國內(nèi)外熱電聯(lián)產(chǎn)的綜合調(diào)研報(bào)告

1簡潔介紹白白地排放到大氣?；痣姀S的能源利用率僅為35％左右。而熱電廠則是在發(fā)電過程中將一局部熱能通過熱力管道輸送到千家萬戶，因而同樣燃燒同樣數(shù)量、同樣品質(zhì)的煤炭。煙囪高，還町實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫除硝，相比于小鍋爐、火電廠，其環(huán)境效益和社會效益格外巨大。熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：、降低能源消耗、提高空氣質(zhì)量、補(bǔ)充電源、節(jié)約城市用地、提高供熱質(zhì)量、便于綜合利用、改善城市形象、削減安全事故其它熱電聯(lián)產(chǎn)形式1>垃圾燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)為使城市生活垃圾“無害化、減量化和資源化”，國外工業(yè)興旺國家早已有垃圾燃燒技術(shù)，其產(chǎn)生的熱能用于熱電聯(lián)產(chǎn)，供生產(chǎn)、生活使用，既有利于環(huán)境保護(hù)，又可獲得較好的被越來越多的城市所承受。2>農(nóng)村秸桿、木材工業(yè)廢棄物料用于熱電聯(lián)產(chǎn)農(nóng)村秸桿、木材工業(yè)廢棄料，可用于熱電聯(lián)產(chǎn)，這些可燃廢棄材料，均可用于燃燒發(fā)電技術(shù)圖表[6]2低能耗94．8％，汽輪機(jī)效率到達(dá)90％，而發(fā)電機(jī)的效率接近9985％。但是常規(guī)火電廠存在必不行少的“冷源損4％～4外供熱，并利用發(fā)電廠的冷源損失，所以熱效率可以提高到約80％。2022年，我國平均發(fā)332g／(kW·h)1倍計(jì)算，熱電聯(lián)166g／(kW·h)20222022年遠(yuǎn)景進(jìn)展20lO1．2×105MW。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組節(jié)煤量按年節(jié)約1×103t／Mw計(jì)算，20221．2×108t。低污染物排放濃度與石油、自然氣等能源相比，煤炭在利用過程中會排放更多的有害物質(zhì)，包括Soz、N0，和煙塵等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年排人大氣的污染物中，約80％的煙塵、87S067％的Nq來源于煤的燃燒。由于熱電聯(lián)產(chǎn)熱效率高，節(jié)約能源，在對外供給一樣電能和熱能時，No4×105t，削減S09×105t，以及削減C03．5×107t。而芬蘭首都赫爾辛基大規(guī)模應(yīng)用熱電聯(lián)產(chǎn)，SO2080年月的4000mg／(kW．h)2022400mg／(kW·h)10％。隨著我國自然氣工業(yè)的進(jìn)展，燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電供熱以及小型燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)供作為一種有效削減C0：排放的技術(shù)也在被大力推廣。牢靠性高(主要是指分布式能源系統(tǒng)DER)是一種抱負(fù)的能源利用方式：DER規(guī)模小，分布廣泛，不易受到恐懼分子的攻擊DER靠近用戶，不像大型電廠那樣位于城市的外圍，因此可以與其所在區(qū)域的客戶共享安全性削減對石油、煤等傳統(tǒng)能源的依靠，可以依靠自然氣、秸稈、城市垃圾等能源，對國家的能源安全是個有益的補(bǔ)充增加用戶的能源牢靠性，據(jù)美國熱電聯(lián)產(chǎn)協(xié)會報(bào)告，一般數(shù)據(jù)交換中心需要供能方面有99．9999％的牢靠性，而電網(wǎng)只能供給99．99％的牢靠性，因此進(jìn)展DER有利于為一些特定重要用戶供給牢靠的能源sizecoolantheatandpowercogeneration〕的一個過程。國內(nèi)外熱電聯(lián)產(chǎn)火電機(jī)組進(jìn)呈現(xiàn)狀國外英國190521世紀(jì)初，國外的熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電比例始終維持在一個較高的水平。由2022年的5％進(jìn)展到目前的7％。美國20228cchp做了很多在自然氣、電力、暖通空調(diào)等行業(yè)的爭辯，提出cchp創(chuàng)意，cchp2022年綱領(lǐng)等[1]歐盟平均熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電比例為10％，其中丹麥?zhǔn)鞘澜缟蠠犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量占全國發(fā)電量比例52％國內(nèi)5060武漢青山熱電廠、洛陽熱電廠、富拉爾基熱電廠等。1953—19676MW20％左右，在十年動亂階段，我國熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)容量大幅下降，為1500MW5．820226Mw以上熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組總裝機(jī)容量約為7×107kw1580．5％和民用采暖供熱26％。目前在運(yùn)行的熱電廠中，規(guī)模最大的為太原第一熱電廠，裝機(jī)容量為1．386×106kw。隨著全50萬臺、120萬蒸噸／時，平均單臺容量僅為2．4噸／時，平均運(yùn)行熱效率僅50％左右，即鋪張能源、又污染環(huán)電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱的鍋爐運(yùn)行熱效率一般在80％以上，因此，實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱刁是提高供熱效率的根本出路。[2]199711月頒發(fā)的“中華人民共和國節(jié)約能源法”中，第三十九條明文規(guī)定，國家2022年2月以計(jì)交能〔2022〕220號文聯(lián)合頒發(fā)了“關(guān)于進(jìn)展熱電聯(lián)產(chǎn)的假設(shè)干規(guī)定”，文中明確：“熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量，增加電能供給等綜合效益，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，同時對熱電聯(lián)產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)展了界定熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)的進(jìn)展有著重要的意義第七條各類熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組應(yīng)符合以下指標(biāo)：[3]一、供熱式汽輪發(fā)電機(jī)組的蒸汽流既發(fā)電又供熱的常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)，應(yīng)符合以下指標(biāo)：45％?？偀嵝?(供熱量+供電量×3600kJ／kWh)／(燃料總消耗量×燃料單位低位熱值)×lOO％2．熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電比：50MW以下的熱電機(jī)組，其熱電比年平均應(yīng)大于100％；50MW200MW以下的熱電機(jī)組，其熱電比年平均應(yīng)大于50％；200MW及以上抽汽凝汽兩用供熱機(jī)組，采暖期熱電比應(yīng)大于50％。熱電比一供熱量／(供電量×3600kJ／kWh)×100％。二、燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括：燃?xì)廨啓C(jī)+供熱余熱鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)+余熱鍋爐十供熱式汽輪機(jī)。燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)符合以下指標(biāo)：155％；各容量等級燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電比年平均應(yīng)大于30％。(只有當(dāng)熱泵性能系數(shù)cop1.875時,才能與熱電聯(lián)產(chǎn)全廠熱交率等于45%相當(dāng)[4])我國的綜合能源利用率要比工業(yè)興旺國家低10%速提高能源利用率，以節(jié)約能源，降低生產(chǎn)本錢，削減環(huán)境污染，從而提高我國經(jīng)濟(jì)的整體競爭力量。我國能源以煤炭為主，煤炭消耗量中供發(fā)電的僅占33%，而興旺國家如美國高達(dá)89.5%。我國的能源進(jìn)展戰(zhàn)略，應(yīng)考慮把各種工業(yè)和民用鍋爐以及居民直接消耗的煤轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)展多元化熱電聯(lián)供。從能源的角度高熱能利用效率從生產(chǎn)者的角度節(jié)能歷來是降低本錢提高市場競爭力量獵取經(jīng)濟(jì)效益的根本手段之一度，熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)不肯定是最好的選擇。但假設(shè)把熱電聯(lián)產(chǎn)與可持續(xù)進(jìn)展的戰(zhàn)略聯(lián)系起來，把熱電聯(lián)產(chǎn)與全球性的“環(huán)境與進(jìn)展”問題聯(lián)系起來就有了全然不同的涵義?？沙掷m(xù)進(jìn)展戰(zhàn)略賜予了熱電聯(lián)產(chǎn)以全的使命?！补╇娒汉募盁崮芴菁壘C手段之一。我國將來熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的進(jìn)展趨勢利用技術(shù)也將相應(yīng)調(diào)整。產(chǎn)業(yè)進(jìn)展規(guī)模多元化50Mw300MW，600MW組具有較高的綜合熱效率:一方面可以供給大量高效穩(wěn)定的工業(yè)熱負(fù)荷和溴化鋰制冷用汽，多層電壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成的以及各種供熱鍋爐房組成的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)術(shù)具有以下特點(diǎn)：投資規(guī)模小，分布于用戶四周；滿足一些客戶特別的需求，對電網(wǎng)、熱網(wǎng)是格外有益的補(bǔ)充；(3)能源利用率高，并且可利用可再生能源；(4)低噪音。我國目前正在大力爭辯分布式能源熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，廣東省電力設(shè)計(jì)爭辯院已經(jīng)278Mw分布式能源電站的設(shè)計(jì)，并擔(dān)當(dāng)了國家863課題的“兆瓦級燃?xì)廨啓C(jī)分布式冷電聯(lián)供系統(tǒng)”爭辯。能源利用技術(shù)多元化和石油、自然氣等能源相比。煤炭在燃燒時會排放出更多有害物質(zhì)，但在一段時間內(nèi)它仍將是我國的主要能源，所以今后要大力進(jìn)展清潔燃燒技術(shù)。熱電聯(lián)產(chǎn)多承受CFB鍋爐，這種鍋爐的最大優(yōu)勢是能有效地把握NQ和S0290％。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)由兩大局部組成，即煤的氣化、凈化和燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電。當(dāng)IGCC用于熱電聯(lián)產(chǎn)時，可依據(jù)熱負(fù)荷的壓力、溫度、容量等狀況，通過調(diào)整抽氣，滿足用戶的要求，其綜合熱效率約可到達(dá)80％。隨著我國自然氣工業(yè)的進(jìn)展，北京、武漢等地將開頭建立燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)熱電廠。58．585導(dǎo)致的電網(wǎng)大規(guī)模停電帶來的危害。生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)主要是指利用可燃燒的固體(秸稈、生活垃圾)、液體(酒精、燃油)和氣體(沼氣)等方式進(jìn)展發(fā)電和供熱。從目前進(jìn)展方始終看，生物質(zhì)能發(fā)電主要是先使固體生物質(zhì)氣化，再使生成的可燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電，大規(guī)模應(yīng)用的話，類似于IGCC技術(shù)，國外稱之為BIGCC。因此，BIGCC具有分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)勢，將是今后生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的主流。在丹麥、芬蘭等國，燃?xì)廨啓C(jī)廣泛應(yīng)用在30kW70kw的小型分布式能源站里，4885％以上。因此大規(guī)模進(jìn)展生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)對于我國節(jié)能環(huán)保具有很重要的意義。高溫氣冷堆是一種用低濃度鈾(2％～5％IJ235)或高濃度鈾加釷的涂敷顆粒做核燃料。用率、高轉(zhuǎn)化比、高安全性、低污染以及綜合利用廣的特點(diǎn)[5]。必需從如下方面加強(qiáng)：熱電比調(diào)整技術(shù)。我國的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，由于設(shè)計(jì)的熱電比不準(zhǔn)或缺乏在運(yùn)行中進(jìn)展調(diào)整的力量，影響了聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。熱用戶計(jì)量問題。用熱分戶計(jì)量在市場經(jīng)濟(jì)國家早已解決。我國在打算體制下形成的按面積收費(fèi)并由所屬“小火電”曾為我國的電力進(jìn)展做出過奉獻(xiàn)，目前已列為清理整頓對象。不能只用單一的行政手段解決這一問題，應(yīng)當(dāng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)手段加以整治。如稅收政策、實(shí)施發(fā)電排放的環(huán)保折價標(biāo)準(zhǔn)。以零排放為基準(zhǔn)，由政府規(guī)定排放污染物的折價方法，扣除折價資金用于對熱網(wǎng)投資的政策補(bǔ)貼。修改《電力法》，補(bǔ)充有關(guān)支持進(jìn)展熱電聯(lián)產(chǎn)的內(nèi)容，以法制促進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)，最終到達(dá)人口、資源、環(huán)境三者協(xié)調(diào)進(jìn)展的目的。樂觀研制并推廣小型分散型熱電聯(lián)產(chǎn)的多元化聯(lián)供技術(shù)，同時產(chǎn)生電、熱、冷、功，以削減大型電廠遠(yuǎn)距離輸電和大型熱電廠管道的昂貴投資，降低能耗，并將單一電力商品向能源產(chǎn)品多元化的方向進(jìn)展。進(jìn)展熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)處理好的關(guān)系與電力體制改革之間的關(guān)系。與煤炭產(chǎn)業(yè)的關(guān)系。與企業(yè)形象和社會責(zé)任的關(guān)系。熱價與電價的關(guān)系。熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)留意節(jié)能進(jìn)展抓緊爭辯制定熱電聯(lián)產(chǎn)裝機(jī)方案導(dǎo)則。改進(jìn)運(yùn)行治理方式。進(jìn)展機(jī)組構(gòu)造調(diào)整。進(jìn)展機(jī)組改造。通過鍋爐更替，實(shí)現(xiàn)節(jié)能進(jìn)展。主動承受輔機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)。[6]熱電聯(lián)產(chǎn)的本錢和費(fèi)用熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中,必定要發(fā)生各種消耗和支出,如機(jī)器設(shè)備等生產(chǎn)工具的消耗和勞的消耗。企業(yè)為生產(chǎn)肯定種類和數(shù)量的產(chǎn)品所發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用的總和稱為產(chǎn)品本錢。本錢和費(fèi)用都是生產(chǎn)資料的消耗。費(fèi)用與生產(chǎn)經(jīng)營的肯定時期相聯(lián)系,本錢與肯定的產(chǎn)出物相聯(lián)系,本錢是對象化了的費(fèi)用,即生產(chǎn)特定產(chǎn)品時所發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用。本錢作為生產(chǎn)中的各項(xiàng)支出,,即均會發(fā)生本錢,借助本錢可以反映熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動各階段中“投入”和“產(chǎn)出”的關(guān)系。熱電聯(lián)產(chǎn)是一個簡單的系統(tǒng),簡潔來說主要包括了四大流程：燃料煤的流程、空氣及燃?xì)饬鞒?、水及蒸汽流程和電氣系統(tǒng)流程。依據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)的工作流程,熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)本錢主要包括：燃料本錢〔煤〔發(fā)電局部供給〔包括職工工資、福利費(fèi)、材料費(fèi)、修理費(fèi)等〕,前三項(xiàng)為變動費(fèi)用,后四項(xiàng)為固定費(fèi)用。由于熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會對環(huán)境造成肯定的污染〔排放二氧化硫和粉塵等〕,本錢工程中還需要考慮環(huán)保因素。1、變動費(fèi)用燃料本錢〔煤〕：指熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)直接用于生產(chǎn)電力、熱力產(chǎn)品所耗用燃料的費(fèi)用。水費(fèi)：指熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)為生產(chǎn)電量和熱量而向外支付的水費(fèi)。包括外水費(fèi)、水資源費(fèi)等。電費(fèi)：指熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)為了自身生產(chǎn)和銷售活動而從其他企業(yè)購入有功電量所需支付的費(fèi)用。2、固定費(fèi)用設(shè)備折舊費(fèi)：指熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)按規(guī)定計(jì)提的生產(chǎn)、治理部門和福利部門的固定資產(chǎn)折舊費(fèi),是依據(jù)應(yīng)計(jì)提折舊的固定資產(chǎn)原值和規(guī)定折舊率計(jì)提的資產(chǎn)折舊費(fèi)。財(cái)務(wù)費(fèi)用：險費(fèi)、土地使用費(fèi)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)、廣告費(fèi)、無形資產(chǎn)攤銷、壞帳損失等。治理費(fèi)用：指熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的行政治理部門為組織治理生產(chǎn)經(jīng)營活動而發(fā)生的各項(xiàng)費(fèi)用燃、材料盤虧和毀損、取暖費(fèi)、排污費(fèi)等。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)：包括職工工資、福利費(fèi)、材料費(fèi)、修理費(fèi)等。3、其它費(fèi)用：指不屬于以上各項(xiàng)而應(yīng)計(jì)入生產(chǎn)本錢的各種費(fèi)用。上述本錢和費(fèi)用,組成了熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)日常運(yùn)營的根本支出,熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在不影響生產(chǎn)經(jīng)營的狀況下,盡量降低上述各種費(fèi)用的支出,以提高本企業(yè)的收益。對于熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)將來參與電力市場競價上網(wǎng),除了細(xì)分上述本錢外,還應(yīng)將這些本錢與費(fèi)用進(jìn)一步安排為發(fā)電本錢與供熱本錢,這樣才能盡可能準(zhǔn)確的表示出企業(yè)的各項(xiàng)收入和支出。[7]家用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)簡介家用熱電聯(lián)產(chǎn)(Domestic-CHP)，又稱微型熱電聯(lián)產(chǎn)(Micro-CHP)，是一種針對家庭用戶的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，它的主要市場目標(biāo)是取代現(xiàn)有的家用熱水爐。家用CHP利用小型發(fā)動機(jī)驅(qū)動一個迷你發(fā)電機(jī)產(chǎn)生家庭所需的大局部電力發(fā)動機(jī)通常以自然氣為燃料發(fā)動機(jī)的尾氣余熱進(jìn)入家庭熱水系統(tǒng)，代替原先燃?xì)鉄崴疇t燃燒的燃料。一般來講，家用 CHP能把70%~80%(基于高熱值)的燃料能源轉(zhuǎn)換為熱能，10%~15%轉(zhuǎn)換為電，假設(shè)承受冷凝式設(shè)計(jì)，則總效率可達(dá)90%；一般熱水爐的效率約在70%~80%(基于高熱值)。因此，家用CHP與其它形式的CHP一樣，能顯著地節(jié)約能源。應(yīng)用家用CHP的條件是：有自然氣供給、有肯定的熱水需求、開放的電網(wǎng)。原理圖說明：作功。②→③等容置換——置換活塞把全部的工質(zhì)通過回?zé)崞鞯热莸剞D(zhuǎn)移到冷腔工質(zhì)吸取熱，使工質(zhì)的溫度降低為冷腔的溫度。當(dāng)溫度降低后，工質(zhì)的壓力快速下降。③→④等溫壓縮——作功活塞在工質(zhì)上作功，并在冷腔溫度上等溫壓縮，同時在冷腔上除熱(通過冷卻器)，由于工質(zhì)處于低壓，壓縮所需的功比工質(zhì)膨脹得到的功少。于是循環(huán)就有凈功輸出。④→①等容置換——置換活塞把全部的工質(zhì)通過回?zé)崞鞯热莸剞D(zhuǎn)移到熱腔系統(tǒng)回到了它的初始工況。αβ型和γ型(圖3)被認(rèn)為最有進(jìn)展前途。基于斯特林發(fā)動機(jī)的家用CHP的優(yōu)勢斯特林發(fā)動機(jī)是外部加熱把熱傳給發(fā)動機(jī)內(nèi)部的工質(zhì)，因此它具有以下特點(diǎn)：燃料多樣化和太陽能等低能級能源。環(huán)境污染小害物質(zhì)大幅下降至排放標(biāo)準(zhǔn)以下。轉(zhuǎn)換效率高由于在加熱器和冷卻器中間設(shè)有蓄熱回?zé)崞鳎碚撋峡蓪?shí)現(xiàn)熱效率最高的卡諾循環(huán)。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小75dB內(nèi)燃機(jī)為100105dB50dB以下。修理保養(yǎng)簡潔由于它的內(nèi)部機(jī)構(gòu)是封閉的，不用潤滑油，不產(chǎn)生積炭和污垢，故維護(hù)簡潔，易操作治理。家用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的一些挑戰(zhàn)：燃