分布式熱電聯產系統制約因素分析及對策

孫大偉，畢 佳

（1.大唐山東煙臺電力開發有限公司，山東 煙臺 264003；2.煙臺職業學院，山東 煙臺 264670）

分布式熱電聯產系統制約因素分析及對策

孫大偉1，畢 佳2

（1.大唐山東煙臺電力開發有限公司，山東 煙臺 264003；2.煙臺職業學院，山東 煙臺 264670）

本文在討論了分布式能源發展優勢的基礎上，分析了分布式熱電聯產的制約因素，并提出了具體的解決措施，對規范居民區或城市中心的分布式熱電聯產建設和運行管理具有積極意義。

分布式熱電聯產；制約因素；優勢

1 概述

熱電聯產（Combined heat and power，簡稱CHP）既能生產電能又可以生產熱能，與單純的熱、電分產相比極大地提高了熱效率，是一種高效率的能源利用形式。通常，火電廠的熱效率僅為35%左右，而采取熱電聯產后，熱效率將達到70%-80%。我國是能源消費大國，據中國電力企業企業聯合發布的統計數據顯示，截止到2015年，我國的發電裝機容量達15.1億千瓦，火電裝機容量為9.9億千瓦。同時，根據相關資料公布的數據顯示，2010年，國家重大熱電聯產新開工項目為140余個，2011年新建熱電聯產項目290余個，在“十三五”期間熱電聯產工程還將大幅增加。

2 分布式能源發展的優勢

分布式能源系統由燃氣輪機、余熱鍋爐和溴化鋰吸收式制冷機等設備構成，分布式能源系統實現了優質能源的梯級合理利用，能效可以達到80%以上，與傳統的燃煤火電機組能效相比有了較大幅度提升。分布式能源對智能電網起到很好支持，對突發情況下保證供電安全也發揮著重要作用。

（1）保障用電安全。分布式能源系統啟動更加靈活，具備“黑啟動”供電的能力，尤其是在大型活動等重要用電節點，能夠防止主電網突發事件后的應急用電，作為智能電網的重要補充，保障用電安全和電力系統運行的安全和穩定。

（2）減少環境污染。與傳統的常規燃煤發電相比，分布式能源主要是以潔凈的天然氣作為燃料，采用較為先進的燃氣輪機發電設備，較燃煤發電相比，氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及顆粒物等污染物排放大為降低，減少了對環境的污染。

（3）提高能源效率。分布式能源是在燃氣-蒸汽聯合循環的基礎上，實現了高品位一次能源用于發電，低品位高溫煙氣可以用于二次發電，綜合能源利用效率達到了80%以上，超過了普通燃煤火電機組一倍以上［1］，提高了能源利用效率。

3 分布式熱電聯產制約因素及對策

分布式熱電聯產在實際應用中具有諸多優勢，但在城市中心區以及人口密度較大的區域內，能源的利用效率、安全和環境保護等依然應給予高度重視，切實采取有效措施加以防范。

3.1 公共安全

大部分小型分布式熱電聯產系統和運行的場所多安裝在人口密度較大的區域，這對安全性要求更為嚴格。（1）做好防火。在立項之初，應將分布式熱電聯產系統遠離人口密度較大或城市中心區域，就燃氣熱電聯產系統來說，要做好供氣輸送管網的安全保護，定期進行檢修，在臺風或易受水災等自然災害影響的區域，建議采用柴油等液態燃料作為分布式熱電聯產系統運行動力。（2）工質安全。NH3、R245fa等作為低沸點工質具有可燃特性和毒性，也被《制冷劑編號方法和安全性分類》標準列為B2和B1類，將低沸點的工質應用到熱電聯產系統會增加安全風險，在使用商業或民用場所應慎用。（3）控制熱力循環參數。蒸汽動力循環系統若要取得高效率的運行需要有較高溫度和壓力予以支撐，高參數運行增加了熱電聯產設備的安全隱患，要控制好熱力循環參數，如果是在小型分布式熱電聯產中建議不予采樣燃氣-蒸汽聯合動力循環模式。

3.2 能源利用率

熱電聯產較傳統單純供電模式大幅度提高了能源的利用效率，但還有進一步挖掘的空間，重點可以從副產電力和熱能運行方面入手。（1）副產電力。城市發展尤其是老的城區電網相對較為完善，采取分布式熱電聯產的目的主要是為了進一步提升能源的利用效率。這時，作為用電大戶的醫療機構、大型餐飲業或旅館等常年需要大量熱能供應，采取分布式熱電聯產，以副產電力模式運行能夠為其提供高效的能源保障。（2）副產熱能。在一些特殊領域，如機場、鐵路、醫院等重要部門的用電需求者來說，常常需要設置必備的熱后備供電系統，并保證電力供應的穩定，在實際發電過程中所產生的余熱常常被浪費，針對余熱的二次再開發利用，可以配套吸收式制冷機組用于供應空調用冷凍水，減少空調用電需求［2］，提升能源的利用效率。

3.3 污染物排放等環境因素

城市中心區域或人口密度較大的分布式熱電聯產系統在運行過程中會產生熱島效應、排放CO2等燃燒產物。因此，要解決好影響環境的制約因素。（1）熱島效應。熱島效應是城市尤其是大型城市在發展中難以避免的難題，既與城市的發展密度有關，也與城市的建筑物形態有關，其中，熱量的釋放是主要因素。熱量的釋放又主要來自空調機的運行、家電的使用和生產生活熱能等熱原有關。在采用分布式熱電聯產時要嚴格做好副產熱能的余熱再利用，減少熱量釋放。（2）污染物排放。熱電聯產系統的運行與大型火電廠運行相比，污染物排放大大降低和減少，但在運行過程中仍然會產生氮氧化物和二氧化碳等污染物，因此，在項目選址時要嚴格做好環境影響評價，與大型火電廠遠離城市中心相比，分布式熱電聯產就在城市附近或中心區域，對居民的影響是顯見的，因此要尤其做好污染物的監測和防控。

4 結語

隨著我國城市化進程的加快，城市發展的規模將越來越大，人口的密度也越來越高，采取分布式熱電聯產能夠有效提升資源的利用效率，減少環境污染，節約能源資源等方面有著巨大優勢，也是未來能源發展的趨勢和方向。在選擇分布式熱電聯產時要積極規避或降低制約因素影響，在提升效率、效益的同時，減少安全隱患，真正造福群眾。

［1］朱偉.積極推進熱電聯產向分布式能源的發展［J］.現代經濟信息，2012（16）∶234-235.

［2］黃遜青.分布式熱電聯產系統制約因素探討［J］.中國勘察設計，2006（05）∶36-39.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.141

孫大偉（1981-），男，山東煙臺人，主要從事工業工程研究。