簡介
熱電廠由于客觀事實(shí)不可能與大型發(fā)電廠在同等起路線上“競價(jià)上網(wǎng)”的。熱電廠裝機(jī)容量受熱負(fù)荷大小、性質(zhì)等制約,機(jī)組規(guī)模要比目前火電廠的主力機(jī)組小很多。熱電廠由于既發(fā)電又供熱,鍋爐容量大于同規(guī)模火電廠。熱電廠必須比一般火電廠多增設(shè)鍋爐容量以備用,水處理量也大。熱電廠必須靠近熱負(fù)荷中心,往往又是人口密集區(qū)的城鎮(zhèn)中心,其用水、征地、拆遷、環(huán)保要求等均大大高于同容量火電廠,同時(shí)還建熱力管網(wǎng)。
在發(fā)電的同時(shí),還利用汽輪機(jī)的抽汽或排汽為用戶供熱的火電廠。一般發(fā)電廠都采用凝汽式機(jī)組,只生產(chǎn)電能向用戶供電。工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用熱則由特設(shè)的工業(yè)鍋爐及采暖鍋爐房單獨(dú)供應(yīng)。這種能量生產(chǎn)方式稱為熱、電分產(chǎn)。在熱電廠中則采用供熱式機(jī)組,除了供應(yīng)電能以外,同時(shí)還利用作過功(即發(fā)了電)的汽輪機(jī)抽汽或排汽來滿足生產(chǎn)和生活上所需熱量。這種能量生產(chǎn)方式稱為熱電聯(lián)產(chǎn)。
功能特點(diǎn)
從能源利用效果考慮,熱電分產(chǎn)對(duì)能源使用很不合理:一方面熱功轉(zhuǎn)換過程(凝汽式機(jī)組發(fā)電)必然產(chǎn)生低品位熱能損失(汽機(jī)排汽在冷源中放熱),另一方面讓高品位熱能(鍋爐提供的蒸汽熱量)貶值地用于低品位供熱。在熱電聯(lián)產(chǎn)中燃料化學(xué)能則轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶粺崮芟扔脕戆l(fā)電(高品位熱能),然后使用做過功的低品位熱能向用戶供熱,這符合按質(zhì)用能和綜合用能的原則。所以熱電廠的特點(diǎn)是,一次能源利用得比較合理,做到按質(zhì)供能,梯級(jí)用能,能盡其用,使地區(qū)的整個(gè)能量供應(yīng)系統(tǒng)節(jié)約了能源。
供熱方式
供熱方式有分散供熱和集中供熱兩大類。在用戶處就地分散供熱,因供熱規(guī)模限制,只能采用低參數(shù)熱效率不高的小型鍋爐(熱效率為50%左右)。然而由熱電廠供熱則形成地區(qū)集中供熱。由于供熱規(guī)模大,可以采用高參數(shù)高效率的大型鍋爐(熱效率為85%以上),從而使能源利用效益得到較大的提高,節(jié)省了燃料。
在環(huán)境污染方面,由于熱電廠集中供熱而使用煤量減少,排污量也減少,城區(qū)內(nèi)運(yùn)煤除灰的麻煩也減少了,而且大容量鍋爐備有高效除塵器設(shè)備和高煙囪,使環(huán)境污染程度大為降低。
熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比凝汽式電廠和供熱鍋爐房要復(fù)雜得多。前者同時(shí)生產(chǎn)形式不同、質(zhì)量不等的兩種產(chǎn)品──熱能和電能;而后者分別只生產(chǎn)單一產(chǎn)品。所以反映熱電廠的熱經(jīng)濟(jì)性除了用總的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以外,還必須有生產(chǎn)熱、電兩種產(chǎn)品的分項(xiàng)指標(biāo)。
①總熱效率:熱電廠的能量輸出和輸入的比值。它反映熱電廠中燃料有效利用程度在數(shù)量上的關(guān)系,因而是一個(gè)數(shù)量指標(biāo)。
②熱化發(fā)電率:供熱機(jī)組熱化發(fā)電量與熱化供熱量的比值。它反映熱、電聯(lián)產(chǎn)的質(zhì)量指標(biāo)。
③發(fā)電方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo):熱電廠發(fā)電量與發(fā)電分擔(dān)總熱耗分額的比值,它可以表示為發(fā)電熱效率、發(fā)電熱耗率及發(fā)電煤耗率。
④供熱方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo):熱電廠供熱量與供熱分擔(dān)總熱耗分額的比值,它可以表示為供熱熱效率及供熱煤耗率。
熱電廠中發(fā)電和供熱兩方面分擔(dān)總熱耗的辦法,目前有3種,即熱量法、 實(shí)際焓降法、作功能力法。
運(yùn)行特性
以熱電聯(lián)產(chǎn)為基礎(chǔ)的熱電廠,其運(yùn)行特點(diǎn)與許多因素有關(guān),如熱負(fù)荷特性、供熱機(jī)組形式、連接電網(wǎng)的特性等。
在裝有背壓式供熱機(jī)組的熱電廠中,其運(yùn)行特點(diǎn)是:
①生產(chǎn)的熱量與電量之間相互制約,不能獨(dú)立調(diào)節(jié)。一般是按熱負(fù)荷要求來調(diào)節(jié)電負(fù)荷。
②熱負(fù)荷變化時(shí),電功率隨之變化,難以同時(shí)滿足熱負(fù)荷和電負(fù)荷要求。當(dāng)滿足不了電負(fù)荷時(shí),就要依靠電力系統(tǒng)的補(bǔ)償容量來承擔(dān)熱電廠發(fā)電不足的電量。
在裝有抽汽、凝汽式供熱機(jī)組的熱電廠中,由于機(jī)組相當(dāng)于背壓式和凝汽式機(jī)組的組合,所以它的運(yùn)行特點(diǎn)是:
①熱、電生產(chǎn)有一定的自由度,在規(guī)定范圍內(nèi)熱、電負(fù)荷可以各自獨(dú)立調(diào)節(jié)。所以它對(duì)熱、電負(fù)荷變化適應(yīng)性較大。
②雙抽汽式供熱機(jī)組對(duì)工業(yè)用熱、采暖及電負(fù)荷之間的獨(dú)立調(diào)節(jié)范圍更大,所以它對(duì)熱、電負(fù)荷變化的適應(yīng)性更強(qiáng)。
在裝有背壓式和抽汽式供熱機(jī)組的熱電廠中,其運(yùn)行特點(diǎn)是在冬季采暖期間,使背壓式機(jī)組投入運(yùn)行,而在夏季時(shí)期則投入抽汽式機(jī)組運(yùn)行,并停用背壓式機(jī)組。這樣可以提高熱電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
在裝有抽汽式供熱機(jī)組和工業(yè)鍋爐的熱電廠中,其運(yùn)行特點(diǎn)除具有抽汽式供熱機(jī)組的運(yùn)行特點(diǎn)外,還可以把工業(yè)鍋爐投入運(yùn)行,以應(yīng)付尖峰熱負(fù)荷的需要。這樣就能增加熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱的效益。
在工廠自備熱電廠中,一般采用背壓式供熱機(jī)組和工業(yè)鍋爐,其運(yùn)行特點(diǎn)是:在一年中長時(shí)間使用背壓式機(jī)組來滿足本廠的熱負(fù)荷和電負(fù)荷,而在尖峰熱負(fù)荷出現(xiàn)時(shí),則投入工業(yè)鍋爐運(yùn)行。若此時(shí)滿足不了電負(fù)荷需要,則由電力系統(tǒng)的補(bǔ)償容量來彌補(bǔ)。