燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的優(yōu)勢和主要影響因素

1、文章摘自：學(xué)術(shù)堂論文網(wǎng)http:/www.lu nwe 燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的優(yōu)勢和主要影響因素天津市正式被列入國家低碳城市試點，急需將節(jié)能減排的工作納入天津市“十二五”規(guī)劃， 為加快推進低碳經(jīng)濟發(fā)展和低碳城市建設(shè)，天津市正在加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和節(jié)能降耗減排力度，將加強高污染燃料禁燃區(qū)和無燃煤區(qū)劃定工作，嚴格控制新增燃煤總量和新建燃煤鍋爐供熱設(shè)施。天津市的能源結(jié)構(gòu)正在向有利于環(huán)保和高效的趨勢發(fā)展，建設(shè)清潔、高效、低污染、低排放的分布式天然氣能源站，地?zé)岷偷卦礋岜霉┠芟到y(tǒng)符合低碳經(jīng)濟的要求，對天津市的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展必將起到重要的示范作用。1、燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)勢1.1熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)相

2、比較熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)相比較，最大的優(yōu)點是提高了能源利用率。我國的電力工業(yè)一直發(fā)展大機組、大電廠、和大電網(wǎng)。因為發(fā)電機組容量越大，發(fā)電效 率越高，單位千瓦的投資越低。由于長期以來電力工業(yè)的主體是以燃煤作為燃料的火力發(fā)電， 正是因為這樣的大集中模式是發(fā)電過程中排出的熱量無法得到充分利用，被白白排放到大氣中；在加上輸電過程中的線路損失，就使得終端使用電力的一次能源效率很低。對于凝汽式火力發(fā)電廠，能量總損失約為60-70%（包括鍋爐效率、汽輪機內(nèi)效率、汽機和發(fā)電機損失、冷卻水熱損失等），發(fā)電效率只有 30-40 %，其中能量損失最多的是凝汽冷卻水源，一般是通過冷卻塔將能量發(fā)散至大氣中，這部分能量品位

3、低數(shù)量大，約占燃料總能量的45-55 %。在傳統(tǒng)發(fā)電廠基礎(chǔ)上發(fā)展起來的熱電聯(lián)產(chǎn)，即把電廠排熱的一部分回收，并通過熱力網(wǎng)輸送給用戶哦，從而大大提高了一次能源效率。熱電聯(lián)產(chǎn)的基本目的， 是將在汽輪機內(nèi)膨脹做功后的蒸汽或適當(dāng)提高汽輪機尾部蒸汽壓力，滿足對外供熱的需求。通過這種廢熱利用， 熱電廠的總能量利用率可提高70-85 %。若從熱電分產(chǎn)考慮，供熱熱源的能量利用率主要取決于鍋爐熱效率，若考慮鍋爐熱效率在60-80%之間變動，則熱電分產(chǎn)的綜合能量利用率約為45-60%，則熱電聯(lián)產(chǎn)比熱電分產(chǎn)能量利用率可提高 25%左右。這是國家鼓勵發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的基本依據(jù)。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)不僅可以提高能源利用效率與效益，

4、也是提高天然氣利用經(jīng)濟性的一條途徑。只有提高天然氣的利用率， 同時產(chǎn)生高附加值的產(chǎn)品， 才可能提高天然氣利用的經(jīng)濟 效益。1.2燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)的利用效率高從能源利用角度講，天然氣的利用方式目前主要有兩種形式-供熱或發(fā)電。然而，天然氣無論是單純用于供熱還是發(fā)電均不能發(fā)揮其最大效益。從供熱角度講，通過燃燒天然氣加熱媒質(zhì)（水）來供熱，能量的利用率太低。這是因為，天然氣燃燒的最高溫度可達2000 C以上，而通常制熱所需的溫度僅在200C300C,甚至5070C,懸殊的溫差，帶來極大的能量損失；如利用天然氣發(fā)電，則有成本高的問題，我國天然氣的價格比較昂貴，按同比 熱值計算，天然氣的價格是煤炭價格的4倍以上

5、，專門建造天然氣電站用于發(fā)電，目前尚不能為一般用戶所接受。能否利用天然氣這種能源，既供熱，又發(fā)電，實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，實踐表明，利用天然氣實 現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)不僅在理論和技術(shù)上完全可行，而且大大提高了天然氣的利用效率與效益，是合理使用天然氣的極佳方式。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)方式是對天然氣發(fā)電機組進行余熱利用，發(fā)電機排煙管排出的廢氣溫度高達560C，通過熱復(fù)用裝置（廢氣鍋爐）吸收廢氣的熱能，同時把發(fā)電機排煙溫度控制在100C130 C左右，在生產(chǎn)熱能的同時，也使發(fā)電機更有效，更經(jīng)濟地運行。一般火力發(fā)電機組所產(chǎn)生的電能只占其消耗燃料總能量的1/3左右，其余約 2/3的能量被轉(zhuǎn)化為熱能，而且往往是在沒有被利用的情況

6、下排放掉。熱電聯(lián)產(chǎn)則使火力發(fā)電機組同時生產(chǎn)熱和電兩種產(chǎn)品，這樣便可以將能源的利用率大致提高到80 %左右。從純發(fā)電角度講，目前效率最高的發(fā)電裝置是燃氣輪機發(fā)電機組，但其排煙溫度通常在500° C以上，將這么高溫的煙氣排入大氣，是一項不小的熱損失。若采用燃氣蒸汽聯(lián)合循 環(huán)可有效的提高發(fā)電效率，但就目前水平，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的最高發(fā)電效率近58%，通常在50%左右，其余熱能鍋爐排煙和蒸汽輪機排汽冷凝亦造成50%左右的熱損失。若熱電聯(lián)產(chǎn)，便可有效地避免天然氣單純供熱或發(fā)電造成的熱損失，大大提高能源的利用率和利用效益。1.3燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)具有較強的調(diào)峰能力天津市電力負荷的突出特點之一就是季節(jié)性和晝

7、夜的峰谷差大，而且逐年增加。傳統(tǒng)的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組一般按照“以熱定電”的原則運行，很少參加電力調(diào)峰。而以燃氣輪機為代表的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以做到具有較強的電力調(diào)峰能力。這為天然氣熱電項目的發(fā)展提供了又一有利條件，為提升項目的經(jīng)濟性提供了新的出路。天津電網(wǎng)現(xiàn)有及規(guī)劃機組主要為火電機組，且大部分為熱電聯(lián)產(chǎn)機組， 調(diào)峰手段相對較為單一，目前調(diào)峰容量主要由本地部分火電機組及系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線共同承擔(dān)，特別是進入冬季供熱期后由于受機組最小技術(shù)出力的限制，調(diào)峰能力進一步下降。最大的不同是，30萬千瓦等級燃煤電廠啟動需要17個小時，燃氣電廠可以隨開隨用， 啟動時間僅需要 60分鐘。天津電網(wǎng)在進一步發(fā)揮系統(tǒng)間聯(lián)網(wǎng)調(diào)

8、峰效益的同時，需安排一定容量的機組進行啟停調(diào)峰和深度調(diào)峰來滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求。在此基礎(chǔ)上，需加快推進天津燃氣調(diào)峰電廠專用調(diào)峰電源的建設(shè)，積極應(yīng)對和解決未來電網(wǎng)調(diào)峰容量凸顯不足的問題。1.4燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)具有明顯的環(huán)境指標(biāo)優(yōu)勢燃煤電廠的排放情況：一噸標(biāo)煤排放二氧化碳為2.66-2.72噸。1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒產(chǎn)生7.5 m3，一噸煤碳燃燒產(chǎn)生10500標(biāo)立方米干煙氣量。天然氣燃燒產(chǎn)生的煙氣量計算一立方米天然氣完全燃燒產(chǎn)生11標(biāo)立方米干煙氣量。電廠以天然氣作為燃料發(fā)電，燃燒后基本不產(chǎn)生煙塵灰渣和二氧化硫，發(fā)電后非常潔凈和環(huán)保，噪音也比常規(guī)燃煤電廠小。經(jīng)過處理，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)尾氣排放溫度只有90C ;另

9、外天然氣的主要成分是甲烷(CH4 ),燃燒后的尾氣主要成分為水和二氧化碳，基本上不會對空氣造成污染。發(fā)電企業(yè) 煤改氣后在環(huán)保方面其煙塵排放量為零，二氧化碳排放量幾乎為零， 排放的氮氧化物也將明顯降低。1.5燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)具有明顯的土地利用等優(yōu)勢占地少是天然氣發(fā)電廠的優(yōu)勢之一。即使不計灰場段管路占地,廠區(qū)和施工用地、生活區(qū)用地都要比常規(guī)燃煤電廠少占地一半以上。除灰系統(tǒng)占地很大,有時是廠區(qū)的幾倍； 還有文章摘自：學(xué)術(shù)堂論文網(wǎng)http:/www.lu nwe 運行人員少，檢修人員更鐵路等因素還未計入。 由于天然氣發(fā)電廠系統(tǒng)相對燃煤電廠簡單, 少，相應(yīng)的輔助人員也少，一般只有常規(guī)燃煤電廠的幾分之一，以致

10、福利設(shè)施也需要少。建設(shè)周期短。天然氣發(fā)電廠系統(tǒng)安裝簡單， 需要的調(diào)整和調(diào)試工作量也少。 土建也由于 荷載相對小而工程量少。 建安工程量一般約同等燃煤機組電廠一半左右。 廠用電率低，只有 相應(yīng)燃煤電廠的三分之一左右，主要是總設(shè)備臺數(shù)少，使電廠等效系數(shù)可提高1%10%。消耗淡水少，對于水資源缺乏的地區(qū)，選廠較為容易。而且排放的污水相應(yīng)也少，污水處理設(shè)施也相應(yīng)減少，約為常規(guī)燃煤電廠的三分之一。在同等條件下，投資比較省。由于少了輸煤、貯煤系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)這些占地大、投資大的項目，此外，檢修、運行人員的生產(chǎn)生 活等設(shè)施也少，一般可減少10%30%投資，如果燃煤電廠要求脫疏裝置，投資相差就更大。天津市燃煤電

11、廠選址工作受環(huán)保和水資源等的制約，電站選址工作也越來越困難。燃氣電站對廠址外部條件的要求相對較寬松，在占地面積、用水量、環(huán)保貢獻量等方面均比燃煤電站小的多，這就為負荷中心地區(qū)增加廠址資源和改善電力布局提供了有利的條件。2、影響燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展的主要因素2.1需要出臺合理的峰谷電價現(xiàn)在所面臨的問題是出臺合理的峰谷電價與定價機制，同時為天然氣熱電項目參與電力調(diào)峰提供價廉物美的技術(shù)保障。當(dāng)然，由于熱電機組承擔(dān)供熱與制冷的基荷，因此，在其供熱冷期間的電力調(diào)峰能力必將受到限制。對此，可根據(jù)具體要求和其他條件加以系統(tǒng)優(yōu)化， 以拓展設(shè)備的調(diào)峰能力。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目在滿足用戶熱負荷需求的前提下，為電網(wǎng)提供一

12、定的電力調(diào)峰能力， 無疑比建設(shè)單純的天然氣調(diào)峰電廠具有更好的綜合經(jīng)濟性。在合理的政策機制與技術(shù)保障下， 天然氣熱電項目參與電力調(diào)峰，并獲得調(diào)峰電價，將會取得對熱電廠和電網(wǎng)均有利的雙贏效果。2.2燃氣供應(yīng)保障與氣價這是燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目成立的基礎(chǔ)。就供氣量而言，如雙方協(xié)議落實后將不會存在問題,這為發(fā)展一定規(guī)模的燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)提供了基本保證。就氣價而言，天然氣的價格比較昂貴， 按同比熱值計算，天然氣的價格是煤炭價格的4倍以上，無疑是目前制約天然氣熱電發(fā)展的最主要因素。在熱電聯(lián)產(chǎn)項目中， 天然氣約占總成本中的70%左右。因此，降低天然氣價格對提高整個項目的經(jīng)濟性具有舉足輕重的作用。 目前多方面在呼吁天然

13、氣降價，并呼吁出臺新的天然氣定價辦法，其中，包括計及大用戶平衡用氣的效益的大用戶優(yōu)惠氣價等。因此，在開發(fā)天然氣熱電項目之初，應(yīng)充分考慮其氣價因素。目前天然氣價格體制及如何保障氣源長期供應(yīng)兩大問題，是阻礙天然氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的兩大瓶頸。天然氣定價機制不盡快改革，城市燃氣管網(wǎng)不及時完善及供應(yīng)安全問題不得 到解決，天然氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)就缺乏良好發(fā)展的根基。2.3國家和當(dāng)?shù)氐恼咭蛩卣咭蛩厥歉镜囊蛩?。這些政策和法規(guī)涉及環(huán)保、節(jié)能、電力、燃料、供熱（冷）等的多方面的規(guī)定、定價機制、稅收、貸款與融資等。熱電聯(lián)產(chǎn)在我國的節(jié)能法中得到明文鼓勵和支持。國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部和國家環(huán)境保護總局于 2000年1月聯(lián)合頒發(fā)了 1268號文關(guān)于熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定。規(guī)定 中明確了 “鼓勵使用清潔能源，鼓勵發(fā)展熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和熱、電煤氣聯(lián)產(chǎn)，以提高熱 能綜合利用效率”。針對燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)，文件中第十四條明確指出“積極支持發(fā)展燃氣 輪機熱電聯(lián)產(chǎn)”。但是，現(xiàn)行政策的原則性多，可操作性少。針對當(dāng)前發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn) 的關(guān)鍵與敏感問題，女口，