在工作當中我們也需要認識到，抽氣凝氣供熱機組是重要的浪費能源的途徑。
利用以背壓機組為主的熱電聯產進行發電，是一種比較科學的配置，同時也能夠有效的實現最大化的節能。
四、背壓機組
在實際的供熱過程當中，或者是日常生活當中，一些人認為在熱負荷不足的情況下，背壓機組是難以進行運行的，由于受制于熱負荷，因此電負荷難以受到調節，而在負荷過低時，還會出現不經濟、工作效率差等問題。其實在背壓式供熱機組當中，產生這些問題的原因并不是背壓機組自身，這是人們觀念上形成的一種錯誤。
4.1供熱機組的選擇
在實際的熱電廠建設過程當中，要對供熱機組進行選擇不能單純取決于機組熱負荷的大小，還應了解能夠反應該機組的熱負荷曲線，熱負荷曲線能夠有效反應該機組的熱負荷波動，從而起到決策的參考作用。在傳統的電廠建設工程過程當中，由于對熱負荷的不重視，因此往往并不存在實際的熱負荷，在這種背景下也就更不用說熱負荷曲線了，但是同時我們也應該真實的看到，很多的熱負荷其實都是人為生產的，之所以要產生熱負荷，其根本的目的就是想要保證良好的經濟效益，便于項目的審批。但是由于熱負荷并沒有完全的可靠性，這就會使得在實際的規劃過程當中，無法將熱負荷作為建設電廠的依據，而只能利用熱負荷作為電廠建設或者是機組選擇的一種參考。我們應該認識到，只有已經存在的熱負荷才有比較穩健的可靠性能。在傳統的熱電廠建設過程當中，由于熱負荷的興建都是在計劃當中一次建成的，因此在區域性的熱電廠當中，對于熱負荷的設計往往要等8年甚至是10年，這就會造成大量的資源受到浪費。
因此，對于電廠的建設已經供熱機組的選擇，正確的步驟應該是在建設調峰鍋爐的基礎上，確定其實際運行當中的真是熱負荷曲線，并在熱負荷成功上升到供熱能力的60%左右時，對第一臺機組進行實際的建設，這種建設方法，能夠有效的解決機組熱負荷不夠，或者是熱電機組不夠節能等諸多問題，與此同時，遵循這種原則進行電廠的建設，能夠有效的解決資金過早投入的問題，使得機組的投運能夠有效的滿足經濟效益的發展。
4.2以熱定電
要保證最為合理的分工，并真正的節約能源，就需要將以熱定電與熱電聯產的背壓式供熱機組實行對熱負荷的供給，而電負荷的供給，則需要有大型凝氣式發電廠進行生產。
4.3背壓式機組低負荷運行的效率
從內效率的角度來看，背壓機組本身就有著對負荷的一定的敏感性，但是這并不能表明在實際的生產工作活動當中，背壓機能夠代表整個系統的供熱效率。盡管背壓機組在負荷較低時并沒有優秀的生產效率，但是，其排出的熱量直接給了熱用戶，而并沒有在這一過程當中受到損失，依然受到了用戶的利用，并沒有人們傳統觀念當中形成的對熱量的浪費。效率的降低會在一定程度上對機組進行影響，從而使得機組的發電量降低，并導致機組的節煤量也不斷降低。
五、背壓機組的負荷調節
現在背壓機組，熱平衡都是建立在平均外供熱量的基礎上，但是在最低負荷的外供蒸汽情況下，汽輪機汽耗量增加，節能效果比較差。
下面以某廠12MW高溫高壓，外供蒸汽壓力0.98MPA，溫度265℃，通過對附近熱用戶的調研，得出熱負荷如下：
工程設計熱負荷表
表2 工程設計熱負荷表
通過調研發現，在凌晨2點至7點時段，外供蒸汽量最小。汽輪機背壓汽耗升高至11kg/kw.h，而在平均狀態下運行，背壓汽耗8 kg/kw.h，為了解決這種矛盾，通過以下幾點：
1.增加更大的除鹽水水箱，對外供熱，一般不進行凝結水回收，采用背壓蒸汽對除鹽水進行加熱，通過計算12t除鹽水，可消耗掉1t背壓蒸汽，所以建造2000M3的除鹽水箱，背壓汽可增加33t/h。
2.采用背壓蒸汽做為汽動給水泵的汽源，能夠更高效的綜合熱效率。
表1 經濟分析表
3.取消汽機抽汽對鍋爐給水進行加熱，改為背壓蒸汽進行加熱，下表為實際運行的三種工況下的經濟分析。
通過上述改造，在不影響機組效率的情況下，完美的實現了背壓機組的平穩運行。
參考文獻
[1]周征宇.背壓式汽輪機汽缸移位問題的處理[J].上海電力，201003）
關鍵詞： 熱電聯產 設計
1然氣熱電聯產系統簡介
熱電聯產系統并不是一種新技術新發明，它是從傳統熱電廠供能方式中衍生而出的一種新的供能理念。與傳統熱電廠相比，熱電聯產系統在靠近終端用戶側安裝使用，在提供電能的同時利用發電余熱提供熱能，這種能源階梯利用方式更加有效的提高了一次能源的綜合利用效率。熱電聯產系統一般由發電機組（燃氣輪機、往復式內燃機組等）、余熱回收裝置、系統控制裝置、燃料供給系統以及機房進排風系統等一系列配套設施構成。
1.1發電機組工作原理
發電機組主要由原動機、發電機、機組控制系統、底座彈性支架等部件組成。由原動機做功提供機械能，再通過彈性聯軸器將機械能傳遞給發電機，最后發電機將機械能轉化成電能。目前，熱電聯產系統中多采用燃氣輪機和燃氣往復式內燃機作為原動機提供動力，同時搭配標準的三相無刷同步發電機或者高頻發電機，后者需要采用逆變后才能并網運行，一般燃氣輪機搭配高頻發電機，往復式內燃機搭配三相無刷同步發電機田。發電機根據電壓等級分為低壓和高壓兩種規格，低壓從400一690V，高壓從3一15kV。
1.2發電機組選型
熱電聯產系統核心設備是燃氣發電機組，在整個系統中發電機組起著決定性作用。在選型前必須充分了解項目今后實際運行電負載和冷熱負載，在運行區間段之間選取最小小時電負荷功率，同時對項目冷熱負荷進行測算。通常機組產熱量大于發電量，而熱量又可以進行儲存，所以根據“以熱定電”原則進行選型，優先考慮發電效率高的機組。表1為上海地區冷熱電負荷設計參考數據。
表1上海地區最大相關負荷設計參數
2分布式供能系統設計要點
2.1機房選址
機房是分布式供能系統的主要放置場所，機房的建造直接影響到今后的系統運營，一旦機房建好后，后期的改動費用很高，改動難度大，而且始終不盡人意，規劃設計的時候一定要考慮今后是否有規模擴大的需求。機房選址需要考慮最小輸電損失、最小輸熱損失、噪音問題、震動問題、進排風問題，現有樓內機房應盡量將機組靠近便于安裝進排風系統，可以充分利用地下室、屋頂、地面場所，但是在醫院、賓館、學校和高精密度儀器設備擺放場所，要優先考慮震動和噪音問題。安裝大機組的機房內應當考慮安裝起重設備，最大起重能力根據單件最大重量設計，方便今后維修[3]。
2.2設備基礎
設備基礎強度必須可以承受設備的最大運行重量，在采用往復式活塞發動機的分布式供能時，由于內燃機活塞做往復式運動時，重力慣性無法被完全平衡機組震動大，設備運轉中會通過發動機底座將震動傳遞給基礎，此時基礎強度必須能支撐機組濕重外加動載25%，機組底座與基礎之間安裝減震裝置，在震動要求嚴格的場所，可以采用彈簧地板。
基礎通常采用混凝土結構，要求尺寸必須超過機組邊緣300m m，當機房地面是混凝土結構或樓板時，在表面直接澆筑混泥土基礎，基礎筋與樓板連接采用均勻焊接、植筋焊接和膨脹螺絲焊接方式，基礎高度超出機房地面100一200m m ，混泥土基礎要保證一定的養護期，設備才可以就位。
2.3機房降噪
機房噪音傳播方式有結構傳播和空氣傳播兩種，機房建造時一般考慮采用整體降噪措施，標準墻厚度為24cm或者36 cm，可以降低40dB左右，機房墻面安裝消音材料可以再降低10dB左右，進排氣口考慮安裝2m一3m的進排氣消音箱，進氣口流速不超過8m /s，抽氣口不超過6m /s;機房降噪還需要考慮門和窗戶，特別需要注意的是表面吸音材料不能采用纖維材料，因為空氣振動會引起部分纖維脫落，可能被吸入發動機空氣濾芯器，降低發動機的工作效率。
噪音衰減計算公式
距離衰減公式：
式中：r1一噪音源到測量點r1的距離，m;
r2一噪音源到測量點r2的距離，m;
Lrl一測量點r1處噪音值，dB （A）;
Lr2一測量點r2處噪音值，dB （A）。
例：距離增加1倍，噪音衰減6dB （A）。
相同噪音疊加公式：
2.4機房通風系統
機房通風系統用以提供燃燒設備運行時需要的助燃空氣，消除設備及余熱回收設備等散發出的熱量，滿足操作人員需要的新鮮空氣量。同時保持機房的通風換氣量，可以防止可燃氣體在機房內積聚，防止事故發生[1]。
機房通風系統可歸納成三種類型，分別為正壓型、負壓型和綜合型，正壓型是保證機房內氣壓略大于外界大氣壓，可以防止外部灰塵進入機房;負壓型是風機向外抽氣，如果機房內負壓小于lm bar，發動機進氣在機房內的話負壓太大影響發動機起動，尤其是天然氣發動機;其次機房內門無法輕易打開，特別是應急出口，外部灰塵容易通過縫隙進入;綜合型適用于排氣距離比較長，通風系統內壓力損失大，進排風風機轉速要匹配好，保持機房內壓力與外界氣壓相同;0℃以上可采用變頻風機控制進氣溫度，低于0℃需采用空氣回流方式，回流方式通過直接將排氣回流到進氣系統提高進氣溫度，有利用機組天冷時啟動[3]。
2.5余熱回收系統
余熱回收系統是整個分布式供能系統節能減排的關鍵，而余熱回收系統的關鍵在于合理的余熱回收設備選型和系統設計。余熱利用方式有直接制取生活熱水、空調采暖和提供給澳化銼機組制冷。以傳統換熱設備板式熱交換器為例，具有結構緊湊、易于清洗、日后可以增加容量等優點，在選取板式換熱器時，根據選型參數需要再增加15%的備用能力以及測算換熱器的工況特性，表2為板式換熱器換熱曲線圖。
圖2板式換熱器換熱曲線
板式換熱器最佳經濟性特征：1）對數溫度差大于4℃， 2）進出水溫溫差（一次側、兩次側）大于2℃。對數溫度差的計算公式：
式中Q一對數溫度差，℃;
φa一一次側高溫進口與二次側高溫出口溫差，℃;
φe一一次側低溫出口與二次側低溫進口溫度，℃。
2.6天然氣進氣管路
天然氣管路根據《城鎮燃氣設計規范》進行設計和施工，通常市政燃氣管道鋪設到設備旁，與設備連接段根據廠家要求進行設計和連接。 天然氣接入管路基本配置：①燃氣總管接入一②球閥一③壓力表一④燃氣過濾器一⑤壓力監控傳感器一⑥電磁閥一阻火器（天然氣不用），燃氣雜質較多時前面布置過濾器。如果燃氣進氣壓力大于設備壓力時，需要增加燃氣調壓設備。
燃氣管路安裝注意事項：1）燃氣調壓設備盡量靠近發動機，調高相應能力。2）腐蝕性氣體管路使用非鐵材料。3）燃氣調控設備水平安裝，與發動機連接采用彈性無應力安裝，具體根據設備指示安裝。4）相關設備按規定布置。5）燃氣放空閥管徑合適，放到機房外面。6）燃氣出口到發動機混合氣不能超過3m，最多允許3個90度彎頭。7）燃氣切斷閥（安全閥），采用通電開啟（彈簧關閉）。
3結語
在《分布式供能系統工程技術規程》中，分布式供能系統為政府進一步優化能源結構，提高能源綜合利用率，減少污染物排放提供了新的技術手段。由于分布式供能系統設計工作相對繁瑣，涉及的專業領域較多，在專業設計人員在設計過程中，設計人員要抓住關鍵環節，理順設計思路，將復雜的熱電站熱電聯產設計簡單化，模塊化，使熱電站的設計進度更快，設計質量更高。
參考文獻：
[1]DG邇貝8-115-2008.分布式供能系統工程技術規程[S].
[2]CJJ45-2010.燃氣冷熱電三聯供工程技術規程[S].
[3] ISBN 978-4-8190-2008. 2008 Cogeneration Plan and Design Manual[S].
1供熱方案設計
1.1熱源概況
該項目為滿足城市冬季供熱質量及供熱安全性，熱源由主熱源及調峰熱源構成[1]。主熱源為于2002年已投產發電的熱電廠，此次三期需擴建設備為2×350MW抽汽凝汽式間接空冷汽輪發電機組配2×1200t/h超臨界、一次中間再熱燃煤鍋爐。調峰熱源為2004年已建成的城西供熱站，設備為高溫熱水（130℃/80℃）供熱鍋爐，現裝機容量為4×58MW+1×84MW，供熱能力為316MW，可供熱面積約為550萬m2。熱源的裝機容量及外供熱量詳見表1。事故狀態下的緊急預案計劃將（2×350MW）熱電聯產配套管網與調峰配套管網實施聯網運行，在冬季采暖期內若出現某一熱源設備故障，兩管網間可相互貫通，將事故影響降低到最小范圍。區域內最大熱負荷為725MW，若熱電廠出現單臺350MW機組故障，另一臺機組與調峰聯網，供熱能力達631MW，事故最低熱保障率為87%；若調峰1×84MW故障，電廠與調峰其他鍋爐聯網，可將熱保障率控制為100%。該方案的實施可充分保證城市供熱系統的運行安全。
1.2供熱方案
1.2.1首站方案據對其他城市已建成熱電聯產項目的了解，首站位置一般為二種方案。第一種方案為熱電廠將蒸汽送至用戶附近設立首站，以縮小熱水管網的高差；第二種方案為在電廠內設立首站，以符合熱力站要求的130～80℃的高溫水送至用戶熱力站。第一種方案適用于供熱區域內有超壓熱力站，需要熱電廠提高機組的抽氣壓力，降低發電量，且蒸汽輸送熱損失較大，對熱電聯產而言非常不經濟，故該項目選用第二方案。
1.2.2（2×350MW）熱電聯產方案考慮到城市中心區域內現狀管網的實際情況，盡量利用現有管網，避免對城市道路的破壞，因此該方案確定熱電廠與調峰鍋爐房之間進行切網運行。在保證供暖質量與供暖安全的前提下，確保熱電廠最大供熱負荷，以減少環境污染，實現節能減排的目的。室外溫度為5℃，供熱系統開始供熱，在溫度降至-1℃過程中，電廠2×350MW作為系統熱源；室外溫度降至-2℃系統開啟調峰熱源，與2×350MW熱電實施切網運行。
1.3供熱管網
1.3.1供熱參數的確定該工程供熱區域內有大量原有供熱站的配套一次、二次管網，為了充分利用原有供熱系統設施，便于與原系統相銜接，供熱管網運行參數為：一級熱網水溫130℃/80℃，耐壓等級1.6MPa；二級熱網普散系統水溫85℃/60℃，地暖系統水溫50℃/40℃，耐壓等級1.0MPa。系統原理如圖1所示。
1.3.2補償方式該工程管網敷設主要采用無補償熱安裝直埋敷設方式，僅在部分與原有管道相連接或與其他熱源并網處采用有補償方式。管徑＜DN500mm以下管道采用直埋無補償冷安裝方式，管徑≥DN500mm管道采用直埋無補償電預熱安裝方式。
2水力計算
2.1水力計算的條件及原則根據《城鎮供熱管網設計規范》（CJJ34-2010），熱網供/回水溫度取130℃/80℃；管道絕對粗糙度K為0.5mm；管內介質流速不大于3.5m/s。根據同等類型規模換熱站經驗統計數據，局部阻力損失附加α值取20%；干線末端換熱站內供回水壓差按13mH2O考慮。
2.2計算結果管網阻力計算。計算得出該項目一級熱網水力計算的管道比摩阻基本控制在30～80Pa/m，支管的比摩阻小于300Pa/m。該項目一次熱網最不利環路為電廠首站B～31#換熱站管段，總長為8357m×2，供回水總阻力損失為637.99kPa。
2.3熱網循環水泵及系統定壓
2.3.1熱網循環水泵的流量和揚程校核該工程的熱網循環水泵在電廠內的供熱首站內，（2×350MW）機組一級熱網循環水泵的流量按電廠首站設計供熱能力630MW進行計算，得出該工程一級熱網最大流量為10833.5t/h。外網環路損失包括：熱網環路的阻力損失為73.4mH2O；小區換熱站內部阻力取10mH2O；首站除污器取0.5mH2O；首站內部阻力取9.5mH2O。以上數據相加得到近期首站循環水泵的總揚程H為93.4mH2O。本期新建主管網B～F10管段最大流量為404.48（t/h），遠期機組最大規模747MW的設計流量可達10704.56（t/h）。現電廠首站采購熱網循環水泵四臺，單臺水泵流量為3035t/h，揚程130mH2O，可滿足熱網運行及規范要求。循環水泵擬采用變頻控制方式，以達到節能要求。
2.3.2系統定壓及水壓圖該工程的供熱半徑約11.6km，主熱源位于整個系統地勢標高的中部與最高點熱用戶相差不太大，計算出靜水壓線高度為39.9mH2O，實際取40mH2O。一級熱水管網的定壓采用變頻調速定壓方式，定壓點設于熱電廠首站循環水泵入口，定壓點壓力取400kPa，因此補水泵揚程定為40mH2O。通過對最不利工況（tw=-12℃）進行水力計算分析得出，當室外溫度在-4～-12℃時，熱電廠與調峰熱源同時運行，一級熱網主干管實施切網運行。根據水力計算結果及熱網的地形標高，繪制熱網主干線的水壓圖，可知一級熱網主干管最不利環路為首站至31#換熱站，管道總長8357m×2，干管壓力損失31.9mH2O，供回水最不利損失為63.8mH2O，系統最高點壓力為133.8mH2O，無超壓現象，如圖2所示。
3熱網運行調節
熱網運行調節方式主要有質調節、量調節和質量綜合調節三種[4]。熱電廠2×350MW熱電機組，既發電又供熱，監控系統應達到一定的水平，另外尚有供熱站作為調峰熱源，為減少建設投資和運行費用，供熱管網采用質量綜合調節方式較佳。首先供熱系統在投入運行之前，為使供熱介質流量的分配符合設計工況，采用專用閥門，對各配熱干支線的流量進行一次調節。其次在供熱系統運行期間，建筑物的采暖和通風等熱負荷隨室外氣溫而變化，為保證供熱質量，該工程將采用遙測、遙控等自動調節設備（熱網控制器），以控制供熱介質的流量、壓力和溫度。質量綜合調節方式要求對熱網和熱源進行實時監控，且首站的熱網循環水泵需采用變頻調速泵設計。主熱源擔負基本負荷，根據室外溫度的變化啟動調峰熱源。采暖初期系統流量維持主熱源的設計流量不變，隨著室外溫度的降低，供水溫度逐漸升高，當室外溫度下降至-9℃以下時，（2×350MW）熱電聯產熱電達到滿負荷，隨著室外溫度進一步下降，（2×350MW）熱電聯產熱將7座熱力站切給調峰熱源供熱。
4管網監控系統設計
該工程熱網主要包含電廠出口計量、首站、調峰熱源、熱力站和關鍵點。為了節能，提高供熱效率，取得較好的經濟效益和社會效益，有必要建立計算機監控系統。計算機控制系統將實時、全面的了解熱網的運行情況，同時還是熱網安全、可靠、高效運行的保證[5]。
4.1供熱管網監控系統該工程監控系統采用二級網絡SCADA系統，以工業級計算機和通訊網絡為基礎，進行分散控制、集中管理。工程將在首站設一監控中心作為上級主控中心MCC，成為整個供熱系統的調度中心，該調度中心設于（2×350MW）熱電聯產集控室內。熱網中選擇重要分支關鍵點、熱力站和最不利端用戶作為分控中心的下級本地監控站LCM。通過光纖雙冗余通訊方式將泵站、熱力站、關鍵點等與監控系統相連，上報管網運行數據至上級監控分中心MCC，進行統一調度管理。計算機控制系統由主控中心、監控分統中心、本地站、遠程終端站、通訊網絡和與監控控制有關的儀表等部分組成。為了檢修方便，建議熱網控制系統與主機控制系統保持一致。供熱管網監控系統結構圖如圖3。
4.2主控中心MCC調度中心（MCC）的任務為集中監測管理所轄范圍內所有供熱熱網，負責分析計算、運行指導及故障監測。整個供熱系統的調度指揮中心（MCC）必須獲取每一個LCM的重要數據信息，以制定供熱系統的整體運行方案。還需對管網水力工況的檢測、監督，提出經濟合理的運行方式；顯示各熱源廠及整個管網關鍵點的實時在線參數值；顯示管網的水力工況分析結果；具備平均負荷預測分析、計算及管網仿真能力；在事故狀態下可連續監測顯示某一參數的實時變化。最終構成一個綜合管理信息系統。
4.3本地監控站LCM本地監控站LCM一般設置在熱源的出口、關鍵點及熱力站，以保證熱力管網正常的運行工況。監控站將所有管網的參數傳至調度中心，由調度中心對熱網進行管理。該熱網設熱源出口2個、關鍵點14個、熱力站121個。該熱網的LCM分為熱力站、熱源廠出口、關鍵點的LCM三種類型。熱力站的監控參數包括一級熱網和二級熱網監控參數，參數包括供回水溫度、壓力、循環水泵狀態、補水泵狀態等。熱源廠出口LCM完成本地監測、顯示的同時，向MCC上傳熱水的溫度、壓力、流量等參數。關鍵點LCM監控官網運行情況，采集用戶的一次進出口差壓參數作為供熱管網干線參數上傳MCC。
5結語
【關鍵詞】熱電聯產；節能環保；技術改造
1 熱電聯產機組設計存在的問題
1.1 機組設計負荷與實際熱負荷出現偏差
目前，在我國已建成的熱電廠中，有大部分的機組在設計過程中存在著參數取值不準確的現象，比如熱化系數、熱負荷同時率等，致使實際熱負荷與設計負荷存在著明顯偏差。如果預估小了熱負荷，則機組的供熱量就沒能達到預定的要求；如果預估高了熱負荷，使得機組長期運行在低負荷的環境下，會嚴重影響到經濟效益。特別是對于抽凝機組，如果運行在無負荷的條件下，由于供熱機組的容量和蒸汽初參數比凝氣式汽輪低，導致熱效率將低于純凝式機組。同時，抽汽式供熱機組的凝氣流通過調節抽汽用的回轉隔板，會加大凝汽流的節流損失率，這些都不利于節省能源。
1.2 小型熱電聯產電廠機電組能耗高、效率低
小型熱電聯產電廠的機組發電后產生的蒸汽可以用來供熱用，即使進汽參數比大型的凝氣式發電機組大，但煤炭的消耗還是比較低的。由于純凝汽式機組屬于熱電分產，能耗比較高、效率低，容易造成環境污染，是國家政策禁止使用的機組，雖然有些電廠還是有建小型純凝式機組，但實際上是沒有供熱作用的，這極大造成了資源的浪費，明顯是不符合節能環保理念的。
2 提升節能環保效益的技改措施
2.1 鍋爐節能環節技術改造
鍋爐是煤炭燃料燃燒的場所，也是煤炭轉化為熱能和電能的地方，所以這是減少能耗損失的源頭環節。但目前大多數小型熱電聯產電廠所用的鍋爐一般都是金屬材料鑄造的，在鍋爐處于高溫狀態下很容易產生能源損耗，白白浪費部分熱能和電能。所以，為了最大限度的降低能源損耗，我們可以在鍋爐壁上涂一些譬如FHC型涂料、AB型涂料的涂料，這些涂料可以實現高溫紅外線節能，提高輻射效率，既能保證熱量均勻的傳播，也不會改變鍋爐的結構，從而更好的保證在節約能源的前提下提高熱電的轉化率。另一方面，鍋爐在經過長期的使用后會出現結垢，結垢不但會降低鍋爐熱電的輸出效率，也會產生潛在的安全威脅，所以需要定期對使用的鍋爐進行除垢以確保鍋爐的使用效率和安全以確保節能效應。
2.2 凝汽器優化節能技術改造
濾汽器是熱電聯產電廠汽輪機組的重要組成部分，該組成部分的功能是將蒸汽冷卻成水，再通過蒸汽液化時釋放的能量帶走，使凝汽器內呈真空狀態，讓蒸汽多做功，提高熱電的轉化率。凝汽器在工作過程中，其壓力是一個重要的衡量指標，如果凝汽器真空效果越好，機組的輸出效率就越高，同時也會增多損耗的能量，只有令到汽輪機、循環水泵以及真空泵三者的功率達到最大差值時才能使效率達到最大化，這時候的真空也是最佳的真空狀態。所以，我們應該根據實際需求對凝氣器的冷卻水系統進行改造，防止汽輪機結構，減少工質損失。
2.3 硫化床鍋爐筑爐灶結構改造
一般的循環硫化床鍋爐轉彎煙道和旋風分離器的筑爐結構設計為三層，由于內層和中間層是由磚塊砌成，隨著使用年限的增長，啟動關閉爐灶時會因為熱脹冷縮的作用出現裂縫。高溫熱能會透過外層硅膠酸制品燒壞有保護作用的鋼板，同時內層耐火磚會隨著裂縫的增大而發生脫落掉入旋風筒底部，堵死返料器造成積灰。為防止這種情況的出現，我們首先要更換筑爐的材料和改變結構，即是用耐磨澆筑料澆筑內層以增加強度，并在適當的位置留出鎖扣式的膨脹縫，縫內填充耐火硅酸鋁纖維板；中層則用輕質保溫澆注料進行澆筑，這樣不但可以保溫還可以起到密封和支撐的作用；外層改為硅酸鋁纖維板，同樣起到保溫和密封的作用。
2.4 輸煤環節節能改造
輸煤系統是由卸煤環節、儲煤環節、上煤環節以及配煤環節幾個部分組成的，在卸煤環節，熱電聯產一般是采用縫隙式來完成；在儲煤環節則是采用斗輪堆取料機來實現；在配煤環節則是用犁煤器來操作的。整個過程比較復雜繁瑣，也容易造成煤炭資源的浪費，為了實現節能目標，我們必須要做好全過程的監控工作，采用滾動篩煤器，這樣不僅能增加篩煤量，還可以減少負荷。
3 結束語
熱電聯產能夠先把煤、天然氣等一次能源用來發電，再將發電后的余熱用于供熱，這種先進的能源利用形式在節能和生態環境保護方面都有著重要性和優越性。我們應該加大技術改造和管理方面的投入，大力研發和推廣先進技術和設施，這樣才能使經濟可持續發展。通過分析熱電聯產電廠的運行情況，可以挖掘節能減排的環節，并針對這些環節進行技術改造，從而達到節能措施的有效實施，降低能耗水平，充分實現“熱電聯產，以熱定電”的目的。
【參考文獻】
[1]多金環，李元實.熱電聯產發展中存在的環保問題及對策[J].電力環境保護，2011（5）：102.
[關鍵詞]熱電聯產 節能減排結構調整 技術升級
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A
一、熱電聯產對節能減排的意義
目前國家提倡“加快建設以低碳為特征的工業、建筑與交通體系”、“加快形成低碳綠色的生活方式和消費模式”。熱電聯產作為節能減排的朝陽產業備受關注,已被世界各國公認為提高能源利用效率和保護環境的重要手段。改革開放以來我國熱電聯產事業得到了迅速的發展,熱電聯產取代了大量高能耗、高污染、高浪費的傳統取暖方式,推動企業淘汰能耗高、污染嚴重的落后工藝,抵制了SO2的生成,減少了煤碳用量,減少了有毒、有害氣體向大氣中排放,從而實現節能減排為企業帶來效益,為減少大氣污染做出了貢獻。
據統計,2007年我國常規火電廠發電煤耗約每千瓦時320克標煤,熱效率約36%。因此,按當前熱電聯產裝機規模初步估算,熱電聯產相對于熱電分產,熱電聯產與熱、電分產相比,熱效率提高30%,集中供熱比分散小鍋爐供熱效率高50%,產生效益為節約標準煤6500萬噸,年減少煙塵排放86萬噸。隨著經濟社會的快速發展和人民生活水平的不斷提高,熱電聯產在提高能效、節約能源和減輕環境污染上取得了顯著的成效,減少分散小鍋爐房及其煤場、灰場所占用的土地,大大提高了燃料利用率,而且可減少環境污染,提高了土地的使用效率。同時,熱電聯產機組都建在熱負荷中心,區域熱電廠的上網電量也在就近消化,減少變電站個數,電網質量有了很大提高,線損也有了明顯降低,部分發電企業電煤供應緊張狀況得到了一定程度的緩解。因此,加快轉變經濟發展方式,加快熱電機組的技術改造和更新替代步伐,加快熱電聯產規劃的配套熱網建設,對加快我國新能源、可再生能源發展,落實節約資源和保護環境基本國策,建設低投入、高產出,低消耗、少排放,能循環、可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會具有重要意義。對于中國這樣的對外能源依存度較高的大國來說,發展熱電聯產是實現節能減排的最有效措施。
二、熱電聯產行業存在的問題
改革開放以來,在國家大力支持節能環保產業發展的背景下,我國的熱電聯產行業從小到大、由弱到強,取得了累累碩果,我國的熱電聯產業發展態勢也十分樂觀,其在拉動內需、轉變經濟發展方式中發揮著重要作用,戰略性地位已經確立。但與此同時,我們也應該清醒地認識到,當前國際燃料的大幅波動,熱電聯產基礎設施不匹配,熱電聯產技術裝備水平低,資金短缺,社會需求不足等因素,限制了熱電聯產行業的發展,行業存在的諸多矛盾和問題日益顯現。
1.資金不足
當前,熱電建設需要巨大投資,其資金主要有三個方面:一是中央政府支持;二是省政府財政收入支出;三是社會集資。近些年中央財政安排的國家預算內基本建設投資不足,技術改造與節能減排投資逐年降低。據估算,“十一五”期間我國每需要形成400萬噸標準煤的節能能力,需要資金20億元人民幣,而目前每年安排20億元節能減排預算資金,缺口很大。近幾年由于我國政府堅持對外開放的政策,引進外資籌建一些熱電廠,個別熱電工程開始實行股份制,增加了資金渠道,但為數不多,但總的來講,資金周轉非常困難。
2.企業能源利用技術發展落后,能源回收利用成本高
西方發達國家利用熱電聯產將普通電廠本來廢棄的熱量加以利用技術起步較早,像美國、英國德國已經形成了一套行之有效余熱發電體系。我國熱電聯產等方面才剛剛起步,再加上許多企業從國外引進技術和進口設備,導致成本的加大。同時,我國在由于組織結構體系、人力資源不到位、運行維護人員缺乏經驗和能力等等,導致投資大、運營成本高。
3.法律法規不完善
90年代以來,在一些工業發達國家中隨著工業生產水平的進步,為發展熱電聯產集中供熱,制訂了一套行之有效的法規體系,我國由于起步較晚,法律法規尚未健全。
4.科研力量相對較薄弱
目前我國科研仍集中在傳統的發展模式,而對于熱電聯產研究則嚴重不足,到目前為止尚無全國性的熱電科研機構,熱能利用方面的科技力量薄弱,理論研究與探討也相對滯后,遠遠不能適應形勢發展的需要,研發力量和持續的新產品推廣目前總的來講是供大于求,甚至個別地區存在比較嚴重的情況。
三、對策和建議
1.國家應出臺優惠政策,提高熱電聯產行業的積極性
國家有關財政、稅收、金融等應給予熱電聯產項目優惠政策,并進口設備、儀器、零附件、專用工具,免征進口關稅和進口環節增值稅,對于符合貸款條件、從事熱電聯產行業的項目,國家財政應給予全額貼息(展期不貼息)。應充分發揮企業在可再生能源利用上的優勢,在利用二次能源發電,籌建電廠方面給予照顧。
2.加快對現有熱電機組技術改造
調查統計顯示,我國部分地區中抽凝機組還占有相當比例,還有一些熱電企業正在新建和擴建之中不同程度地存在著“中小型鍋爐數量大,單機容量小,小鍋爐燃燒方式落后,煙塵濃度高,大氣污染嚴重,鍋爐熱效率低”等現象。熱電聯產行業要發展低碳經濟,推進節能減排,就必須通過技術改造,有計劃地研制新產品,使產品不斷地升級換代,提高性能和質量。在充分提高認識的基礎上,各級政府和部門應繼續鼓勵支持熱電聯產,持企業加快技術進步,提升自動化水平,提高信息技術的深度應用,促進其向高參數、大容量、高效環保型機組和清潔燃燒、資源循環利用方向發展。要加快制定金融扶持政策,促進金融跨越發展,以金融的發展支撐江熱電企業的良性發展,為熱電企業轉型升級克服困難創造良好的外部環境。
3.鼓勵技術創新,大力推廣應用先進適用二次能源利用技術
依靠技術進步來促進熱電企業的節能降耗是熱電企業二次能源的回收利用的重要措施之一。建議國家制定稅收優惠政策,調動熱電企業長期的積極性,綜合二次能源的特性,積極應用新材料、新技術、新工藝,加大科技投入,研究將征收的排污費納入預算內,按專項基金管理,不參與體制分成,加強國際間科技領域的合作,特別是在節能減排領域進行合作研究和技術交流,以推進余熱發電技術在國內的應用。
4.加強內部管理,降低發電供熱煤耗,提高企業經濟效益
企業內部也應建立立體化、精確化的激勵機制,對技術創新的骨干實施物質激勵和精神鼓勵,只有建立和健全激勵機制,才能有效激發人才的潛力,提升企業核心競爭力。一些有實力的企業可以從相關技術和標準化的整體自主創新中,獲得屬于自己創新的“看家本領”,推動熱電聯產項目,形成自主知識產權。其他企業則可以通過引進消化吸收再創新,學習國外的先進經驗和技術,可以聚集創新資源,積累創新經驗,提升引進消化吸收再創新的檔次和水平。
四、結束語
當前企業大幅度提高生產總量,呈現供大于需態勢,國際市場競爭更加激烈,對于目前疲軟的市場狀況,積累創新經驗,規范企業能源利用工作,實施全過程管理,使熱電聯產行業形成一個有機整體,以達到節能減排的效果。
參考文獻:
[1]周渝生,沙高原,田廣亞,吳志榮.清潔生產離我們不再遙遠[N].中國冶金報,2008.
關鍵詞：廣西崇左；熱電聯產；節能減排
中圖分類號：TE08 文獻標識碼：A 文章編號：
2012年上半年廣西崇左市化學需氧量排放量、二氧化硫排放量兩個指標同比雙下降，是全區兩個出現“雙下降”的城市之一。在保持GDP增長的情況下，崇左市化學需氧量與去年同期相比有所下降，二氧化硫控制在總量指標內，節能減排工作效果排在全區前列。崇左市采取的節能減排工作措施合理有效，“治污工程、結構優化、環境監管”三大重拳同時出擊。既有針對該市重點高耗能企業的生產全過程控制，也有為廣大企業設立專題研究克服節能減排技術難點，針對糖業、錳業、建材業三大重點企業安排節能減排工程，采取清潔生產、技術改造和末端治理相結合的綜合措施，加快推進一系列節能減排工程項目建設，取得了較好成效。
一．節能減排措施及對策效果
1.嚴抓過程控制，貫徹重點企業重點監管的思路。
以往的節能減排措施主要是針對排污末端治理，收效甚微。而目前廣西崇左市的節能減排思路將排污管理由末端治理轉向對重點企業的生產全過程控制，通過加強監控及監管，有效削減減排存量，建設末端治理設施，使外排廢水穩定達標排放。崇左市工業結構中高耗能、高污染行業所占比重較大，目前共有46家國家重點監控排污企業，涉及制糖、酒精、淀粉行業中的所有高污染企業。所有有廢水外排的國家重點監控企業都安裝了自動在線監控裝置，并與市環保局監控中心聯網，實現對污染源的全天候監控。在嚴抓嚴管的監督的生產全過程的控制下，沒有一家企業出現超標排放、偷排漏排的情況，實現了安全生產、存量排放的工作要求。
2.改造和更換生產工藝，減少污染物產生。
在市委及市政府的鼓勵下，廣西崇左市制糖企業充分發揮技術、資金、項目、管理和基礎優勢，通過改造和更換生產工藝和設備，引進了國內外一批成熟技術，減少了污染物的產生。例如某糖業公司引進真空無濾布吸濾機等設備，從源頭減少了污染物的產生。而采用印度新型噴射冷凝器等設施提高水循環利用率，也使各制糖企業水循環利用率普遍達85%以上。目前全市所有糖廠都建成了終端污水生化處理設施并投入運行，全面達到國家清潔生產標準二級以上水平，實現化學需氧量排放量比目前減少70%左右。
2012年全市共完成了28個化學需氧量工程治理項目。全市有15家開工建設末端廢水生化處理系統，其中12家已建成投入使用，廢水處理能力大幅度提高，化學需氧量減排效果明顯。同時，如扶綏東亞糖業有限公司等3個糖廠完成二氧化硫工程減排項目3個，用蔗渣代替燃煤，實現了熱電聯產，削減二氧化硫的排放量。
3.關停一批落后產能企業，進行結構調整，為新能源及新技術騰出發展空間。
自2006年起，崇左市關閉了一批生產規模小、能耗高、污染嚴重的小企業，而原有的生產設備被爆破拆除并且重新整合入新的工業園區，這不僅解決城區工業污染問題，也促使企業提升治污和生產能力，實現了產業結構的調整和新能源及新技術發展空間的再度利用。目前崇左市已經從傳統資源型加工業為主逐步向以依托資源、區位優勢并重的現代工業轉變。在項目審批時將排污總量削減指標作為建設項目環評審批的前置條件，提高項目市場準入門檻，對不符合國家產業政策、不具備治污能力、沒有排污總量指標的項目堅決不批，抓好落后產能淘汰工作，為優勢主導產業發展騰出空間。
二、熱電聯產項目建設規劃的必要性
作為節能減排措施實施重要部分的熱電聯產項目，是新能源及新技術應用的最直接方式，也是實現節能減排的最重要手段。
1.滿足負荷發展的需求
隨著國民經濟的發展，江州區用電負荷將進一步增加，本工程投產后，2014年、2015年和2020年全區最大缺電力分別為198.6MW、219.5MW和307.8MW，因此崇左東亞50MW生物質能發電項目所發電力可在區內完全消納，從而能有效的緩解供電壓力，促進地方經濟的發展。
同時，根據對項目所在片區進行負荷預測和電力電量平衡可知，2015年后瀨湍片區所缺最大電力將達到41MW，本工程榨季最大出力為43.49MW，可有效支撐當地負荷的發展。
2.優化網架結構，提高供電能力
目前，崇左工業新區所處的瀨湍鎮尚無110kV電源點，最近的220kV金馬站和110kV逐遠站均在20km外。工業區現有的企業是從附近農村的10kV線路供電，這些線路線徑小，輸電距離長，線損大，無法適應工業區發展的需求，擬建的110kV金鳳站投產后可有效緩解該片區負荷增長的供電壓力。本工程擬建站址距金鳳站推薦站址較近，項目建成投產后，外送電力通過金鳳站配送至各用電企業，不僅滿足了工業新區的負荷增長，還可減少從220kV金馬站送至本區域的電力，有效的降低了網損，加強了網架。
3.良好的社會效益和經濟效益
蔗渣即可制漿造紙又可作為發電和供熱燃料，相較而言蔗渣造紙能產生較大的經濟利益，但在生產過程中會產生較大的污染，導致一系列的環境問題；而利用蔗渣在燃燒過程中產生的熱量發電，可以在一定程度上滿足國家有關能源生產的規定，使企業生產自身需要的足夠電力并將多余電力上網銷售獲得利益。
廣西煤炭資源匱乏，蔗渣作為鍋爐燃料，有效緩解了廣西煤炭資源緊張問題。蔗渣不含硫、灰分少，是可再生清潔燃料，用蔗渣作燃料供熱發電為廣西節約了大量煤炭。用蔗渣發電，除滿足制糖用電、用汽外，還可向外輸出電，熱電聯產效益顯著。崇左東亞50MW生物質發電項目建成投產后，即可滿足江州區負荷增長的需要，提高電網的供電能力，又可減少污染，提高經濟效益。
三.熱電聯產項目建設要點
下面就以廣西崇左東亞糖業有限公司建設糖業循環經濟綜合利用項目的情況，對熱電聯產項目建設規劃的必要性及要點進行闡述。
為體現科技奧運和綠色奧運的精神，使能源建設成為奧運行動的亮點，由能源領域的4位院士建議，在奧林匹克公園內建設奧運能源展示中心（Energy Park）。該建議得到市委市政府、學術界、企業界的廣泛重視和大力支持。
能源展示中心將為奧運中心區的國家體育場、國家游泳中心、信息大廈等共41萬㎡的場館建筑提供所需的全部空調、采暖和生活熱水，并供應部分電力，項目采用常規能源與可再生能源互補的、先進的分布式冷熱電聯產系統。該中心建成后將同時成為可供參觀的能源新技術展覽館，展出燃料電池等當代最先進的能源技術和設備，并將成為一個以社會力量投資為主的新型能源供應的運營實體試點。
系統方案研究
方案簡介
系統由小型燃氣輪機、雙效燃氣型溴化鋰吸收式制冷/熱泵機組、低溫余熱鍋爐、吸收式除濕裝置和壓縮式制冷/熱泵機組組成了燃氣輪機-吸收機的分布式冷熱電聯產系統。圖1和圖2分別為方案在制冷工況和制熱工況下的系統流程圖。
在制冷工況運行時燃料先進入燃氣輪機發電。燃氣輪機排煙直接驅動余熱型雙效溴化鋰吸收式要組制冷，同時，利用吸收式制冷凝器的特點，回收其部分排熱，用于生產生活熱水和為游泳中心的池水加溫；其余排熱利用城市中水冷卻。離開吸收式機組的170℃的煙氣，進入低溫余熱鍋爐，產生約95℃熱水，用于驅動吸收式除濕裝置。壓縮式機組主要作用是利用低谷電和系統多余電力蓄冷。當系統電冷比大于負荷電冷比時，壓縮式制冷系統開始工作，把多余的電轉化為冷存儲起來；當系統電冷比小于負荷電冷比時，將蓄能裝置所存儲的冷量釋放出來。
在制熱工況下運行時，燃氣輪機排煙直接驅動雙效溴化鋰吸收式機組，采用吸收/壓縮復疊式熱泵技術。熱泵運行的低溫熱源由兩部分組成：一部分來自太陽能和地熱的低溫熱，另一部分來自壓縮式機組從中水中提取的熱量，該熱泵也起到調節電熱比的作用。此時低溫余熱鍋爐所產生的熱水直接用于供暖和提供生活熱水。
奧運能源展示中心分布式能源系統項目建設估算總投資為12960萬元。在含稅熱價35元/㎡（合51.41元/GJ），含稅冷價40元/㎡（合1.00元/冷噸），含稅電價為0.623元/kWh基礎上，測算項目內部收益率15.43%，投資回收周期7.2年。因此，項目經濟上是合理的。
奧運能源展示中心項目采用分布式冷熱電聯產技術，對天然氣、太陽能、地熱、中水等進行綜合利用，并與場館功能有機結合，向國家體育場、國家游泳中心和信息大廈供應冷、熱、生活熱水及部分電力，是能源、資源綜合利用的分布式多功能綠色能源系統。
技術方面，奧運能源展示中心設計功能滿足上述三場館的能源需要，同時突出系統可靠性、技術先進性、環境友好性、經濟可行性和對對先進能源利用技術的展示作，在系統集成和性能指標等方面優于國際現有分布式冷熱電聯產系統。項目方案具有很高的能源利用率。推薦方案與傳統分產系統相比，在額定制冷和制熱工況下節能率分別超過30%和35%。奧運能源展示分布式能源的系統項目建設估算總投資1.3億元，已有三家企業簽訂了投資間向，建設工期13個月。這些表明，項目經濟上是合理的，符合社會力量投資為主的新機制和勤儉辦奧運的要求。
項目在節能率、環保、可靠性等方面充分體現“科技奧運”、“綠色奧運”的精神，成為奧運建設的亮點。項目的建設還能為解決城市電力和城市燃氣負荷的季節峰谷問題開辟新的途徑，并能展示我國電力系統的先進性、開放性和靈活性。我們寄希望該工程早日建成投產，成為分布式能源建設的新亮點，在全面起重要的示范作用。
廣州大學城
據中國能源網報導：2003年7月初，由華南理工大學華賁教授主持完成的《廣州大學城區域能源規劃研究》在廣州通過來自全國各地專家的審查。該規劃研究提出采取先進的燃氣輪機熱電冷三聯供技術，通過能源服務公司和BOT方式解決區內10所大學的熱電冷供應。
廣州大學城將新建于廣州南部珠江中的小谷圍島地區，一期工程占地面積18平方公里，擬建筑面積724萬平方米，將容納人口25萬人，其中學生14萬人，預計將需要制冷總裝機容量11.7萬冷噸，用電負荷20.32萬KW。將有10所大學遷入大學城，項目建成將是亞洲地區最大的大學城市。
為解決如此巨大能源需求，《廣州大學城區域能源規劃研究》建議采用世界先進的，并為各國大學普遍采用的燃氣輪機聯合循環熱電冷聯產技術，通過對能源的“溫度對口、梯級利用”方式，解決大學城的基本能源供應。規劃研究還建議在大學城建立能源服務公司，采用BOT模式，通過特許經營解決項目的建設投資經費。
該項目計劃裝機總容量125MW，燃料利用廣東LNG項目通過的天然氣資源，采用燃氣輪機作為動力源發電，將余熱生產蒸汽再次驅動蒸汽輪機發電，再將作功后的乏汽通過蒸汽管道送往5個大型集中制冷站進行區域供冷，系統綜合熱效率高達80.9%。
以中國科學院徐建中院士為首的專家組對該項目進行了充分的肯定與支持，并提出了一系列優化意見。
關于《廣州大學城分布式區域能源站》規劃方案的概要信息
動力站機組及規模
50MW燃機×2
余熱鍋爐+抽凝機組：抽汽 100t/h吸收制冷及供汽
可滿足大學城全年總用電量的80%
占地約500余畝（含余熱鍋爐、冷卻塔等）
集中供冷：制冷站沿共同管溝設置5個，總最大負荷11萬冷噸
電壓縮制冷80%蒸汽吸收制冷20%，
采用冰蓄冷技術，雙工況冷機。
動力站部分投資額（包括集中供冷站部分約7億元）：約5億人民幣，包括：燃機設備及安裝費用，余熱鍋爐及汽輪機費用，燃氣（LNG）、蒸汽管線費用，10KV電網輸電設施費用，（不含用地費用）。
投資回收期（動力站部分）：按照燃汽（LNG）價格以調峰電廠直供價計算，投資回收期：6-9年；
運營機制：大學城管委會-能源服務公司-用戶三方協議，若干年內特許經營；能源服務公司建議按照BOT模式動作；
據報導：目前全國各地正在規劃建設的大學城有40多個，廣州大學城的能源規劃將對全國有重要的示范作用。
另有可喜的現象是：北京首都機場擴建工程的分布式能源工程將由國家電網公司的三產企業中興電力實業發展總公司參加籌建。北京國際商城的分布式能源工程將由華電集團華電工程公司參加籌建。為探討分布式能源發電上網可能發生的問題和需制訂的政策，北京市科委已立項：“北京小型分布式發電并網運行可行性研究”科研課題，由北京供電公司和清華大學電機系承擔。另電力系統也有一些領導和專家已開始重視分布式能源建設，關心小型熱、電、冷工程的發展，認為這將是對大電力系統的輔助和補充，發展勢頭將會很迅猛。
四、我國分布式能源實現熱、電、冷聯產的前景
根據國家發展改革委員會能源局編制的《2010年熱電聯產發展規劃及2020年遠景目標》確定我國今后熱電聯產要按下列思路發展：
1、把熱電聯產作為采暖地區大氣環境治理的重要手段，在大中城市逐步消除小鍋爐等污染環境的供熱方式，2010年時集中供熱比例達到60%，2020年時達到80%，熱電聯產集中供熱的比例分別達到30%和48%。
2、把熱電聯產作為提高發電效率的重要措施。在50萬人口以上的大城市，建設單機容量20萬千瓦和30萬千瓦的供熱凝汽兩用機組，在中等城市結合工業區用熱建設中小型熱電廠，使燃煤火電機組的發電效率提高到30萬千瓦亞臨界機組的水平。除了熱電聯產和綜合利用電廠，基本上不再建設中小型純凝汽火電機組。
3、把熱電聯產作為降低供熱煤耗，提高供熱效益的重要措施，通過提高供熱效益控制熱價上漲，減輕政府的財政負擔。
4、積極支持以煤矸石等劣質燃料和生物質廢物綜合利用的熱電聯產，使煤矸石、煤泥等煤炭生產的劣質燃料得到利用，消除其造成的占用土地、水資源和大氣環境污染。對農業廢棄物（如秸稈等）也應采取熱電聯產等方式消化利用，減輕對環境的破壞。
5、積極發展天然氣熱電聯產，在有天然氣供應的中心城市擴大天然氣熱電聯產的規模，在高新技術開發區、經濟技術開發區等工業園區、大學、商業中心區等區域建設天然氣熱電廠。根據電力負荷的特點，在具備條件的地區建設采暖期供熱，夏季作為高峰電源使用的天然氣電廠，并積極發展采用各種新技術的小型天然氣熱電冷三聯產等獨立供能系統。
規劃確定：
2010年時熱電聯產裝機總規模達到1.5億千瓦其中：企業自備熱電廠2876萬千瓦
工業區域熱電廠1786萬千瓦
城市供熱熱電廠1.033億千瓦（熱電聯產供熱達到20億平米，占集中供熱40億平米的一半）年均增長1200萬千瓦。予計在2010年全國裝機在5.4億千瓦左右，熱電聯產將占全國發電總裝機容量的25%。
規劃確定1.5億千瓦熱電機組中有1300萬千瓦是燃用天然氣。甘蔗渣、垃圾、糧食加工木材加工廢棄物等生物質電廠1000萬千瓦，燃油熱電三500萬千瓦。
1300萬千瓦天然氣熱電裝機分部情況如下：
2010年天然氣熱電裝機1300萬千瓦
天然氣熱電裝機主要應在北京、上海、江蘇、浙江、廣東等地。分布式能源、小型熱、電、冷聯產也應在這個區域發展。這是天然氣的氣源，當地雄厚的經濟基礎和嚴格的環保要求等條件所決定的。 1、上海市
上海市非常重視燃料結構調整對上海這個老工業基地的影響，早就著手研究如何合理利用天然氣。上海的同志們確信：“分布式能源系統”是一種新穎的，極具發展潛力和經濟競爭力的終端能源供應模式，是對“集中電網供電”的有益補充。上海應建立以“集中電網供電”為主導，以“分布式供能”為補充的“供能”模式，為此上海市發展和改革委員會組織申能（集團）有限公司，上海市節能監察中心于2003年底完成了，“建筑物分布式供能系統的可行性研究”研究課題。該課題通過分析，予測到2010年上海分布式供能系統的市場潛力50萬千瓦，占目前上海裝機容量的6%，年耗天然氣約7億立米。
2、北京市
為迎接2008年奧運會的召開，北京市大抓環境治理，加速燃料結構調整。積極發展熱電聯產集中供熱。2003年新增供熱面積800萬平米，集中供熱的總供熱面積達到8000萬平米。（10t/h 以上鍋爐）全市總供熱面積31188萬平米，其中市熱力集團供熱占22.4%，20t/h及以上區域鍋爐供熱占19.3%、20t/h以下鍋爐供熱占56.7%，分戶自己采暖1.6%。北京市集中供熱已代替233座燃煤鍋爐房。近幾年北京大力加速城市基礎設施建設，加速危房改造，從今年開始全面啟動奧運場館的施工。2002年北京市施工總面積達9697萬平米，全年竣工總面積3121萬平米。按用途分：
廠房
118.6萬平米
倉庫
12.9萬平米
辦公室 172.1萬平米
住宅
1740萬平米
單身宿舍 49.4萬平米
教育
80.4萬平米
科研
22.6萬平米
醫療
23.8萬平米
商業
109.2萬平米
賓館
10.8萬平米
按地區分：
城區356萬平米
近郊區2349.8萬平米
遠郊區415.9萬平米
從以上分類可看出：北京市城區和近郊區的民用住宅和公用建筑應是發展集中供熱的主要目標。北京目前有涉外飯店454個，其中：
五星21家
四星43家
三星140家
二星141家
一量35家
有一些可以發展分布式能源實現熱電冷聯產。北京目前有高等院校62所，醫院466個，這些都是分布式能源發展的好市場。上海市的同志們認為，由于醫院消毒要用蒸汽，病房要用生活熱水，最適于發展分布式能源實現熱電冷聯產。
考慮到北京大規模的城市建設與新建電源點的增加和奧運場館施工與奧運能源中心的建設以及北京市燃料結構調整的緊迫性，估算到2010年北京大型燃氣--蒸汽聯合循環熱電廠與小型分布式能源實現熱電冷聯產的裝機將達250萬千瓦。
3、天津市
天津市的天然氣來源較豐富，目前有渤海西部，大港油田、華北油田和陜北長慶油田天然氣。到2002年底，天津市擁有5.7億立米的氣源指標，7億立米/年的輸氣管網。天津目前經濟建設飛速發展、電源供電缺口很大，天津海河兩岸綜合開發許多大型公用和商用建筑耗電量大還需采暖與制冷（目前天津商業電價為：高峰0.95元/kwh，平電0.6元/KWH谷電0.28元/kwh）是發展分布式電源實現熱電冷聯產的極好機遇，天津大學城的建設也將為發展分布式電源把供極好的機遇，目前天津市計委已認識到調整燃料結構發展分布式能源對天津發展國民經濟的重要意義，近期將組織有關部門和單位組團到上海、江蘇等地考慮國內分布式能源建設的實際情況，并將組團到歐州工業化發達國家實地取經，以便為天津分布式能源的發展打好基礎。
考慮到天津剛處于起步階段，估計到2010年將建設10萬千瓦左右的分布式能源。
4、廣東
到2002年低我國有單機6000kw及以上燃氣輪機166臺共649萬kw柴油機組520臺共569萬kw，尚不包括各工業企業，商店為應時缺電而自備的小發電裝置，這些機組未上報電力部門也未進入統計口經，這些為應對缺電而建的分布式電源大部在廣東省。
廣東省能源自給率很低，除少量山區小水電和小煤礦外，大部能源需外供，廣州市能源自給率僅1％左右，電力主要依靠省網，最近幾年，供電缺口達100萬kw，限電造成工業直接損失10億元/年，以煤為主的能源結構使酸雨居高不可，全省酸雨控區面積已達63％，直接經濟損失40億元/年。
廣東省由于能源缺乏，我國第一個進口LNG項目確定在廣東，一期工程預計2005年投產二期工程2008年投產，澳大利亞為廣東LNG的資源供應地，一期工程合同期為25年，年合同量325萬噸LNG，這為廣東發展分布式能源提供了物質基礎。
廣東由于氣候原因，空調制冷時間長，冷負荷需求大，為發展分布能源提供了好機遇。
考慮到廣東已建成一大批燃機和柴油機電站的現實和能源缺乏依靠外援和國民經濟基礎雄厚，高速發展等因素，估計到2010年廣東可建設分布式能源實現熱電冷聯產裝機100萬kw .
五、建議國家應采取的扶值政策
原國家計委、原國家經貿委、建設部、國家環保總局急計基礎（2000）1268號：“關于發展熱電聯產的規定”中曾明確提出：以小型燃氣發電機組和余熱鍋爐等設備組成的小型熱電聯產系統，適用于廠礦企業、寫字樓，賓館、商場、醫院、銀行、學校等較分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護環境、減少供電線損和應急事件等綜合功能。在有條件的地區應逐步推廣。
當前，世界以分布式能源系統為代表的熱、電、冷聯產已成為發展趨勢，打破了人們燃煤時代形成的傳統的小就不經濟的能源觀念。9.11事件以后，供電安全已上升至國家安全，各國均與高度重視。發展熱電聯產適應當今世界新能源工業和能源消費變化與調整的潮流。我國發展以熱電聯產為代表的分布式能源系統，在能源傳統觀念、能源結構調整、現有管理體制、設計標準規范和經營管理模式等方面，亟待革命性的改革。為此提請有關領導機關，予以重視，認真研究，為此建議：
1、應大力宣傳，天然氣是寶貴的清潔能源應合理利用。
目前很多人都知道天然氣是清潔能源，但知道天然氣我國儲量少，是寶貴的清潔能源的不多。我國天然氣儲量僅占世界儲量的1.2%人口則占世界人口的20%，人均天然氣僅為世界平均值的13.2%，事實教育我們對于寶貴的能源一定要合理的利用。
2、國家應從全面建設小康社會高度，從安全供電、滿足用戶多種需求，研究適合我國特點的分布式能源系統的方針政策、法規、標準和發展規劃。
在可持續發展理論的基礎上，環境安全的要領逐步樹立和強化，要求以環境友好的方式利用自然資源和環境容量，實現經濟活動由傳統經濟的“資源-產品-廢棄物”，單向流動的線性經濟，轉向到“減量化-再利用-資源化”的循環經濟。分布式能源熱、電、冷聯產適合循環經濟的發展。
3、國家應從徹底改善環境質量的總體狀出發，在燃料結構調整中，積極扶植污染排放量最小的熱、電、冷聯產。建議制訂能源使用的環境成本電價中得以體現的政策。合理考慮環境成本和上網電價之間的關系。有資料報導：我國天然氣發電的單位環境價值為8.964分/千瓦時（還不包括減少占地和耗水產生的生態價值）。故在制訂電價時應考慮。
4、在電力體制改革中，應充分體現科學用熱分布式能源系統應用。國家宜制定鼓勵支持分布式能源系統的電力市場準入、實現不分大小用戶的供電、供熱。
發展分布式能源熱電冷聯產，屬“全民辦電范疇”，不需國家在發電、輸電、配電方面的投資，確可得到可調出力，增加電力供應。分布式能源不是電力系統競爭的對手，而是電力系統可靠的幫手。
分布式熱電冷聯產可取得客戶、運營方、政府和社會“四贏”的效果。分布式能源的發展是靠高科技來做一個大蛋糕來大家分享，而不是現有財富的重新分配轉移。
5、分布式能源系統由于實現了優質能源梯級合理利用，能效可達80%以上，超過燃煤火電機組一倍，SO2和固體廢棄物排放幾乎為零，溫室氣體（CO2）減少50%以上，NOX減少80%，Tsp減少95%，占地面積與耗水量減少60%以上。啟動靈活，應對突發事件確保安全供電，根據用戶需求可實現熱電冷多聯產，因而應和工業發達國家一樣，在天然氣價格（熱電聯產分布式能源的氣價應優惠于純發電的燃氣電廠）、電力聯網、稅收、進口設備、資金等方面國家給予優惠政策支持。分布式能源系統應屬“環境污染治理項目”對設備進口稅和增值稅應減免。
6、我國輕型與重型燃機制造已有一定基礎，余熱鍋爐，溴化鋰制冷機組和蒸汽輪機早已國產化批量生產。建議有關領導部門積極組織直轄市分布式能源設備的配套生產，實現國產化批量生產。
7、分布式能源熱電冷能改善環境質量。根據國家有關規定，環境污染治理項目，設備進口可以減免進口稅和增值稅。建議有關部門應明確分布式能源工程的進口設備免征進口稅和增值稅。
8、考慮分布式能源的系統在我國應用處起步階段，在傳統理念、管理體制、社會各集團利益協調、標準規范和經濟技術政策等，許多方面需要開創性工作要做，國家宜抓住機遇，組織研究制定一系列相關政策和采取措施，積極發展適合中國國情特點的分布式能源系統。
9、應積極支持各學會、協會組織分布式能源熱電冷聯產的交流和推廣，加強新生事特的宣傳。積極扶植推廣熱電冷聯產一條龍服務的能源公司，加強工程籌備，設備選型，工程設計，成套，安裝，調試，聯網，配件供應、培訓、維修等全過程服務。
10、分布式能源應當在市場機制下靠高科技、高效率、高經濟收益的自我運作良性循環發展，運作的主體應該不是政府，而是一些用先進思想指導的能源服務公司。這類公司應當包括國有資本、民間資本、集體資本和國外資本，在市場經濟體制下通過現代企業制度來管理。
11、建議有天然氣供應的城市，應選擇合適的企業、事業單位、賓館、飯店、銀行、超市、院校、醫院等建筑做分布式能源熱、電、冷聯產的示范工程，在當地政府的積極支持下，建設樣板工程，在取得經驗后，積極推廣。
參考資料：
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上海市節能監察中心
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4、北京市供熱行業現狀，形勢與任務
北京市市政管理委員會
5、2010年熱電聯產發展規劃及2020年遠景發展目標
國家發改委能源局
6、奧運能源展示中心分布式能源系統
關鍵詞：區域供熱；熱電聯產；三角區；能源效率
中圖分類號：TK01 文獻標識碼：A
Energy Efficiency Analysis and Optimization of Coalfired CHP based on “Low Heatload Triangle”
WANG Lei1, 2, ZHAO Jianing1, DING Liqun1,LIAO Chunhui1
(1.School of Municipal & Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang 150090, China;
2. School of Energy & Power Engineering，Northeast Dianli Univ,Jilin, Jilin 132012, China)
Abstract:This paper analyzed the energy efficiency of smallsized coalfired Combined Heat and Power(CHP) at part heatload, and presents the “low heatload Triangle” based on heatload duration diagram. The energy efficiency of coalfired CHP in the “low heatload Triangle” is much lower than separate generation because the heatload is so little. Therefore, it is an effective way to improve the energy efficiency of CHP plant by minimizing the “low heatload Triangle”. Separate generation instead of coalfired cogeneration can be a better scenario in this special area. The study of the CHP district heating in 9 cities of different latitudes in China has shown that distributed gas boilers can be used in the “Triangle Areas”, which can lead to a visible energy saving. But the energy saving rate has a remarkable difference among cities of different latitudes. So the cogeneration and separate generation sources should be reasonably matched for utilization so that the energy saving rate can be considerably enhanced.
Key words:district heating; CHP; low heatload triangle; energy efficiency
熱電聯產可以實現能源的梯級利用，按質用能，減少一次能源的消耗量，從而減少CO2的排放.所以近年來，為應對能源危機和環境惡化，很多國家都在鼓勵和推廣熱電聯產技術.歐盟以及聯合國亞太經濟社會委員會（ESCAP）都將熱電聯產視作污染物控制和提高能源效率的一項措施［1-2］.2002年，美國僅有9%為熱電聯產發電，預計到2020年，熱電聯產發電占總發電量的比例將達到29%［3］.自1998年起，中國已出臺了一系列措施［4-5］，對集中供熱熱源進行大規模的熱電聯產改造，拆除小鍋爐，推廣大型熱電聯產機組.與熱電分產相比，雖然聯產的燃料利用效率有大幅提高，但常常為了供熱而犧牲了一部分蒸汽的做功能力.現在普遍采用的抽汽供熱方式，使發電量大為降低.如何減少熱電聯產高品位的能源損失，提高機組熱能利用率是很多技術人員關注的難題.
由于熱、電負荷的變化不同步，國內熱電廠一般按“以熱定電”的方式運行.并且由于熱負荷變化范圍大，高峰熱負荷時間短，所以熱電機組多在非滿負荷狀態下運行.為延長熱電機組滿負荷運行時間，國內熱電廠的熱化系數約在0.5~0.8之間，尖峰熱負荷時汽輪機抽汽供熱不足部分由新蒸汽減溫減壓供給，或電廠內裝設調峰鍋爐補充，這部分蒸汽不參與生產電能，損失了一部分高品位熱能的做功能力.所以實際工程中的熱電聯產是聯產和分產的結合.當熱負荷較低時，熱電聯產的熱效率甚至低于熱電分產.熱電廠的年運行時間和熱負荷的大小是影響能耗的重要因素［6］. 因此，為提高熱電廠的熱能利用率，應盡可能延長熱電機組的滿負荷運行時間，避免在低熱負荷工況下運行.
本文在對熱負荷延續時間圖分析的基礎上，指出了引起熱電聯產供熱系統能耗較大的“調峰三角區”和“低效率三角區”；通過案例分析計算了B25+C50熱電聯產在部分負荷運行時的能耗；指出了B25+C50熱電聯產在不同地區的最優熱負荷.
湖南大學學報(自然科學版)2012年
第4期王 磊等：基于“熱負荷三角區”法的熱電聯產能耗分析與優化
1 熱電聯產的耗能“三角區”
目前熱電廠主要有背壓式汽輪機和抽凝式汽輪機.背壓機是將汽輪機的排汽用來供熱的汽輪機，蒸汽的熱量在理論上被完全利用.背壓式汽輪機的運行方式是以熱定電，發電量依據熱負荷量而確定，機組不能單獨運行，也不能獨立調節來同時滿足熱用戶和電用戶的需要；熱負荷變化適應性差，特別是熱負荷偏離設計值較多時，汽輪機效率急劇下降，機組的發電功率會急劇下降，所以背壓機適合承擔穩定的熱負荷.抽凝機具有較好地調節性能，可同時滿足熱電兩種負荷的需要，當熱負荷為零時，抽汽式汽輪機變為凝汽式汽輪機仍可滿足發電額定功率.因此熱電廠常將背壓機和抽凝機配合使用，用背壓機承擔穩定負荷，用抽凝機承擔變負荷.
熱負荷Qh可以擬合成延續時間τ的函數：
Qh=f(τ)，τ∈［0，τzh］.（1）
全年供熱量：
Φyear=∫τzh0Qloaddτ=g(τ).（2）
熱電廠生產電能和熱能的耗熱量可按下式計算［7］：
聯產供熱耗熱量Qtph：
Qtph=Qh/ηbηp. （3）
聯產供熱標準煤耗率bstph：
bstph=BstphQh/106≈34.1ηbηb.（4）
聯產發電耗熱量Qtpe：
Qtpe=Qtp－Qtph.（5）
聯產發電熱效率ηtpe：
ηtpe=3.6PelQtpe.（6）
聯產發電標準煤耗率bstpe：
bstpe=BstpePel≈0.123ηtpe.（7）
式中：Qh為熱負荷，GJ/h；ηb為燃煤鍋爐效率；ηp為管道效率；Qtph為聯產抽汽供熱量,GJ；Qtp為熱電廠總耗熱量，GJ ； Pel為發電功率，MW；Bstph為供熱標準煤耗量，kg標準煤.Bstpe為發電標準煤耗量，GJ.
由式（1）~式（7）可知：聯產供熱標準煤耗量主要取決于鍋爐效率，對現代大型鍋爐，其值在40 kg標準煤/GJ［7］左右.所以對于聯產和分產，其供熱能耗相差不大.而聯產發電耗煤量隨熱負荷的減小而增大，在汽輪機承擔滿負荷時，發電煤耗可低于200 kg標準煤/kwh，但在汽輪機純凝運行時，發電煤耗超過400 kg標準煤/kwh,而目前我國主力600 MW機組的發電煤耗約323 g標準煤/kwh.這就說明在汽輪機隨著熱負荷調節過程中，在熱負荷較低時，聯產能耗是高于分產能耗的.這部分區域在熱負荷延續時間圖上形成一個三角形區域，所以減小“低效率三角區”面積是熱電聯產節能的有效措施.
圖1中的“調峰三角區”屬于分產供熱區，目前常用調峰鍋爐或減溫減壓器承擔這部分熱負荷.圖1中τfn表示第n臺汽輪機滿負荷運行的時間，τcn為變熱負荷運行時的能耗臨界點，在τcn點處，汽輪機的發電煤耗等于主力機組發電煤耗，按600 MW汽輪機發電煤耗計算，為323 g標準煤/kWh.在τcn點左側，聯產發電煤耗低于分產煤耗；在τcn右側，聯產發電煤耗高于分產煤耗，也就是說，在τcn點右側的“三角區”內，由于汽輪機所承擔的熱負荷較小，使熱電聯產的能耗大，燃料利用效率低，定義為“聯產低效率三角區”.第n-1臺機組的能耗臨界點τcn－1在采暖期結束點τzh的右側，所以第n-1臺機組運行過程中始終是比分產節能的.
圖1 熱電聯產能耗三角區
Fig.1 “Triangle Area” of CHP
在這個“低效率三角區”內，汽輪機運行能耗是高于熱電分產的.可采用調峰鍋爐承擔“低效率三角區”的熱負荷，也可以通過優化熱源集成方案從而減小三角區的面積.這兩部分三角區具有較大的節能潛力，常用的燃煤調峰鍋爐，由于其熱效率與鍋爐容量大小密切相關，所以適合建設少量大型調峰鍋爐，但燃煤鍋爐效率又受負荷影響很大，“三角區”內熱負荷的陡降趨勢會引起燃煤鍋爐效率降低.
與燃煤鍋爐相比，燃氣鍋爐供熱不僅能有效地解決城市污染問題，還具有以下優點：燃氣鍋爐的供熱負荷適應性強，調節靈活；燃氣鍋爐啟動快，減少預備工作帶來的各種消耗；燃氣鍋爐不需要煤及煤渣的堆放地，節省用地，同時可以減少運煤除渣的車輛流量，改善城市交通環境；燃氣鍋爐節約了燃煤鍋爐的除塵設備，鍋爐內沒有結渣問題；燃氣鍋爐比燃煤鍋爐輔助設備少，所需工作人員少，負擔工資及福利費少；燃氣鍋爐燃料輸送及其它輔助設備少，功率小，所以耗電量低 ［8-10］.
由于天然氣是空間燃燒，鍋爐效率主要與受熱面大小、供熱介質的溫度和換熱強化等因素有關.由于天然氣鍋爐不產生灰分，受熱面布置不考慮灰堵和清灰問題，可以采用波紋管和旋流片等強化傳熱方式，所以燃氣鍋爐無論規模大小，其效率一般差別不大，熱水鍋爐一般都在90%左右［10］.因此，在供熱系統的換熱站內可以設置小型燃氣鍋爐，做為“三角區”內的熱源.
2 “三角區”能耗分析方法
目前集中供熱系統通常采用熱電廠與調峰鍋爐作為熱源，稱為方案一，其耗熱量用Φ(1)total表示；本文提出的燃煤燃氣聯合供熱方案，稱為方案二，耗熱量用Φ(2)total表示.燃煤燃氣聯合熱源的節能率可以表示為：
δ=Φ(1)total－Φ(2)totalΦ(1)total=ΔΦΦ(1)total=H(τ) .（8）
其中方案一的總耗熱量為：
Φ(1)total=∑ni=1Φ(1)i+Apeak/ηcoal.（9）
兩種方案的耗熱量之差為：
ΔΦ=∑ni=1ΦLETAi+Apeak/(ηcoal-ηgas)-
∑ni=1(ALETAi/ηgas)-∑ni=1(ELETAi/ηsg).
（10）
ELETAi=3.6×∫τfi－1τciPi,τdτ .（11）
ALETAi=∫τfi－1τciQh－∑i－11Qfjτfi－1－τcidτ.
(12）
式中：ΦLETAi為第i個低效率三角區的汽輪機耗熱量, GJ；Φ(1)i 為方案一中第i個汽輪機的供熱發電總耗熱量，GJ;ηsg為分產發電效率；Apeak為調峰三角區的供熱量，GJ；Pi,τ為第i臺機組在τ時刻的發電功率，MW；ELETAi為第i個低效率三角區的總發電量，GJ；ALETAi為第i個低效率三角區的供熱量，即第i個三角區的面積，GJ；Qfj為第j臺汽輪機的最大供熱能力，GJ/h.
在熱化系數為0.5~1區間內，燃煤燃氣聯合供熱的節能率可采用遺傳算法進行尋優，具體計算過程如圖2所示.
圖2 燃煤燃氣聯合熱源供熱節能潛力計算流程圖
Fig.2 Flow chart for calculation of energy saving rate
3 案例分析
在基本負荷比為0.5~1.0的范圍內，以B25型背壓機和C50型抽凝機為基本熱源，同時采用燃氣鍋爐承擔“調峰三角區”和“低效率三角區”內的熱負荷，與傳統的燃煤鍋爐調峰相比，佳木斯地區可節能3.4%~4.4%，而石家莊地區可節能1.4%~5.8%，如圖3所示.這是因為，低緯度的石家莊采暖期短，C50型汽輪機可以不在“低效率三角區”內運行，這樣熱電聯產在整個采暖期內，其熱效率始終高于分產效率；而長春以北的城市，由于采暖期時間較長，無論熱源承擔多大的熱負荷，C50型汽輪機都不可避免地在“低效率三角區”內運行，使得這期間聯產的熱效率低于分產熱效率，所以對于B25+C50型汽輪機，長春以北的城市中，采用燃氣調峰的節能率至少在3.4%以上，但由于高緯度地區“三角區”的總供熱量占全年供熱量的比例較小，所以長春以北的城市采用燃氣調峰的最大節能率在4.5%以內.由于“調峰三角區”和“低效率三角區”的存在，熱電廠供熱系統最節能的熱源方案不是純粹的熱電聯產，而是聯產和分產的相結合.為增大聯產的節能效益，應盡可能地減小“調峰三角區”和“低效率三角區”的面積.受采暖期時間的影響，C50型汽輪機在佳木斯市在最節能工況時仍存在完整的三角區，如圖4所示，在低負荷運行時，C50型汽輪機的發電煤耗高達486 g標煤/kWh；而C50型汽輪機在石家莊市的最節能工況時，如圖5所示，其三角區面積已大幅減小，且在最低熱負荷時，C50型汽輪機的發電煤耗約367 g標煤/kWh.由此可知，“低效率三角區”對低緯度采暖地區的供熱能耗影響更大.
地區圖3 不同地區采用燃煤燃氣聯合供熱的節能區間
Fig.3 Scope of energy saving rate by using
gasboilers in “Triangle Area” in different cities
供暖時間/h圖4 B25+C50型汽輪機在佳木斯市的節能最優熱負荷曲線
Fig.4 Optimal heat load duration curve of
B25+C50 steam turbines in Jiamusi
分布式燃氣調峰是一種節能效果顯著的熱源方案.其原因在于，采用小型燃氣鍋爐承擔“低效率三角區”內的熱負荷，保證了聯產汽輪機在運行時間內發電煤耗高于分產煤耗；另外由于燃氣鍋爐本身效率高，沒有不完全燃燒的問題，不受爐膛溫度的影響，而且燃氣鍋爐效率與鍋爐大小和負荷變化關系不大，可靈活地設置在多個熱力站內調峰.與燃煤鍋爐相比，在熱負荷變化時燃氣鍋爐仍然可以保持很高的熱效率.
供暖時間/h圖5 B25+C50型汽輪機在石家莊市的節能最優熱負荷曲線
Fig.5 Optimal heat load duration curve of
B25+C50 steam turbines in Shijiazhuang
4 結 論
在對熱負荷延續時間圖分析的基礎上，指出了引起熱電聯產供熱系統能耗較大的“調峰三角區”和“低效率三角區”.“調峰三角區”是分產供熱區；“低效率三角區”是聯產的高耗能區，在此區域內，汽輪機運行能耗是高于熱電分產的.這兩個三角區具有較大的節能潛力，采用分產供熱比聯產供熱更為節能，并可通過分布式燃氣調峰熱源替代傳統的集中式燃煤調峰熱源，或通過優化熱源集成方案從而減小三角區的面積.
對B25+C50型汽輪機在不同緯度地區的9個城市能耗計算，結果表明：受采暖期時間長短的影響，低緯度地區的運行能耗受熱負荷的影響較大，而高緯度地區的運行能耗受熱負荷的影響較小.考慮我國的實際情況，在燃氣資源豐富、燃氣價格不高或城市環境要求較高的地區，采用燃煤熱電聯產同時配以燃氣鍋爐調峰的供熱方式，可顯著提高熱能綜合利用效率.應發揮不同類型能源的優勢，合理匹配集中式熱源與分布式熱源，才能使變負荷條件下更為節能.參考文獻
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關鍵詞：集散；監控；供熱
中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0058-02
隨著我國城鎮化建設速度加快，在城市配套設施建設即能源供應系統、供水排水系統、交通運輸系統、郵電通訊系統、環保環衛處理系統、防衛防災安全系統六大領域新技術、新理念的研究不斷涌現，本文重點討論集散監控系統在熱電聯產城市集中供熱領域中的應用，提出熱電聯產集中供熱企業實現智能化供熱管理的途徑。
1 集散監控系統的必要性
換熱站是鏈接熱源和終端用戶極為重要的中間環節，其工作的安全性、可靠性直接影響熱源的生產安全及供熱安全和質量，充分發揮換熱站的紐帶作用，具有十分重大的經濟和社會效益。各個換熱站分布在各個小區，點多、面廣、分散是集中供熱換熱站的顯著特點。換熱站采用人工監控，出現事故隱患時因操作人員素質原因不易及時發現，易造成設備事故。特別是各換熱站都獨立運行，難以達到供熱系統整體最佳狀態，易造成熱力失衡，并且在系統參數發生變化或氣溫發生劇烈變化時，系統熱平衡調整困難，影響供熱效果，且造成能源的極大浪費。
2 集散監控系統的總體方案
2.1 系統簡介
熱電廠集散監控系統由中心控制室、各換熱站和兩者之間的通訊線路組成。主要硬件有服務器、操作員站、換熱站控制器、ADSL、GPRS等組成。主要監控的參數有：一、二網供、回水溫度、壓力、一網流量、一網調節閥開度、二網循環泵變頻器輸出電流、輸出頻率、室外溫度等，軟件使用亞控公司開發的組態王。
2.2 中心控制室
中心控制室設置2臺服務器、2臺操作員站、1臺A3激光打印機。服務器和操作員站均安裝組態王軟件。服務器及操作員站分別采用冗余設置，主機與從機相互備用，可無縫切換。換熱站運行參數上傳到換熱站控制器、中心控制室。中心控制室根據實測參數進行運行狀態分析、調度、故障檢測與診斷，計算累計熱耗。換熱站內安裝溫度傳感器、壓力變送器、超聲波流量計、電動調節閥、變頻器等測控裝置。用來檢測和了解一、二網的運行情況、故障診斷、系統平衡調整等。
2.3 通訊方式
各換熱站分布點多面廣，集散系統所需通訊較為復雜。可通過通訊運營商現有資源，采用有線和無線兩種并用的通訊方式，解決了各換熱站與中心控制室之間的通訊難題。在電信基礎設施齊全的小區，采用ADSL線路，利用固定線路帶寬大、速度快、穩定性高、無干擾的優點，并由運營商提供VPN通訊方式，組成廣域局域網實現數據的雙向傳輸。在電信線路暫時無法到達的小區，可采用GPRS通訊方式，利用組網便捷、不受線路限制、資費低等特點組網。換熱站控制器通過廣域網固定IP地址與服務器進行雙向通訊。
2.4 系統優勢
①可靠性：通訊方面具有先進可靠的糾、檢、容錯能力。②先進性：采用先進控制技術，適應時展需要，系統在滿足要求的前提下，盡可能簡單可靠，保證系統長期穩定運行。③成熟性：以實用為原則，采用成熟的經過工程檢驗的先進技術。④開放性：采用開放的技術標準，系統具有良好的兼容性、可擴展性，避免系統互聯或擴展的障礙。
3 集散監控系統實現的功能
在以上基礎上建立的集散控制系統，除具備遠程參數監視、畫面顯示，如圖1所示。報表自動生成并打印等基本功能外，指標統計，見表1。
同時因城市供熱的特殊性，根據供熱站點點多、面廣、分散、不便管理的特點，可新增以下功能：①根據室外溫度，自動進行氣候補償，調節二網供水溫度，根據用戶室內溫度通過循環泵變頻器自動調節二網循環流量。②在參數越限和設備故障下自動報警，將畫面自動切換到該換熱站工藝流程圖，同時視頻系統聯動切換至該換熱站，便于監控人員及時處理。③與電廠內MIS系統實施雙向通訊，可隨時監視廠內首站的各項運行參數。同時方便熱源廠運行人員根據熱網的運行狀況進行及時調整。④將用戶供熱計量系統納入本集散控制系統，對用戶熱計量數據進行實時監控，及時掌握用戶室內溫度和用熱量，便于熱網平衡調整和收費管理。
4 集散控制系統實施效果分析
4.1 實現供熱動態量化管理、節能減排
集散控制系統通過安裝在各個換熱站的一網流量計，可隨時了解整個系統的熱量分配情況。避免了以前只根據經驗調整，造成整個系統水力失衡的現象。實施集散監控系統后，用戶室內溫度在實施集散控制系統前在18～27 ℃之間，實施后室內溫度控制在21～24 ℃范圍內，避免了用戶冷熱不均的現象。
隨著我國城鎮化的飛速發展和采取集中供熱城市的不斷增多，集散控制系統不僅在供熱動態量化管理方面發揮愈來愈重大的作用，而且在節能減排方面也將起到重要作用。通過1個采暖期的運行統計，集散控制系統極大地節約了各項成本，用電成本降低10%，耗熱量降低16.67%。
4.2 提高安全運行水平
經過培訓的專業值班員，通過在集中控制室的監控，各換熱站所有設備均在監控范圍之內，通過參數監控和自動報警可及時發現設備隱患。出現事故之后，可在集中控制室遠方操作，及時將事故消滅在萌芽狀態，并可在第一時間通知搶修人員，及時修理設備，避免了事故擴大，防止長時間停暖，保證系統平衡不被破壞，從而提高了供熱質量和設備的安全運行。
5 結 語
通過工業自控技術、計算機技術、通訊技術等工程的集散控制系統，構成一個熱源、換熱站、用戶的三級供熱控制平臺。這個平臺涵蓋了供熱的各個環節，為熱電聯產集中供熱解決了人員缺乏和熱網平衡等突出問題，并起到了很好的節能、高效的作用，實現集中供熱的社會效益和經濟效益最大化。
