第6章 热电联产技术现状与发展辽宁工大任瑞晨14万字.docx
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第6章热电联产技术现状与发展辽宁工大任瑞晨14万字
第一节电力工业及热电工业基本情况1
一、电力工业情况1
二、热电联产的情况2
三、集中供热的情况4
第二节我国热电联产发展的若干趋势4
一、大容量供热机组增多4
二、凝汽火电厂改供热或加装供热机组5
第三节我国热电联产的节能分析6
第四节市场经济发展中热电企业亟待解决的若干问题7
第五节促进热电联产健康发展的建议8
第六章热电联产技术现状与发展
《中华人民共和国节约能源法》第39条明确提出：
国家鼓励发展下列通用技术：
“
（一）推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热电梯级利用技术，热、电、冷技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率”。
经国务院批准国家发展改革委员会2004年底公布的中国首个《节能中长期专项规划》中在节能的重点领域和重点工程部分，重点工业的第一项“电力工业”中明确提出“发展热电联产，热、电、冷联产和热、电、煤气多联供；……采用天然气发电机组替代燃油小机组；优化电源布局，适当发展以天然气，煤层气和其他工业废气为燃料的小型分散电源，加强电力安全；减少电厂自用电”。
在重点工程中第二项即为“区域热电联产工程”。
2005年6月份国家发展改革委员会又发文部署“十一五”十大重点节能工程实施方案编制工作。
发改委能源局负责“区域热电联产工程实施方案”的编制。
其中含有工业与民用热电厂的发展；分布式热、电、冷工程的示范和推广；热电厂技术改造；秸秆和垃圾热电厂的建设与示范；技术经济政策和小锅炉改造等。
总之在国家有关方针政策性文件中均提出鼓励发展热电联产，但现实中，由于方针政策不配套，为节能与环保做出重大贡献的热电企业，又遇到了空前的困难。
主要是市场经济的煤、水和运输及原材料与计划经济的电价热价矛盾，使热电企业夹在中间，造成几乎全行业亏损。
国外各工业发达国家均将发展热电联产作为节约能源改善环境质量的有效措施，制订有法律、法规、标准和具体的优惠政策值得我们学习。
2006年全国人大批准公布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中对能源问题给予高度重视。
在“纲要”第一篇：
指导原则和发展目标中的第三章：
经济社会发展的主要目标中提出：
资源利用效率显著提高。
单位国内生产总值能源消耗降低20%左右。
在“纲要”第六篇：
建设资源节约型、环境友好型社会中提出十大节能重点工程。
第二项“区域热电联产：
发展采用热电联产和热电冷联产，将分散式供热小锅炉改造为集中供热。
中央“十一五”规划中已经肯定热电联产在创建资源节约型、环境友好型社会中的地位，我们广大热电工作者应加倍努力工作，把中国的热电联产工作搞好，力争为全国生产总值能源消耗降低20%做更大贡献。
第一节电力工业及热电工业基本情况
一、电力工业情况
截止2006年底，全国发电设备容量为62369.82万KW，同比增长20.6%。
其中，水电13029.22万KW，同比增长11%；火电48382.21万KW，同比增长23.6%；核电684.6万KW，基本情况见表6-1。
表6-12006年电力工业情况
项目
指标
比上年
一、发电装机容量
62369.82万KW
增20.6%
其中：
水电
13029.22万KW
增11%
火电
48382.21万KW
增23.6%
核电
684.6万KW
二、单机6000KW及以上机组
8240台
55106.83万千
增30.1%
其中：
水电1936台
9645.57万KW
增20.8%
火电6243台
44711.61万KW
增33.4%
平均单台容量
6.69万KW
三、发电量
28498.55亿KWh
增长14.10%
其中：
水电
4147.69亿KW
增4.6%
火电
23741.46亿KWh
增16.2%
核电
548.44亿KW
增3.3%
四、6000KW及以上电厂供电标煤耗
367克/KWh
减3g/KWh
6000KW及以上电厂发电标煤耗
342克/KWh
减1g/KWh
五、6000KW及以上电厂厂用电率
5.93%
减0.06%
水电
0.43%
减0.01%
火电
6.77%
减0.03%
六、6000KW及以上电厂利用h
5198h
减227h
水电
3393h
减271h
火电
5612h
减253h
七、发电标准煤量：
79273.56万t，
其中：
燃原煤118241.07万t
增17.18%
燃油993.66万t
减22.19%
燃气713.92亿M3
减42.55%
八、6000KW及以上电厂热效率
电厂热效率
36.63%
电厂供热效率
84.63%
能源转换总效率
40.64%
九、电力消费能源占一次能源的比重
43.10%
十、线损
7.04%
十一、全国单机6000KW及以上供热机组共2606台
8048.69万KW，平均3.089万KW/台
年增加1067.69万KW
占同容量火电机组的
18%
供热量
227565.7476万MKJ,
增18.19%
供热标准煤耗率
40.32kg/MKJ
二、热电联产的情况
到2006年底为止，中国热电联产的情况：
年供热量227565.7476万MKJ，比2005年增加18.19%。
全国6000KW及以上供热机组共2606台，总容量达8048.69万KW占同容量火电装机容量的18.%，比上年增加六个百分点，占全国发电机组总容量的14.6%。
在运行的热电厂中，规模最大的为太原第一热电厂，装机容量138.6万KW，在北京、沈阳、吉林、长春、郑州、天津、邯郸、衡水、秦皇岛和太原等特大城市，已有一批20万KW、30万KW大型抽汽冷凝两用机组在运行，星罗棋布的热电厂不仅在中国的大江南北，长城内外迅速发展，就连黑河、海拉尔、石河子和海南岛这些边疆城市也开花结果，区域热电厂也从城市的工业区，蔓延到了乡镇工业开发区，苏州地区一些村镇办热电厂也在发挥着重要作用。
最近几年由于市场经济的发展，一些中型城市也开始安装大型供热机组。
有的城市在市区周边和开发区已建起十多个热电厂，形成当地重要的热能动力供应系统。
有些私营企业家也看好热电联产投资建设热电厂。
近年来我国热电产业发展迅猛，到2006年底已达8048.69万KW，占同容量火电机组的18%,占全国发电机组总容量的14.6%。
2000年～2006年供热机组的分类情况见表6-2，1997年～2006年供热机组的每年发展情况见表6-3，全国部分省市热电机组排序情况见表6-4。
表6-22000年～2006年供热机组的分类情况
全国单机6000KW及以上：
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
供热机组台数
台
2606
1990
2302
2121
1937
1606
1498
总容量
万KW
8048．69
6981
4814
4369
3744
3224
2991
按压力分
高压
台
1045
797
433
410
377
319
294
万KW
6256．32
3515
2719
2482
2084
1874
1737
中压
台
1540
1149
1869
1711
1560
1287
1204
万KW
1658.44
1191？
2094
1887
1659
1350
1253
按
容
量
分
30～60万KW
台
34
8
高压
万KW
1051
241
20～30万KW
台
49
30
高压
万KW
992
600
10～20万KW
台
146
75
高压
万KW
1847
964.63
10万KW以下
高压
台
816
684
万KW
2366．24
1708.91
中压
台
1540
1149
万KW
1658．44
1191.18
燃气轮机
台
21
44
万KW
133．93
51.8
>5万KW机组
台
276
262
223
187
172
万KW
2502
2270
1832
1584
1471
2.5～5万KW
高压
台
146
140
142
119
112
万KW
376.2
360．2
365.2
301.50
282.5
中压
台
112
97
77
96
88
万KW
291.55
252．55
200
247.84
227.84
1.2～2.5万KW
高压
台
32
29
27
18
15
万KW
43.26
39
36.66
24.96
20.16
中压
台
798
712
631
538
499
万KW
1025
907.85
798.15
671.989
618.189
1万KW
高压
台
2
3
3
1
1
万KW
2
3.04
3.04
1
1
0.6～1.2万KW
中压
台
928
872
828
646
610
万KW
568.12
532.18
504.77
392.56
369.61
表6-31997年～2006年供热机组的每年发展情况
年份（年）
比上一年增加
增加机组的平均
单台容量万（KW/台）
台数
总容量万KW
1997
230
294.412
1.28
1998
84
296.75
3.53
1999
90
322.06
3.578
2000
95
174.70
1.05
2001
108
233.55
2.163
2002
331
519.511
1.57
2003
184
625.51
3.4
2004
181
444.5
2.46
2005
2168
2006
1067．69
平均单台供热机组3.089万KW
表6-4全国部分省市热电机组排序
年份
省别
2003年
2005年
2006年
装机容量
（万KW）
排序
装机容量
（万KW）
排序
装机容量
（万KW）
排序
山东省
580.18
1
1098.731
1
1467
1
辽宁省
481.58
2
517.53
3
563
4
黑龙江省
389.25
3
445.43
6
536
5
河北省
336.95
4
500.13
4
616
3
吉林省
277.20
5
411.05
7
404
8
山西省
257.90
6
323.80
11
354
10
浙江省
252.49
7
454.32
5
458
6
北京市
223.36
8
328.70
10
304
11
内蒙古
216.40
9
352.30
9
405
7
上海市
188.29
10
366.39
8
366
9
江苏省
-
-
1035.26
2
1270
2
三、集中供热的情况
在负责城市集中供热的热力公司中，规模最大的为北京市热力公司，现已有供热管网近630km。
（其中蒸汽网38km）。
供热面积10100万m2，热电联产8700万m2，供应蒸汽情况发生变化，由于北京市大抓环境治理有污染的企业迁出市区，致使工业蒸汽用户由105个减少到50余个。
用汽量由897t/h减少到600t/h。
大小热力站共1700个，已建成的热力管网：
蒸汽管直径DN1000，热水管直径DN1400。
到2004年底由于大量发展燃煤锅炉改烧天然气，治理城市环境污染。
使燃气供热迅猛发展已达14265万平米（主要为燃气锅炉房和燃气壁挂炉自采暖）。
燃煤锅炉供热10374万m2。
其中大型集中锅炉房供热6302万m2，燃油、电锅炉及地热，余热供热1014万m2。
北京城八区到2004年底总供热24140万m2。
到2010年北京全市建筑面积将达59500万m2，其供热方式见表6-5。
表6-52010年北京市各种供热方式及比例
供热方式
面积（万m2）
比例（%）
城市热网供热
13347
22.5
燃煤锅炉供热
15380
25.8
燃气供热
27900
46.9
其他供热方式
2873
4.8
合计/万m2
59500
100.0
从节能与环保角度来看，北京仍需大力发展热电联产，增加热电联产供热的比重。
全国共有660个设市城市，其中已有321个城市建有集中供热设施，占48.64%，2005年底中国集中供热的供热能力：
蒸汽10.7万t/时，热水19.8万兆瓦/时。
供热量：
蒸汽7.15亿GJ/年。
热水13.95亿GJ/年。
2005年底全国供热面积为25.2亿m2。
比上年增长16.67%。
热力管道总长度已达蒸汽1.28万公里，热水6.43万公里，东北、华北、西北地区，集中供热面积约占全国集中供热面积的80%，热化率30%，全国集中供热从业人员共26万人。
2005年在总供热量中热电联产的蒸汽占82%，热水占29.49%。
城市民用建筑集中供热面积增长较快，并向过渡区发展。
全国集中供热面积中，民用建筑占69.31%，其它占7.11%，民用建筑集中供热有如下特点：
①三北地区集中供热以民用建筑为主，如北京市民用建筑为72.66%，河北为66.54%，辽宁为67.5%，山东为51.97%。
②城市集中供热逐步向过渡区发展，如上海、江苏、浙江、安徽等省市均已有集中供热，但以公共建筑和工厂为主，如上海为61.72%，江苏为53.35%，安徽为39.55%。
城市供热管网的建设也有很大发展。
第二节我国热电联产发展的若干趋势
一、大容量供热机组增多
近两年中国热电联产建设中，开始注重建设规模，对城市集中供热国家也积极提倡搞大型两用供热机组。
以前单机20万、30万KW的大型供热机组仅在特大城市建设，近两年在20万人口以上的大、中城市也开始建设。
据“热电联产动态”报导，仅2005年国家批准立项和开工建设的热电工程就有121个工程。
总容量40362MW，平均每个工程333MW。
其中：
2×300MW的大型热电厂就有42项,计2500万KW；2×200MW的大型热电厂就有17项计680万KW，两项合计共3100万KW。
2006年报导的热电项目2×200MW和2×300MW的大型热电厂占项目总数的80%，容量占90%。
由此可以预计不久的将来，目前中国热电联产以中小机组为主的局面将改变。
例如江苏省以前多为单机1.2万KW及以下的小型供热机组，目前太仓2×135MW供热机组已投产，4×300MW供热机组也先后投产。
江苏新海2×300MW大型供热机组已于2005年投产运行。
我国生产中小型供热汽轮机的生产厂也向生产大型化发展，例如杭汽已生产60MW机组，武汽已生产135、155MW机组，南汽已生产135、300MW机组。
二、凝汽火电厂改供热或加装供热机组
由于热电联产能有效节约能源和改善环境质量，越来越多的人已看好发展热电，故近几年已有一些火电厂改造为热电厂，并有更多的火电厂内加装了供热机组。
据不完全调查，凝汽火电厂改造为热电厂的工程如表6-6：
表6-6凝汽火电厂改为热电厂
顺序
电厂名称
改造的装机容量（MW）
1
北京高井发电厂
6×100
2
福建漳平发电厂
1×100
3
徽水发电厂
2×200
4
山西侯马发电厂
5
山西运城电厂
2×200
备注
为不完全统计
2005年《热电建设动态》报导，国家批准立项和开工的火电厂内扩建供热机组的工程如表6-7。
表6-7火电厂内扩建供热机组的工程
顺序
火电厂名称
扩建供热机组容量（MW）
1
佳木斯发电厂
2×300
2
青岛发电厂
2×300
3
内蒙丰泰发电有限公司
2×300
4
河北马头电厂
2×300
5
内蒙乌斯太电厂
2×300
6
郑州363电厂
2×300
7
山东莱芜电厂
2×300
8
河北承德滦河电厂
2×300
9
河南豫源发电公司
2×300
10
吉林二道江发电厂
2×135
11
满洲里光明公司
2×200
12
山东荷泽电厂
2×300
13
平顶山汝州火电厂
2×135
合计
6364
备注
不完全统计
凝汽火电厂改供热和扩建供机组的总容量达7664MW，说明发展热电是科学技术进步的方向。
国家调查10万KW及以下火电机组情况：
2006年3月国家能源领导小组办公室与国家发展和改革委员会联合发文国能办政策（2006）15号：
“国家能源办国家发展改革委关于开展全国10万KW及以下火电机组调查的通知”文件要求各省报送10万KW及以下火电机组的调查。
该工作已完成。
2006年7月国家发改委能源局下发了“关于切实做好现役电厂供热改造可行性研究工作的通知”。
委托中国国际咨询公司和中国电力工程顾问集团公司负责调查城市周边13.5万KW及以上凝汽发电厂实施供热改造和以高参数、大容量供热机组替代老、小机组方式实现城市集中供热的可行性。
受国家发展和改革委员会委托，中国电力工程顾问集团公司组织对三北电网复盖的50个火电厂进行了调研，首先请汽机厂提供了这类机组的改造方案。
如仅小改，即在中、低压缸联通管上加装三通与蝶阀以对外供热，其供热参数与能力见表6-8。
表6-8供热参数与能力
机组容量等
级/MW
抽汽压力
/MPa
抽汽温度
/℃
最大抽汽能力
/t/h
备注
125
0．25
约250
200
旧型
0.7～1.0
约260
200
新型
200
0.245
约245
150-200
三排汽
0.245
约245
400
两排汽
300
0.7～0.9
310～350
500
哈、沪、东方
0.3～0.6
205～250
600
北重
600
0.7～1.0
310～360
800
汽机厂普遍认为，国产机组不仅技术改造是可行的，进口机组也可以改。
但调查发现，原从苏联进口的200MW级机组，分缸压力仅0.127MPa，如果缺乏尖峰热源，供热半径将受较大限制。
这些机组不仅可供采暖用汽，也具备抽出压力较高的工业用汽的条件。
该工作完成后将有更多的凝汽火电厂将改造为热电厂。
将为节约能源和改善城市环境质量做出更大贡献。
在燃煤的时代，火力发电厂确是机组越大经济效益越好，机组小则不经济。
但在燃料结构改变的今天，情况不同，人们的思维方式也要改变。
燃油燃天然气的燃气轮机、内燃机由于大机组与小机组的效率差别不大，而且小机组又有占地小，机动灵活布置方便自动化水平高的特点，因而在发达国家大量采用。
燃料结构改变了，各类中小型机组，只要经济效益好，有生命力，就有发展前途。
中国目前正处在大发展大集中的过程。
大机组、大电厂、大电网是主导方向，但分布式电源的发展，将不以人们的意志为转移，必将迅速发展。
第三节我国热电联产的节能分析
根据《2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标》：
到2010年时，全国热电联产机组总容量将达1.2亿KW，其中城市建筑物采暖集中供热热电厂约5600万KW，工业生产用热热电厂约6400万KW。
预计到2010年全国发电装机容量将达8亿KW左右，届时热电联产将占全国发电总装机容量的15%。
根据目前发展形势来看，原预计2010年热电将达1.2亿KW，可能偏小。
因为2006年底热电已达8048.69万KW，以后按每年增加1000万KW考虑，到2010年底可能达1.25亿KW。
热电联产节约标煤量估算：
按2010年热电联产装机达1.2亿KW计主要用于城市集中供热，可比大型集中供热锅炉房，节煤量按每万KW年节标煤一万t考虑。
根据前几年审查中小型节能热电厂均要计算节煤量的工程数字积累，大家有个公认的数字指标，每一万KW装机与热电分产相比年节约标煤一万t。
对供工业生产用热的热电厂，主要提倡装背压机组，既使装抽汽机也因系全年的生产热负荷，故年节煤量较大，按每万KW年节标煤一万t的保守估计，到2010年热电联产装机的年节约标煤量为：
12000万KW×1=12000万t/年
根据中国电力企业联合会的统计，目前中国电力工业中尚有单机30万KW以下火电机组22449.6万KW。
预计其中有20%有改造供热的可能，将达到4490万KW。
目前国家发改委能源局已发文组织力量调查全国单机13.5万KW～30万KW以下纯凝汽机组改造供热的可能性调查，因而这部分节能是可以拿到的。
按每万KW年节约标煤1万t考虑，预计年节约标煤4490万t
目前全国工业锅炉保有量52.74万台，共125.4万MW，其中燃煤的工业锅炉占85%。
全国热水锅炉保有量16.938万台，49.754万MW，2003年统计，平均容量为2.379MW/台，小于35t/h的锅炉约占总容量的98.9%，其中大于等于20t/h的不到20%，2—10t/h的占75%，小于等于1t/h的占5%。
根据部分省市提供的资料，单台10t/h及以上的锅炉仅占总数量的8%，总容量的28.59%故可改造的锅炉容量为125.4×28.59%=35.86万MW折合蒸t1.429×35.86=51.23万t/h。
按上述办法计算单台10t/h及以上的热水锅炉总容量为49.754×25.59%=14.22万MW折合蒸t1.429×14.22=20.33万t/h
全国工业锅炉和热水锅炉均有可能改造建小热电机组的容量按30～40%计。
背压机的汽耗按13kg/kwh计，每t汽可装机76.9kwh。
每万t蒸汽可装机76.9万kw，工业锅炉按30%容量可改造为51.23×30%=15.37万t/h，15.37×76.9=1182万kw。
因工业背压机煤耗低，运行时间长，按1万kw节标煤3万t计，可节标煤3546万t标煤（1182×3）。
热水锅炉折合20.33万t/h，按20%容量可改造，4.07万t/h（20.33×20%）。
因采暖锅炉房运行时间短，平均为4个月按1万kw节标煤1万t计，可节标煤313万kw（装机4.07×76.9）。
由上述分析可知，热电分产改造为热电联产可节煤9530万t/年（4490+4727+313）。
小锅炉改造已列为国家节能中长期专项规划，十大重点节能示范工程的第一项，将小锅炉改造为热电联产是最有效，最易于实现的技术路线。
只要国家采取正确的鼓励支持政策，这部分节能也是可以拿到的。
到2010年热电联产和凝汽火电机组改造为热电机组与小锅炉改造为热
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