热电联产机组的节能发电调度技术研究与实践

吴清恒 孙文军

（1.西安西郊热电厂，陕西 西安 710077；2.法士特汽车传动工程研究院，陕西 西安 710119）

1 节能调度技术概述

1.1 节能发电调度定义

《节能发电调度办法(试行)》规定，“节能发电调度是指在保障电力可靠供应的前提下,按照节能、经济的原则,优先调度可再生发电资源,按机组能耗和污染物排放水平由低到高排序,依次调用化石类发电资源,最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放”。

1.2 节能发电调度基本原则

“以确保电力系统安全稳定运行和连续供电为前提,以节能、环保为目标,通过对各类发电机组按能耗和污染物排放水平排序,以分省排序、区域内优化、区域间协调的方式,实施优化调度,并与电力市场建设工作相结合,充分发挥电力市场的作用,努力做到单位电能生产中能耗和污染物排放最少。”

1.3 节能发电调度与传统调度区别

节能发电调度是响应节能减排的时代要求而提出的，比传统的发电调度更具有可持续发展性，两者的区别主要体现在以下两点：

1）节能发电调度强调节能减排，更利与能源的可持续发展。节能发电调度将淘汰高能耗高污染的小机组，而更好的发展节能、高效、环保的大机组，坚持节能优先，比传统的发电调度方式更具可持续发展性。

2）节能发电调度体现市场运作机制，更具可操作性。不同于传统的发电调度实行行政计划和平均分配的原则，节能发电调度采取优化配置的方式对能源和污染物排放水平进行排序，同时综合考虑了个发电厂的运行特点，引进市场运作机制，使得发电调度更有活力，更具可操作性。

2 热电联产的内涵

2.1 一般的火力发电概况

“火力发电是指利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。”一般的火力发电厂通过燃烧煤炭只产生一种产品——电，而在发电的过程中，大量的热能被循环水带走，白白地排放到大气中，不仅造成了空气污染，也产生了热能浪费，导致火电厂能源利用率不高，一般仅为35%左右。

2.2 热电联产技术概况

热电联产，简称CHP，作为当前最具发展潜力的能源产业，其总能效可达90%以上，是指同时产生电能、机械能和有用热能中的任何一种形式，简单说来就是在同一电厂中将供热和发电联合在一起，包括双重目标的发电厂、废热处理利用系统、区域供热系统和总能量系统等。

热电联产将普通电厂本来废弃的热量加以利用，为工业和家庭提供廉价的取暖用热，这样可大大提高热效率。通常的火力发电，其效率约为30～35%。这意味着每产出1兆焦的电能，就有2兆焦的热量白白浪费掉。将这部分热量重新用来加热水，完全可以满足工厂附近区域的工厂和住宅区的取暖需要。热电联产通常采用蒸气轮机驱动发电机发电，而将废气用来对现有锅炉装置补充加热，其总效率可达80%。

2.3 热电联产技术优点

热电联产将不同品位的热能分级利用，即高品位的热能用于发电，低品位的热能用于集中供热，不仅大大提高了能源的利用率，同时减少了环境污染，具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。

2.4 热电联产应用类型

热电联产通过种应用类型来达到节能减排的目的，其中主要包括以下四种：(1)大型热电厂；(2)区域性热电厂，一个热电厂向几十户以上的企业供热；(3)企业建设的自备热电厂，为本企业或同时向周围其他企业供热；(4)多功能热电厂，即热电厂供热、供电、供煤气、供冷的同时，还利用炉渣生产建筑材料和化肥，用循环水的余热养鱼、养鳖等，进一步提高热电厂的综合经济效益，让热电厂变得更清洁。

3 热电联产机组的节能发电调度技术研究

3.1 节能可行性

热电联产可以将一般废弃的热量重新用来加热水用以满足工厂附近区域的工厂和住宅区的取暖用热需要。同时热电联产通常采用蒸气轮机驱动发电机发电，而将废气用来对现有锅炉装置补充加热，其总效率可达80%。

3.2 减排可行性

热电厂由于锅炉容量大、除尘效果好、烟囱高、还可实现炉内脱硫除硝，相比于小锅炉、火电厂，其环境效益和社会效益非常巨大。

3.3 安全可行性

热电联产一方面极大地减轻了城市供电负荷，增强了供电安全性，另一方面是热能与电能产生更加高效安全化。

3.4 经济可行性

由于热电联产不仅利于能源的综合利用，还可以补充电源、提高供热质量，同时还有节约城市用地、改善城市形象的作用，经济效益明显。

4 热电联产机组的节能发电调度技术实践

4.1 节能效益

资料显示，“北京市“十一五”期间“上大压小”计划拟关停小机组60.4万kW，用新建105万kW热电机组替代，新机组全年总耗煤量247万t（其中发电耗煤量为174万t）”,这将带来巨大的节能效益。

4.2 环境效益

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，减少二氧化碳排放6500多万吨，减少二氧化硫排放60万吨，减少灰渣排放1300万吨，其环境效益和社会效益非常巨大。

4.3 经济效益

热价和电价是热电联产设施保证经济效益的主要方式，城市热会力计入热源和管网成本，同时因为考虑到煤价价格会适度提高，估计可能在30～35元/m2的水平；因此，燃煤热电联产的热价有竞争力。

4.4 安全效益

从保证电力供应的角度看，扩建热电还有利于减轻本地电力供应负荷，增强电网无功支撑能力。而从能源生产方面来看，热点的生产过程更加规范有序，也减少了安全事故的发生。

5 总结

通过上述对热电联产机组的节能发电调度技术的可行性研究与实践分析，可以得出以下结论：热电联产是集产电与产热与一体的高效能源利用形式，不仅可以降低能源消耗，还可以提高空气质量，同时利于综合利用，具有经济效益，安全系数也较高。我们应该积极鼓励热电联产技术的推广应用。

[1]尚金成，刘志都，节能发电调度协调理论及应用，[J]，电力自动化设备，2009，29（6）：109-114.

[2]国务院办公厅.国务院办公厅关于转发发展改革委等部门节能发电调度办法(试行)的通知[Z].2007-08-02.

[3]景春梅.，节能发电调度与电力工业节能减排，[J]经济师.2008.528-29

[4]郭江，热电联产的成果与展望，[J],《中国能源》，1996年第9期

[5]马建伟，热电联产机组在线监测与调度支持系统研究报告[R].河南电力试验研究院,2008.

[6]马建伟、葛挺、荆百林、李哲、张欢红，热电联产机组的节能发电调度技术研究与实践，[J]，中国电力，2009（42）