分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)制約因素分析及對(duì)策

孫大偉，畢 佳

（1.大唐山東煙臺(tái)電力開(kāi)發(fā)有限公司，山東 煙臺(tái) 264003；2.煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264670）

分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)制約因素分析及對(duì)策

孫大偉1，畢 佳2

（1.大唐山東煙臺(tái)電力開(kāi)發(fā)有限公司，山東 煙臺(tái) 264003；2.煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264670）

本文在討論了分布式能源發(fā)展優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，分析了分布式熱電聯(lián)產(chǎn)的制約因素，并提出了具體的解決措施，對(duì)規(guī)范居民區(qū)或城市中心的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)建設(shè)和運(yùn)行管理具有積極意義。

分布式熱電聯(lián)產(chǎn)；制約因素；優(yōu)勢(shì)

1 概述

熱電聯(lián)產(chǎn)（Combined heat and power，簡(jiǎn)稱(chēng)CHP）既能生產(chǎn)電能又可以生產(chǎn)熱能，與單純的熱、電分產(chǎn)相比極大地提高了熱效率，是一種高效率的能源利用形式。通常，火電廠的熱效率僅為35%左右，而采取熱電聯(lián)產(chǎn)后，熱效率將達(dá)到70%-80%。我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，據(jù)中國(guó)電力企業(yè)企業(yè)聯(lián)合發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止到2015年，我國(guó)的發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)15.1億千瓦，火電裝機(jī)容量為9.9億千瓦。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)資料公布的數(shù)據(jù)顯示，2010年，國(guó)家重大熱電聯(lián)產(chǎn)新開(kāi)工項(xiàng)目為140余個(gè)，2011年新建熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目290余個(gè)，在“十三五”期間熱電聯(lián)產(chǎn)工程還將大幅增加。

2 分布式能源發(fā)展的優(yōu)勢(shì)

分布式能源系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和溴化鋰吸收式制冷機(jī)等設(shè)備構(gòu)成，分布式能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)能源的梯級(jí)合理利用，能效可以達(dá)到80%以上，與傳統(tǒng)的燃煤火電機(jī)組能效相比有了較大幅度提升。分布式能源對(duì)智能電網(wǎng)起到很好支持，對(duì)突發(fā)情況下保證供電安全也發(fā)揮著重要作用。

（1）保障用電安全。分布式能源系統(tǒng)啟動(dòng)更加靈活，具備“黑啟動(dòng)”供電的能力，尤其是在大型活動(dòng)等重要用電節(jié)點(diǎn)，能夠防止主電網(wǎng)突發(fā)事件后的應(yīng)急用電，作為智能電網(wǎng)的重要補(bǔ)充，保障用電安全和電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。

（2）減少環(huán)境污染。與傳統(tǒng)的常規(guī)燃煤發(fā)電相比，分布式能源主要是以潔凈的天然氣作為燃料，采用較為先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備，較燃煤發(fā)電相比，氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及顆粒物等污染物排放大為降低，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

（3）提高能源效率。分布式能源是在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了高品位一次能源用于發(fā)電，低品位高溫?zé)煔饪梢杂糜诙伟l(fā)電，綜合能源利用效率達(dá)到了80%以上，超過(guò)了普通燃煤火電機(jī)組一倍以上［1］，提高了能源利用效率。

3 分布式熱電聯(lián)產(chǎn)制約因素及對(duì)策

分布式熱電聯(lián)產(chǎn)在實(shí)際應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在城市中心區(qū)以及人口密度較大的區(qū)域內(nèi)，能源的利用效率、安全和環(huán)境保護(hù)等依然應(yīng)給予高度重視，切實(shí)采取有效措施加以防范。

3.1 公共安全

大部分小型分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和運(yùn)行的場(chǎng)所多安裝在人口密度較大的區(qū)域，這對(duì)安全性要求更為嚴(yán)格。（1）做好防火。在立項(xiàng)之初，應(yīng)將分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)遠(yuǎn)離人口密度較大或城市中心區(qū)域，就燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要做好供氣輸送管網(wǎng)的安全保護(hù)，定期進(jìn)行檢修，在臺(tái)風(fēng)或易受水災(zāi)等自然災(zāi)害影響的區(qū)域，建議采用柴油等液態(tài)燃料作為分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力。（2）工質(zhì)安全。NH3、R245fa等作為低沸點(diǎn)工質(zhì)具有可燃特性和毒性，也被《制冷劑編號(hào)方法和安全性分類(lèi)》標(biāo)準(zhǔn)列為B2和B1類(lèi)，將低沸點(diǎn)的工質(zhì)應(yīng)用到熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)會(huì)增加安全風(fēng)險(xiǎn)，在使用商業(yè)或民用場(chǎng)所應(yīng)慎用。（3）控制熱力循環(huán)參數(shù)。蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)若要取得高效率的運(yùn)行需要有較高溫度和壓力予以支撐，高參數(shù)運(yùn)行增加了熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的安全隱患，要控制好熱力循環(huán)參數(shù)，如果是在小型分布式熱電聯(lián)產(chǎn)中建議不予采樣燃?xì)?蒸汽聯(lián)合動(dòng)力循環(huán)模式。

3.2 能源利用率

熱電聯(lián)產(chǎn)較傳統(tǒng)單純供電模式大幅度提高了能源的利用效率，但還有進(jìn)一步挖掘的空間，重點(diǎn)可以從副產(chǎn)電力和熱能運(yùn)行方面入手。（1）副產(chǎn)電力。城市發(fā)展尤其是老的城區(qū)電網(wǎng)相對(duì)較為完善，采取分布式熱電聯(lián)產(chǎn)的目的主要是為了進(jìn)一步提升能源的利用效率。這時(shí)，作為用電大戶的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、大型餐飲業(yè)或旅館等常年需要大量熱能供應(yīng)，采取分布式熱電聯(lián)產(chǎn)，以副產(chǎn)電力模式運(yùn)行能夠?yàn)槠涮峁└咝У哪茉幢Ｕ?。?）副產(chǎn)熱能。在一些特殊領(lǐng)域，如機(jī)場(chǎng)、鐵路、醫(yī)院等重要部門(mén)的用電需求者來(lái)說(shuō)，常常需要設(shè)置必備的熱后備供電系統(tǒng)，并保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定，在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中所產(chǎn)生的余熱常常被浪費(fèi)，針對(duì)余熱的二次再開(kāi)發(fā)利用，可以配套吸收式制冷機(jī)組用于供應(yīng)空調(diào)用冷凍水，減少空調(diào)用電需求［2］，提升能源的利用效率。

3.3 污染物排放等環(huán)境因素

城市中心區(qū)域或人口密度較大的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱島效應(yīng)、排放CO2等燃燒產(chǎn)物。因此，要解決好影響環(huán)境的制約因素。（1）熱島效應(yīng)。熱島效應(yīng)是城市尤其是大型城市在發(fā)展中難以避免的難題，既與城市的發(fā)展密度有關(guān)，也與城市的建筑物形態(tài)有關(guān)，其中，熱量的釋放是主要因素。熱量的釋放又主要來(lái)自空調(diào)機(jī)的運(yùn)行、家電的使用和生產(chǎn)生活熱能等熱原有關(guān)。在采用分布式熱電聯(lián)產(chǎn)時(shí)要嚴(yán)格做好副產(chǎn)熱能的余熱再利用，減少熱量釋放。（2）污染物排放。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行與大型火電廠運(yùn)行相比，污染物排放大大降低和減少，但在運(yùn)行過(guò)程中仍然會(huì)產(chǎn)生氮氧化物和二氧化碳等污染物，因此，在項(xiàng)目選址時(shí)要嚴(yán)格做好環(huán)境影響評(píng)價(jià)，與大型火電廠遠(yuǎn)離城市中心相比，分布式熱電聯(lián)產(chǎn)就在城市附近或中心區(qū)域，對(duì)居民的影響是顯見(jiàn)的，因此要尤其做好污染物的監(jiān)測(cè)和防控。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市發(fā)展的規(guī)模將越來(lái)越大，人口的密度也越來(lái)越高，采取分布式熱電聯(lián)產(chǎn)能夠有效提升資源的利用效率，減少環(huán)境污染，節(jié)約能源資源等方面有著巨大優(yōu)勢(shì)，也是未來(lái)能源發(fā)展的趨勢(shì)和方向。在選擇分布式熱電聯(lián)產(chǎn)時(shí)要積極規(guī)避或降低制約因素影響，在提升效率、效益的同時(shí)，減少安全隱患，真正造福群眾。

［1］朱偉.積極推進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)向分布式能源的發(fā)展［J］.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2012（16）∶234-235.

［2］黃遜青.分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)制約因素探討［J］.中國(guó)勘察設(shè)計(jì)，2006（05）∶36-39.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.141

孫大偉（1981-），男，山東煙臺(tái)人，主要從事工業(yè)工程研究。