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

1、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

2、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

3、；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

4、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

5、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6-1 2006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

6、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/KWh6000KW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h5198h 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713.9

7、2亿M 3 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40.32 kg/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

8、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

9、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6-2 2000年2006年供热机组的分类情况全国单机6000KW及以上：2006200520042003200220012000供热机组台数台26061990230221211937160

10、61498总容量万KW804869698148144369374432242991按压力分高压台1045797433410377319294万KW625632351527192482208418741737中压台1540114918691711156012871204万KW1658.441191？20941887165913501253按容量分3060万KW台348高压万KW10512412030万KW台4930高压万KW9926001020万KW台14675高压万KW1847964.6310万KW以下高压台816684万KW2366241708.91中压台15401149万KW1658441

11、191.18燃气轮机台2144万KW1339351.85万KW机组台276262223187172万KW250222701832158414712.55万KW高压台146140142119112万KW376.23602365.2301.50282.5中压台11297779688万KW291.5525255200247.84227.841.22.5万KW高压台3229271815万KW43.263936.6624.9620.16中压台798712631538499万KW1025907.85798.15671.989618.1891万KW高压台23311万KW23.043.04110.61.2万K

12、W中压台928872828646610万KW568.12532.18504.77392.56369.61表6-3 1997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KW1997230294.4121.28199884296.753.53199990322.063.578200095174.701.052001108233.552.1632002331519.5111.572003184625.513.42004181444.52.46200521682006106769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

13、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580.1811098.731114671辽宁省481.582517.533 5634黑龙江省389.253445.4365365河北省336.954500.1346163吉林省277.205411.0574048山西省257.906323.801135410浙江省252.497454.3254586北京市223.368328.701030411内蒙古216.409352.3094057上海市188.2910366.3983669江苏省-1035.26212702三、集中供热的情况

14、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630

15、2万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6-5 2010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1334722.5燃煤锅炉供热1538025.8燃气供热2790046.9其他供热方式28734.8合计/万m259500100.0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

16、/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： 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

17、66.54%，辽宁为67.5%，山东为51.97%。 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403

18、62MW，平均每个工程333MW。其中： 2300MW的大型热电厂就有42项,计2500万KW；2200MW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2200MW和2300MW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2135MW供热机组已投产，4300MW供热机组也先后投产。江苏新海2300MW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

19、，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61002福建漳平发电厂11003徽水发电厂22004山西侯马发电厂5山西运城电厂2200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

20、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23002青岛发电厂23003内蒙丰泰发电有限公司23004河北马头电厂23005内蒙乌斯太电厂23006郑州363电厂23007山东莱芜电厂23008河北承德滦河电厂23009河南豫源发电公司230010吉林二道江发电厂213511满洲里光明公司220012山东荷泽电厂230013平顶山汝州火电厂2135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

21、(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

22、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125025约250200旧型0.71.0约260200新型2000.245约245150-200三排汽0.245约245400两排汽3000.70.9310350500哈、沪、东方0.30.6205250600北重6000.71.0310360800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

23、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

24、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

25、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KW1=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

26、13.5万KW30万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%，210t/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125.428.59%=

27、35.86万MW折合蒸t1.42935.86=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49.75425.59%=14.22万MW折合蒸t1.42914.22=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3040%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51.2330%=15.37万t/h，15.3776.9=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(11823)。热水锅炉折合20.33万t/h，按20%容量可改造，4.07万t/h(20.3320%)。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4.0776.9)。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