热电联产与城市化建设

中图分类号：F291.1文献标识码：A 文章编号：

在国家节能减排总体目标推动下，大力发展热电联产是提高能源利用率的有效途径，也是改善城市环境质量的重要手段，更是发展低碳经济的必由之路，因而被国家确定为十大重点节能工程之一。

所谓热电联产，顾名思义，就是一种热能和电能联合生产的高效能源生产方式。发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对工业和家庭提供热能的工艺过程，较之与分别生产电、热能方式节约燃料。

一般的火力发电厂在发电过程中，大量的热能被循环水带走，白白地排放在大气中，火电厂的能源利用率仅为35%左右，大型凝汽式机组热效率可达40%。

热电联产通常采用蒸汽轮机驱动发电机发电，还将作过功的蒸汽从汽轮机中抽出，通过一级或多级高（低）压加热器等辅助设备对锅炉给水补充加热而形成热循环。与此同时，在发电过程中，还将一部分热能通过热力管道输送到千家万户。与火电厂相比，燃烧同样数量、同样品质的燃料，热电厂不仅可以提供电能，还能提供纺织、印染、淀粉、化工等工业生产用的蒸汽和居民住宅暖气用的热水。造纸、、钢铁、炼焦、化学、石油化学工业是热电联产的主要用户，它们不仅是消耗电、热能的大用户，而且其在生产过程中产生的废料和废气（如高炉气），还可作为热电联产装置的燃料。热电厂的热效率一般都在45%以上，最高总效率可达80％左右。

热电联产是既产电又产热的先进能源利用形式，与热、电分产具有很多优点：一是降低能源消耗，初步估计，我国目前的热电联产每年可节约能源3000万吨以上标准煤。二是提高空气质量，每年减少二氧化碳排放6500多万吨，减少二氧化硫排放60多万吨，减少灰渣排放1300万吨。三是补充电源。四是节约城市用地。五是提高供热质量。六是便于综合利用。七是改善城市形象。八是减少安全事故。

热电联产的许多优点，被世界各国所充分利用和大力发展，很多国家制订法律法规，技术规范和一系列优惠政策，鼓励支持发展热电联产。美国己从发展热电联产进展为热电冷联产。

面对国际油价的飚升和减少温室气体排放的压力，欧盟对节约能源高度重视。在欧盟委员会发布的能源效率行动计划中，提出到2020年减少一次能源消费20%的节能目标，并减少温室气体排放20％，对此，欧洲有关机构对热电联产的节能潜力进行评估，结果表明：仅热电联产的一项技术可完成1/3的欧盟节能目标，每年可减少C02排放1亿吨。

丹麦热电联产的发展堪称欧洲乃至世界的典范。经过百余年的发展，丹麦热电联产发电量己超过其总发电量的50%。从1985年以来，丹麦热电建设以大机组为主，但工业区和城市小型社区也发展中小热电机组，总之要效率优先。丹麦颁布了天然气工业热电机组的补贴和电价的优惠政策，促进了热电厂的发展。据报导，丹麦靠政策引导和具体优惠策略支持，促使火电厂节能改造，都对外供热。通过集中供热的锅炉房，都装上小背压机发电，解决锅炉房自用电。这就是坚持科学发展观，靠高科技，将热与电分别生产改造为热电联产，提高了一次能源利用率，促进了国民经济大发展，一次能源消耗并未增加，环境还略有改善。丹麦的经验说明，发展生产力不一定要靠高能耗的大投入。

我国既是一个能源大国又是一个能源消耗大国，而能源的生产环节与消费环节都会大量排放二氧化碳等温室气体。电力系统包含着一次能源向二次能源的转换（即电能消费环节），任重而道远。因此，调整一次能源结构，改变能源转换技术，减少温室气体排放，发展低碳经济，就成为我们调整产业与经济结构，转变经济增长方式，保持社会持续发展的关键。

在我国电力工业装机中，水电占22.36%，火电占73.4%，核电与风电仅分别占1%与3%。

至2010年底，我国的供热机组总容量达16655万千瓦，占火电装机总容量24.02%，占全国发电机组总容量的17.23%，是核电装机1082万KW的15.39倍。

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123万千瓦，在北京、沈阳、吉林、长春、郑州、天律、邯郸、衡水、秦皇岛和太原这些特大城市和大城市己有一批20万千瓦、30万千瓦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在开花结果，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，在中央“上大压小”政策影响下，将有更多的城市安装大型供热机组。有的城市在市区周边和开发区己建起十多个热电厂，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项目，投资建设热电厂。

为了提高大中型发电厂的运行效率，国家能源局要求大中型火电机组改造为热电机组，同时明文规定新上热电联产工程应首先考虑现有凝汽火电机组改造为供热机组。

近年来，我国对现有中小热电厂通过一系列技术改造，供电标煤明显下降，比我国目前最大、最先进的4*1000MW超临界的玉环电厂283.2g/KWh以下还要低，降到200g/KWh以下，热效率提高到83%。这一结果充分说明：热电联产节能潜力大得很！

当前，全国各地城市化建设、城镇化建设如火如荼，方兴未艾。在推进城市化建设过程中，按城镇建设总体规划要求，我们更应注重区域能源规划符合实际需要。而热电联产规划则是区域能源规划中必不可少的重要内容。

人类根据生产和生活的需要，出于各种目的将地球划分为各种的区域，为着这些区域的发展和建设编织着各方面的规划，绘制着各种各样的蓝图。对这些区域有各种各样的需要求，但能源的需求是首當其冲的。人类的现代文化文明没有能源保障是不可能的。因此无论是什么功能的区域，能源的需求和供应是首先要考虑的。

区域能源规划就是对你所选定的区域的能源需求和供应在建设或开发（或是在扩充、改造）时有一个计划。对能源需求的种类、品位、数量、使用的特点、时间、价格以及排放等有一个预期；对能源供应的可能有一个展望，包括：能源资源的情况，可利用的情况，利用的成本分析：还要对在本区域所采用的能源技术有一个技术经济的分析对比；当然不能忘了能源消耗给环境带来影响的分析。

区域能源规划是一个专业性很强的工作，它需要既懂得规划又要懂能源、环保和经济方面的专家团队来完成。当然它还要和区域在其它方面的规划很好协调。

（1）区域能源规划是区域良性发展的主要内容

现在我们国家每年以近20亿平方米的竣工面积在进行建设。这些面积大多以新建的区域或是改建、扩建的区域的形式出现，或是“开发区”、“科技园区”、“居民区”、“生态区”等等。不管取什么名字，但都是大小不同的建筑和区域，都有总体规划的问题，也都有区域能源规划问题。现在很多地方领导远见卓识，在考虑总体规划的时候，把能源问题考虑了进去；但是还有些地方对区域能源问题认识不够。现在我们大声疾呼：区域能源规划是区域良性发展的必修课！只有做好区域能源规划，才能使你所建设开发的区域在今后的十几年，甚至几十年的发展中没有节能减排的后顾之忧。区域能源规划这一课必须上好，没上的要补上，补好！

（2）区域能源规划该有哪些内容？

①能源需求侧

在所规划的区域中，各种能源用户对能源的需求应该包括在本规划中。包括能源的种类、品位、温度、数量、功能，用能的时间、季节、用能规律等等。

②能源供应侧

在所规划的区域中，各种能源资源的情况，一次化石能源，二次转换能源，可再生能源，可用的低品位能源。包括品位、数量、可利用性。可利用的技术、系统、及先进可靠的设备配套等等。

从我国现有能源状况和未来需要来看，我国的能源不容乐观，能源结构调整势在必行，燃煤比重将逐年降低，非化石能源必将逐年增加。天然气、煤层气、页岩气将快速增长，而气体燃料的普及应用为发展分布式能源，提供了极好的机遇。从目前形势来看，中央领导部门将大力促进分布式能源的发展，而分布式能源要健康发展，首先要做好规划，认真编好“区域能源规划”，在工作中要吸收热电联产规划编制中出现的问题，促使先进技术，尽快形成生产力，为节能减排，发展低炭经济贡献更大力量。

随着建设项目的日益增多，供热需求剧增，而建筑物的采暖用热将耗费巨大的能源，只有积极推广热电联产，实施集中供热，才能满足日益发展的热负荷需要。

城市集中供热是城市的基础设施之一，是有效节约能源，改善城市环境，改善城市大气质量，提高城市现代化水平的重要措施，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。具备供熱改造条件的现役电厂，按目前管道保温技术和机组运行条件，距离城市半径15KM以内或距有一定工业热负荷需求的工业区5KM以内，且机组运行年限在20年以下的大中型电厂，具备供热改造条件。

2008年，南通天生港发电有限公司通过2*330MW机组实施供热技术改造，化水增容改造以及三条热网主管线的敷设，替代了原南通热电有限公司（6炉4机、总装机容量1.8万千瓦）、宏达热电有限公司（3炉2机、总装机容量1.2万千瓦）、江山农化热电厂（5炉4机、总装机容量2.4万千瓦）三家热电企业集中供热。在实施替代集中供热工程中，采用了非开挖定向穿越技术，供热管道成功穿越了越江路、永兴路、人民西路、姚港路、通扬运河、城北大道，解决了过去供热管道采用桁架、悬索、拱管等方式地上明敷跨越道路及河流问题，具有不破坏地面建筑物，不影响交通，不破坏环境等特点。为国家节约了一大笔拆迁费用，满足了南通市城市建设整体规划要求。

随着人们生活水平、物质要求的日益提高和科学技术的应用，热电联产的发展方向是朝着热、电、冷三联供方向发展，通过吸收式制冷机生产6-8℃冷水用于空调和工艺冷却，利用供暖管路，夏季为城市提供冷源动力。通过对城市功能的合理布局和能源的合理使用，结合新型的电、热、冷、水联合生产工艺和新的发电一供热技术，提高能源的综合利率，努力将城市能耗降低20-30%，从而降低城市的碳排放，实现城市低碳建设和发展。

参考文献

中国电力科技网.大机组供热改造与优化运行技术2011年会论文集

作者简介：

马汉明男，南通华源机械有限公司，工程师，主要从事热电厂高（低）压加热器等热电设备的生产和技术服务管理工作。