熱電聯產-讓能源更有價值

北極星火力發電網訊:熱電聯產(combined heat and power，簡稱CHP)，顧名思義，是利用熱機或發電設備(包括太陽能集熱發電設備)同時產生電力和可供使用的熱量。而三重冷熱電聯產(CCHP)由熱電聯產發展而來，是指在產生電力和熱能的同時，結合吸收式製冷技術，利用其中一部分熱量產生冷量，以供使用。

一、熱電聯產原理

在單獨的電力生產中，熱電廠將發電後剩餘的熱量，通常通過冷卻塔、煙道氣或通過其它方式釋放到自然環境中，這些能量作為廢熱被丟棄，造成了一定程度上能源的浪費。相反，在熱電聯產中，這些熱能則被投入到工業生產或居民供熱系統中使用，一方面，其顯著提高了燃料的有效利用率(最高可達90%)，另一方面增強了城市基礎設施功能，具有十分可觀的經濟和社會效率。

二、熱電聯產分類

按照對外供熱的蒸汽源的來源方式可將其分為：抽汽式機組熱電聯產和背壓式機組熱電聯產，壓力通常分別為0.78～1.28兆帕(MPa)和0.12～0.25MPa兩等。前者蒸汽溫度壓力較高，主要用於工業生產熱能供應，後者蒸汽溫度壓力較低，可供民用採暖用。

按照發電的先後順序，可將熱電聯產分為先發電式系統和後發電式系統

先發電式：鍋爐蒸汽先用於發電，用剩的蒸氣熱能再投入某種工業製程，同時發的電也投入工業製程，剩電賣給電網。適合中等溫度製程的產業：食品、造紙、化工、養殖、農業現有系統：

燃氣渦輪機外掛廢熱爐式

燃氣渦輪機式

蒸氣渦輪機式

複合循環式

柴油引擎式

後發電式：鍋爐蒸汽先用於某種工業製程，用剩的蒸氣熱能再投入發電，同時發的電也投入工業製程，剩電賣給電網。

適合高溫度製程的產業：冶金、玻璃、水泥

現有系統：

有機朗肯機式(Organic Rankine Cycle)

三、熱電聯產的優越性

節能：提到優越性，第一個要提的當然是熱電聯產的節能潛力。在產生一定量的熱能和電能的情況下，熱電聯產所消耗的一次能源，遠比熱電分產所消耗的一次能源要少，顯著提高了燃料的利用率，是全球公認的節能環保技術。

改善環境質量：在霧霾問題日漸突出的今天，發電廠和供熱廠對環境的影響，也越來越被人們關注。分散供熱的小鍋爐一般是單台容量小，煙囪低，除塵效果差，有的小鍋爐甚至無正規的除塵設備。而熱電廠的鍋爐容量大、熱效率高、煙囪高、除塵效率高。一般可在90%以上，最近幾年推廣使用的循環流化床電站鍋爐還可在爐內脫硫更有利於環境保護。由於熱電聯產節省大量燃料，鍋爐容量大，熱效率高，除塵效果好並能高空排放，故能有效地改善環境質量。

緩和當地的電力緊張：以前由於多種原因造成電力工業的發展趕不上國民經濟的發展，長時期大範圍地形成電力緊張的局面。近年來才得到緩和，熱電聯產的建設有效地緩和了當地電力緊張的被動情況，有的熱電廠已形成當地的重要電源點。熱電廠都建在熱負荷中心，區域熱電廠的上網電量也在就近消化，而電力系統的大型電廠則要遠距離輸電，由熱電廠供電減少的線路損失也是可觀的經濟效益。

提高供熱質量，發展生產，改善人民生活：分散小鍋爐房由於設備條件限制和煤質變化，不易保證供熱質量，壓力和溫度的波動會影響工藝生產。居民採暖的小鍋爐，一般為間斷供熱，供熱時間短，溫度低，熱電廠集中供熱為連續運行，穩定可靠供熱質量高。

為灰渣綜合利用創造了有利條件：分散供熱時灰渣不好集中利用，熱電聯產則為灰渣綜合利用創造了有利條件。

節約寶貴的城建佔地：工業企業中的鍋爐房連同煤場、渣場要佔用比較大的面積，對上海、天津這樣的老工業城市，有的連擴建一台鍋爐的地方都很緊張，因而想儘快實現熱電聯產集中供熱。原來的鍋爐房和煤場、灰場可移做他用以擴大再生產。

針對我國熱電聯產健康發展解決的主要問題，中國電力新聞網進行了數據調查，詳見下圖：

四、政策鼓勵

既然熱電聯產優點這麼多，政府當然也是大力支持熱電聯產，不久前，國家發改委等14部委聯合印發了《循環發展引領行動》，提出要完善城市循環發展體系，推動生產系統和生活能源系統能源共享，提高能源產出比。在文件當中明確提出了，要積極發展熱電聯產，冷熱電三聯供等系統，目標至2020年使能源產出率比2015年提高17.7個百分點。

除了最新的《循環發展引領行動》，在《大氣污染防治行動計劃》也明確了，加快推進集中供熱、"煤改氣"、"煤改電"工程建設。在化工、造紙、印染、製革、製藥等產業集聚區，通過集中建設熱電聯產機組逐步淘汰分散燃煤鍋爐。

《在煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014— 2020年)》也提出到2020年，在符合條件的大中型城市，適度建設大型熱電機組，鼓勵建設背壓式熱電機組;在中小型城市和熱負荷集中的工業園區，優先建設背壓式熱電機組。隨著我國城鎮化的發展、城市化率的提高以及節能環保的要求，必將帶動電力和熱力需求的增長。

根據國家發改委編製的《2010年熱電聯產發展規劃及2020年遠景發展目標》，到2020年，全國熱電聯產總裝機容量將超過2億千瓦， 其中城市集中供熱和工業生產用熱的熱電聯產裝機容量都約為1億千瓦;熱電聯產將佔全國發電總裝機容量的22%，在火電機組中的比例達到37%左右。未來大型電站熱電聯產化將是未來大型火電站發展的一種趨勢。大型電站熱電聯產化在保持蒸汽與發電的高效與大容量的基礎上，能提供滿足工業鍋爐負荷的需求，取代工業鍋爐，並可以保持熱力供應的高效性。

五、發展現狀

我國目前主要的熱電聯產，仍是以大型集中式熱電聯產機組為主，熱電企業的功能定位是滿足居民基本用熱需求的同時，滿足工商業用熱需求，具有公共事業屬性。

我國熱電聯產行業發展呈持續增長狀態，裝機容量逐年增長，據中國產業調研網發布的《2017-2022年中國熱電聯產行業發展研究分析與發展趨勢預測報告》顯示，"十二五"時期我國新增熱電聯產總裝機規模約1.1億千瓦，到2015年底，我國熱電聯產裝機規模達到2.5億千瓦，占火電裝機規劃的32%至35%， (詳見圖1)，可使電力行業單位GDP能耗減少3%至5%。同時，"十二五"期間，北方採暖地區大型城市建築物採暖集中供熱普及率平均達到65%，其中熱電聯產在集中供熱中的比例達到50%.全國工業生產用熱的70%以上由熱電聯產提供。其中，以煤為燃料的熱電聯產能源利用率可提高至70-80%，以清潔燃料(油、氣)為能源的燃氣輪機熱電聯產能源利用率高達80-90%。

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