熱電廠供熱
根據熱用戶所需壓力和溫度,適當提高汽輪機排汽壓力(或採用抽吸的方式),利用作過功的蒸汽(稱乏汽)向發電廠周圍用戶供熱,就可使汽輪機的冷源損失得到有效利用,從而顯著提高熱電合供系統的綜合利用效率。典型熱電聯產和分產的熱力系統和熱量平衡見圖1。
當採用聯產方式時,獲得相同數量電能和熱能,理論上所耗燃料量比分產方式(由鍋爐房供熱,凝汽電廠供電)可減少1/3左右。
簡況由於資源條件和能源政策不同,世界各國熱電聯產發展很不平衡。蘇聯是目前熱電聯產最發達的國家,從20世紀20年代開始,蘇聯一直大力發展熱電聯產。到1980年蘇聯已有 800個左右的城市和居民點實現了熱電廠供熱,其中規模最大的是莫斯科。中國城市熱電廠供熱事業開始於50年代,當時主要是配合重點工程項目和工業區的建設。到1980年,全國500千瓦以上供熱機組的總裝機容量為4600兆瓦,約占火電總裝機容量的11%。絕大多數熱電廠採用礦物燃料。核熱電廠還處於開始發展階段,截至1980年只有瑞典、蘇聯和聯邦德國等少數國家有建設和運行的經驗。
供熱機組類型熱電廠的供熱機組絕大多數是汽輪機,燃氣輪機和柴油機數量很少。目前,常用的供熱式汽輪機主要有兩種類型:
①背壓式機組。其特點是以熱定電,發電量取決於熱負荷的大小,適用於擔負大型區域供熱系統的基本負荷或穩定的工業熱負荷。背壓式機組的原則熱力系統見圖2。
②抽汽凝汽式機組。一般有一個或兩個不同壓力的可調節抽汽口,用以滿足工業和民用供熱需要。這種機組又可分為兩種類型:一種是兼顧發電和供熱,電、熱出力互不牽制,因此運行比較靈活;另一種則以發電為主,供熱時發電出力相應減少。抽汽凝汽式機組的原則熱力系統見圖3。
其他類型供熱式汽輪機大多是以上兩種的變形,如抽汽背壓式凝汽機和低度真空運行等。
熱電聯產的經濟性熱電廠供熱是城市集中供熱的一種主要方式,目的主要是節能。與其他集中供熱方式比較,熱電聯產通常需要更多的投資和較長的建設周期。影響熱電聯產經濟性的主要因素有:①所在地區電力系統的結構和特點;②地區的能源平衡及能源價格;③熱負荷特性、分布密度及其增長趨勢;④熱電廠和熱網的建設條件;⑤環境保護的要求。
提高熱電廠供熱的經濟效果的措施通常有:①在環境和設備許可的條件下,將城市內原有的凝汽式電廠改造成為熱電廠;②正確選擇供熱機組,儘量選用高參數的大型供熱機組和背壓式機組;③將熱電廠、熱網和用戶視為一個統一的供熱系統,並據此確定最佳的供熱參數;④規劃熱電廠供熱範圍時,應考慮將來與區域鍋爐房相結合的問題,儘可能做到既便於過渡又能避免重複建設;⑤在區域供熱系統中設定高峰鍋爐,擔負季節性高峰負荷,供民用為主的供熱機組,一般宜擔負最大供熱負荷的50%左右;⑥建設工業熱電廠,要考慮向附近居住區供熱以及將來與城市熱網連線的可能性。
城市發展熱電廠供熱,一般可減輕對大氣的污染。但由於同時將發電用燃料引入了市區,有可能使城市燃料總消費量相應增加,所以在制訂熱電廠供熱規劃時,一定要對環境影響問題進行全面的預評價,並提出必要的治理措施。