包头东华热电有限公司，014040，包头市，内蒙古自治区
摘要：集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。它可以提高能源利用率，节约能源，降低运行费用，提高供热质量。而热电联产是集中供热的最高形式。本文通过热量法综合分析了热电联产集中供热系统的热经济性，并提出提高热电厂热经济性的措施。
关键词：热电联产，集中供热，热量法
1.引言
集中供热是指由一个或几个热源通过热力网向一个区域(居住小区或厂区)，或城市(镇)的各热用户供热的方式。集中供热系统主要由热源、热力网和热用户三个部分组成。常用的集中供热方式按热源分，包括区域集中供热系统和热电联产集中供热系统，也可以是由各种热源共同组成的混合系统。发展城市集中供热，应该根据节能、保护环境和经济性合理的要求，并根据当地的具体条件慎重选择集中供热的方式。
热电联产是动力设备同时对外部供应电能和热能，这种联合生产过程符合“按质用能”的原则，达到“热尽其用”，提高了热利用率，是电厂的热经济性大为提高。热电联产是集中供热的最高形式。本文针对热电联产的经济性进行了分析，并提出提高热电厂热经济性的措施。
2.热能量生产与热电联合能量生产的特点
当动力设备只用来生产一种能量时（电能或热能），这种能量生产方式称为分别能量生产，或称单一能量生产。如企业用工业锅炉供应工业用热，城市采暖锅炉对住宅和公用企事业供暖及供应热水或用凝汽式机组发电，如图1（a）和图1（b）所示，这些生产方式都属于分别能量生产方式。如果发电厂用凝汽式汽轮发电机组发电，同时又用电厂锅炉直接对厂外热用户供热［见图（c）］，这样的生产方式仍属分别能量生产方式。
图1 热电分产系统
现代大型火电机组采用了各种技术提高机组的热经济性，其电厂效率也还只能达到37％～40％左右，燃料热量的60％～63％都损失了，其中冷源损失就占46％～52％以上。同时工农业生产和人们生活中，需要大量热能，其中大部分只需要低品位的热能，若用效率较低的工业锅炉或采暖锅炉，直接把燃料的高品位能量转变为低品位能量使用，会造成很大浪费。热电厂利用作了一部分功的蒸汽的低品位热能对外供热，进行热电联产，就能减少能量损失。
3. 热电联产的热量法（效率法）定性分析
理想朗肯循环热效率ηt和实际朗肯循环热效率ηi：
图2 朗肯循环，供热循环的T-S图
由上述分析可知：
1）朗肯循环的ηt,ηi值均较低，冷源热损失大，能源利用率低。
2）纯供热循环的ηth, ηih均为1，无冷源损失，故可大幅度提高热电厂的热经济性，使其热耗率、煤耗率大幅度降低，节约了能量耗费。
给水回热循环的回热抽汽流也属于热电联产的性质, 只是该抽汽凝结放热量是用来内部加热给水，是热电联产的一个特例，提高回热发电比，或利用低压回热抽汽，可以提高热经济性。
3）对于抽汽凝汽式机组，它的供热汽流无冷源热损失，ηih=1；但它的凝汽汽流有冷源热损失，ηic<1，比相同循环参数、同容量的凝汽式汽轮机的绝对内效率ηi要低，即ηic<ηi。
4）造成ηic<ηi的因素有：
①节流导致的不可逆热损失；
②非设计工况的效率要降低；
③一般初参数都低于代替电站的凝汽式机组；
④有时供水条件比凝汽式电厂的差。
4.热电联产的热经济性
分产供热煤耗量由热平衡方程式：
节煤原因：ηb ηb(d)。
ηb ,ηp ,ηm ,ηg——热电分产凝气电厂的锅炉效率、主蒸汽管道效率、汽轮机的机械效率、发电机的效率；
ηb(h), ηp(h), ηhs——热电分产供热的工业锅炉效率、主蒸汽管道效率，热网效率；
Bstp ,Bstp(e),Bstp(h)——热电联产总标准煤耗、用于发电的标准煤耗、用于供热的标准煤耗；
Bsap ,Bscp(e),Bsh——热电分产总标准煤耗、热电分产发电的标准煤耗、热电分产供热的标准煤耗，kg/h。
现代电站锅炉效率一般为98%左右，而工业锅炉效率则视其容量、形式而异。如10t/h以上蒸发量的锅炉效率ηb(h)=0.66~0.71。热网效率ηhs根据管道铺设方式和材料性质有所不同，在95%左右。
综上所述，热电联产必须满足两项要求：
1）热电厂内必须有联产电能和热能两种能量；
2）由热电厂向众多热用户集中供热，并保证用热质量和数量。
5. 结论
集中供热效率高、容量大，而分散供热效率低、容量小，而且集中供热有环保设施，可以治理污染。因此，应该提倡集中供热。本文通过热量法综合分析了热电联产集中供热系统的热经济性，并提出如下提高热电厂热经济性的措施：
1）按质用能。热能的供给不仅要满足数量上的需要，还要满足质量上的要求。从?效率看，锅炉容量越大，参数越高，有效做功越大，节能效果越好。
2）应提高供回水的温度，加大供回水温差，从而满足设计供回水温度。
3）综合能效、经济和环境三方面，应推广热电联产集中供热方式。
4）对于我国的实际国情而言，应根据具体的地域与生产生活条件来具体的选择合适的供暖方案。
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论文作者:邱建东
论文发表刊物:《电力技术》2016年第6期
论文发表时间:2016/10/17
标签：集中供热论文; 热电论文; 煤耗论文; 效率论文; 能量论文; 热能论文; 经济论文; 《电力技术》2016年第6期论文;