我国热电联产的现状与发展

物换星移 · 发表于 2007-1-19 16:03:01

王振铭 中国电机工程学会热电专业委员会1　我国热电联产的发展历史1.1　热电联产的兴起与发展时期 　　第1个5年计划开始，进行大规模工业建设，在一些工业区内，建设了区域热电厂。由于当时缺乏热电建设经验，基建计划不落实，热负荷误差很大，致使一些热电厂的经济效益未能充分发挥。 　　1953～1967年间，正是中国大规模经济建设的初期，也是各地电网发展的初期。一般是城市建筑密度低，热网投资大，工业热负荷为主，民用采暖热负荷很小，而工业热负荷一般是提出得偏大偏早。热电厂的热化系数几乎均大于1，因而实际经济效益不高。这一时间由于以供工业为主，绝大多数热电厂选择了抽汽机组，以保证供汽供电。这一时间新投产6 MW及以上的供热机组容量占火电机组总容量的20%，居世界第2位。1.2　1971～1980年间 　　在1971～1975年间，由于中央政策和其它影响，工业布局分散，没有中长期的工业建设和城市规划，因而制订热电厂的发展规划没有基础，只能在短期计划中做些安排。1976～1980年仍然没有相对稳定的国民经济中长期发展规划，但后期国民经济恢复发展较快，热电厂建设开始增加，投产供热机组975 MW，占新增火电装机的6.8%，但公用的供热机组只占23%，也就是说该阶段自备热电厂的比重增大了。1.3　“六五”计划时期热电联产建设开始新发展 　　1981年以后，中央提出到2000年工农业总产值翻2番，人民生活提到小康水平的宏伟战略目标，在能源政策上提出了节约和开发并重方针，在节约能源上采取一系列措施，积极鼓励热电联产集中供热，中央及各级地方政府中设置了节能机构，国务院建立了节能办公会议制度，国家计委在计划安排上专列了“重大节能措施”投资，支持热电厂项目建设。 　　“六五”和“七五”期间原国家能源投资公司节能公司共参与节能基建热电项目291个，总容量6.88 GW(其中小热电2.21 GW)，总投资91.6亿元，其中节约基建投资52.6亿元。 　　目前，国家已将优先发展热电联产集中供热，作为产业政策确定了下来，而且发出了相应的文件，有力地推进了热电事业的发展。2　我国热电联产的现状2.1　目前热电联产发展的特点 　　最近几年我国热电联产事业得到了迅速的发展，经过40多年来热电建设的经验积累，目前已形成一条中国式的热电联产发展道路。 2.1.1　最近几年热电厂的建设主要是在已有的工业区内搞热电联产，代替目前分散运行的小锅炉，因而热负荷比较落实，资金易于筹集，建成后能较快地形成供热能力，发挥出较好的经济效益。 2.1.2　热电厂建设强调要服从城市总体规划和城市热力规划，并明确没有城市热力规划的热电项目不予审批，因而现在很多城市和县镇均编制有热力规划，将热电建设纳入长期发展计划。 2.1.3　热电建设中以区域热电厂为主，也发展一个企业为主兼供周围企业的联片供热的热电厂和企业自备热电厂，以发挥各自的优越性。 2.1.4　热电厂的建设已由电力部门独家建设，发展为电力部门、地方政府和各部门企业共同建设的兴旺发达局面。 2.1.5　建国初期(1949年)甚至建国前建设的中低压凝汽电厂，随着城市的发展，这些电厂已处于城市的中心地带，而机组老旧、煤耗高，纷纷改建为热电厂向城市供热，使老电厂恢复了生机。 2.1.6　随着城市供热规模扩大，开始采用200和300 MW抽汽冷凝供热机组，这些高参数大容量机组在非采暖期与凝汽机组效率基本相同，在采暖期节能明显，因而在热电联产集中供热中发挥巨大作用。 2.1.7　一些地区由于乡镇工业发展，需要统一解决电和热的供应问题，因而一些县、镇积极建设热电。 2.1.8　各地区开发区的建设，都将建设热电厂作为招商引资的基础设施，积极发展热电联产。 2.1.9　《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国节约能源法》和《中国21世纪议程》、《节约能源管理暂行条例》、《节能技术政策大纲》与《当前重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》中均提出鼓励、支持、发展热电联产。今年又由国家计委、国家经贸委、原电力部、建设部联合公布了《关于发展热电联产的若干规定》。2.2　现在热电联产已达到的水平 　　到1997年底，我国热电联产的情况：供热设备容量2 222.2万kW，年供热量95 067.60万GJ，平均供热厂用电率7.10 kW*h/GJ，供热标准煤耗率40.77 kg/GJ。 　　6 MW及以上供热机组共1 229台，总容量达2 197.1万kW，占同容量火电装机总容量的12.12%。 　　在运行的热电厂中，规模最大的为吉林热电厂，装机容量850 MW，在北京、沈阳、吉林、长春、郑州、邯郸、秦皇岛和太原这些中心城市已有一批200 MW、300 MW大型抽汽凝汽两用机组在运行。在黑河、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。 　　到1997年底，全国共有668个设市城市，其中已有286个城市建集中供热设施，占42.81%。1997年底中国集中供热的供热能力：蒸汽652.07 Mt/h，热水69 539 MW/h。供热量：蒸汽206.04 Mt/a，热水62 661 GJ/a。1997年底全国集中供热面积为80 755 万m2。热化率为12.24%。热力管道总长度已达32 500 km，东北、华北、西北地区，集中供热面积为65 076万m2，占全国集中供热面积的80.58%，热化率29.08%。目前北京集中供热面积已达6 411 万m2，集中热化率已达34.6%。 　　在总供热量中热电联产占62.9%，锅炉房占35.75%，其它占1.35%，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，公共建筑占33.12%，民用建筑占59.76%，其它占7.11%。2.3　城市供热管网的建设 　　直埋敷设方式逐年增长，至1995年，直埋敷设长度已达9 251 km，占总长度的29%。(1)热水管道直埋敷设已制订国家行业标准，适用于热介质温度低于或等于150 ℃，公径直径小于或等于DN500 mm的钢制内管保温层，保护外壳结合为一体的预制保温直埋热水管道。(2)蒸汽直埋敷设已在10余个城市中敷设数百公里，最大管径为DN700 mm，正在总结经验过程中。(3)直埋敷设排名为前10位的城市主要分布在东北、华北、西北；地沟敷设排名为前10位的城市主要分布在东北、华北、西北；架空敷设排名为前10位的城市主要分布在南方各省市。3　热电联产的优越性3.1　节能 　　据1982年统计资料，全国热电联产建设与建凝汽式电厂加锅炉房供热比较，约多投资10亿元人民币达到年节约标煤量5 Mt，折合节约吨标煤净投资200元左右，节能经济效益是显著的。1991年底国家计委、原国务院生产办、原能源部联合批准执行的《小型节能热电项目可行性研究技术规定及附件》中，也规定新建热电项目的年节约吨标煤净投资应在500元/t以下。去年中国节能投资公司在“补充说明”中已将该数值调整为1 000元/t以下。北京第一热电厂从1973年开始至今，年发电煤耗均在300 g/(kW.h)以下，最好的1986年曾达261 g/(kW.h)，供热标煤耗为36～37 kg/kJ。 　　分散小锅炉供热的标准煤耗率为55.0～62.1 kg/GJ,200 MW凝汽机组的发电标准煤耗率为350 g/(kW.h)，〔1997年6 MW及以上电厂发电标准煤耗375 g/(kW.h)，供电标煤耗408 g/(kW.h)〕，因而热电厂能有效地节约能源。3.2　改善环境质量 　　分散供热的小锅炉一般是单台容量小、除尘效果差，有的小锅炉甚至无正规的除尘设备。而热电厂的锅炉容量大、热效率高、除尘效率高。一般可在90%以上，最近几年推广使用的循环流化床电站锅炉还可在炉内脱硫更有利于环境保护。由于热电联产节省大量燃料，热效率高，除尘效果好，故能有效地改善环境质量。3.3　缓和当地的电力紧张 　　由于多种原因造成电力工业的发展赶不上国民经济的发展，长时期大范围地形成电力紧张的局面，近年来才得到缓和。热电联产的建设有效地缓和了当时地方电力紧张的被动情况，有的热电厂已形成当地的重要电源点。热电厂都建在热负荷中心，区域热电厂的上网电量也在就近消化，而电力系统的大型电厂则要远距离输电，由热电厂供电减少的线路损失也是可观的经济效益。3.4　提高供热质量，发展生产，改善人民生活 　　分散小锅炉房由于设备条件限制和煤质变化，不易保证供热质量，压力和温度的波动会影响工艺生产。居民采暖的小锅炉，一般为间断供热，供热时间短，温度低，热电厂集中供热为连续运行，稳定可靠，供热质量高。3.5　为灰渣综合利用创造了有利条件 　　分散供热时灰渣不好集中利用，热电联产则为灰渣综合利用创造了有利条件。3.6　节约宝贵的城建占地 　　工业企业中的锅炉房连同煤场要占用比较大的面积，因而想尽快实现热电联产集中供热。原有的锅炉房和煤场、灰场可移作他用以扩大再生产。4　热电联产建设经验与技术发展趋势4.1　热电联产建设经验 4.1.1　加强宣传、提高认识，争取各方支持 　　为促进热电联产事业的发展，国务院、国家计委及有关部门制订颁布了一系列政策和规定。热电联产集中供热涉及能源、城建、环保、电网、交通运输、水源、银行和各热用户等多方面的关系。因此，必须由有权威的地方综合部门领导协调。 4.1.2　加强工程项目的全过程管理 　　(1)做好前期工作。经过多年努力，逐步完善和形成了关于前期工作的一系列政策、规定，使热电项目可行性研究报告的编制与评审走向规范化。强调和加强了热力规划的编制工作，认真落实热负荷。坚持“以热定电”，合理确定装机方案，确定工程采用“招标方式、专家评审、层层把关”的模式，引入竞争机制。(2)加强建设期管理、缩短工期、降低造价。(3)加强运行管理和经营管理，提高经济效益。 4.1.3　因地制宜发展热电联产 　　中国各省市经济发展不平衡，各地区气候和自然条件与基础设施也有很大不同，客观条件确定了热电联产的发展一定要依据每个工程具体情况，因地制宜地建设大、中、小型工程并举，区域热电厂、小联片热电厂和自备热电厂均应按具体情况发展。 4.1.4　非采暖期发展季节性用户 　　在供工业生产用汽与民用采暖热负荷的热电厂中，由于生活热水用热负荷很少或根本没有，每年的采暖期以后，热负荷减少很多，热电厂的经济效益大受影响，北京第一热电厂从1974年开始发展7个工业用汽的季节性用户，每年的采暖期结束时，这7个工厂的自备锅炉停运，改用热电厂的蒸汽，采暖时再倒换过来，这样提高夏季热负荷30～100 t/h，提高了热电厂的热负荷利用率和经济效益，由于停用小锅炉，也改善了周围的环境质量，目前我国已有一些热电厂采取本措施都收到很好的效益。4.2　热电联产发展趋势 4.2.1　大型供热机组的比重增加 　　目前已有北京、沈阳、吉林、长春、郑州、邯郸、秦皇岛和太原等中心城市安装有200、300 MW大型抽汽冷凝两用机组在运行，在城市集中供热方面发挥主力军的作用。一些城市为适应工业与民用热负荷的增长，代替50～60年代建设的小型供热机组，正建设单机100、140 MW的大型供热机组。 4.2.2　推广循环流化床锅炉 　　由于循环流化床锅炉可以燃用劣质燃料，这就为一些地区有劣质燃料而销售困难的情况带来希望，推广循环流化床锅炉，然用当地劣质燃料和含硫较高的煤，有利煤炭工业发展。目前我国已有75 t/h循环流化床锅炉近200台，在126个电厂中运行。220 t/h循环流化床锅炉也有22台在运行，最大的为410 t/h，正在向大型化发展。 4.2.3　城市发展热、电、冷联产 　　随着工业发展和人民生活水平的提高，采暖范围已突破数年前中央的规定范围，由北方向南方一些地区扩展，在南方的一些省、市由于银行、宾馆、饭店、商场和文体设施等公用建筑的增加，人民居住条件的变化，对空调制冷的需要也日益迫切，为此一些地区已发展一批以热电厂为热源的集中供热与制冷系统，溴化锂制冷负荷的增加，使热电厂的综合效益明显提高。 4.2.4　城市发展煤气、热力、电力三联产 　　在中国国家计委等领导部门积极支持下，以燃煤为原料，同时生产煤气、热力、电力三联产工艺科研试验已取得成功，并通过国家小型试验鉴定，将在工程上开展工业试验。 4.2.5　在条件适合的地区利用现有工业锅炉发展热电联产 　　我国目前有单台容量大于10 t/h的工业小锅炉29.4万蒸t/h，如果将其中的1/3改造为热电联产将装供热机组8 GW，这将对缓解电力紧张，节约能源，改善环境，提高供热质量等方面发挥重要作用，更将给建设单位创造出可观的经济效益。　 4.2.6　现有中低压凝汽机组改造为热电联产 　　我国目前尚有9.3 GW小型凝汽机组，煤耗高、热效率低，需进行技术改造。现在一些有条件的中小机组已结合当地的热负荷需求改造为供热机组，目前电力部门已做规划，预计2000年前完成中低压凝汽机组的改造。5　发展热电联产的前景　　热电联产事业经过40多年的发展，已具有相当规模，但远远不能满足实际需要，其发展前景非常广阔。5.1　节能工作的需要 　　根据全国能源平衡，到2000年为保证国民经济的正常发展，能源工作尚有很大缺口，大量建设火电厂，满足工农业生产用电，则受资金、能源与环境等因素制约，故节能工作势必更加受到重视。热电联产已被公认为是节能的有效措施，目前已被国家有关领导部门作为优先发展的产业确定下来，并已发布一批相应的文件，优先发展热电联产。　5.2　环境保护的要求 　　由于城乡工业的发展，环境污染越来越严重，随着人民物质文化水平的提高，环境保护的意识越来越高涨，分散供热既浪费能源又污染环境已被越来越多的人们所认识，在城市和村镇要求实现集中供热的呼声越来越高。5.3　工业用热需求量大 　　1997年全国共生产原煤137 282万t，原油16 074 万t，天然气227亿m3，折合标煤133 600 万t。同年全国发电用标煤34 546万t，供热用标煤3 876 万t，2项合计占标准煤产量的28.75%，而据有关资料报导：煤源消费中除发电、炼焦、交通运输和民用煤外，建材和其它工业用煤的比重则占40%，也就是说建材和其它工业用煤量远大于发电和供热用煤量，一次能源转换成电能的比例和电力占终端能源消耗的比例太低，从前边分散小锅炉的分析中也可看出，发展热电联产的潜力很大。　5.4　民用采暖和生活用热迅速增加 　　到1997年底，热化率仅12.24%，东北、华北、西北地区集中供热，热化率29.08%。根据建设部的规划，到2000年全国集中供热的热化率将达到15%，东北、华北、西北地区将达到25%～30%，经济发达和开发城市将达到45%～50%。近几年随着人民生活水平的提高，供热范围在我国的北方向南方扩展，采暖范围不断扩大。城市集中供热热化率的提高，新建筑的增加，供热范围的扩大，从3方面对热源建设提出了巨大的需求。5.5　农村小热电的发展具有十分广阔的市场 　　广大农村是我国社会和经济发展中的一个重要方面，为了实现本世纪末达到小康水平，到21世纪中叶，基本实现现代化，达到中等发达国家水平的目标，关键将在农村的工业化、城市化和现代化，中国有近5万个小城镇集中了有相当规模的乡镇企业100多万家，有电、热负荷的需求，因而成为热电事业发展的大市场。5.6　政府的大力支持 　　为了更有效地节约能源、保护环境、缓解电力紧张，中央和地方均采取一系列政策，积极鼓励和支持发展热电联产集中供热。中国的热电联产前景广阔，今后在热电建设中较大容量、高参数供热机组将有较大的需求，每年需要新增供热机组2.0～2.5 GW。

顺利 · 发表于 2007-4-15 20:30:51

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