供熱系統串聯布置方式的應用

我國既是一個能源生產大國又是一個能源消耗大國，而能源的生產環節與消費環節都會大量排放二氧化碳等溫室氣體。電力系統建設與運行及其電力工業的市場化改革等方面在低碳發展環境下都會面臨哪些挑戰，是我們必須進行深入研究和探討的重要問題。熱電聯產是國內外公認的節能有效措施，也是改善城市環境質量的重要手段，更是低碳經濟發展的必由之路，因而被領導部門確定為十大重點節能工程。

我國北方城市季節性特征明顯，采暖期較長，一般為4到6個月，因此該地區對采暖供熱的需求也較大，利用大型區域性熱電廠進行集中供熱，能夠節約能源、減少環境污染，具有較高的熱經濟性，它逐漸成為我國北方寒冷地區供熱的主要方式，目前這一地區的建筑70%以上采用集中供熱方式采暖，其中一半以上以熱電廠為熱源。隨著我國城市化進程的加快、能源成本的上漲和對環境保護要求的提高，對熱電聯產這一項節能方式提出了更高的要求。如何將總能理論和能量的梯級利用這兩方面更好地運用到熱電聯產這一廣泛領域中，成為了一項重要的研究內容。

《中國電機工程學報》（Proceedings of the CSEE）2010年12月第35期刊出的《供熱系統串聯布置方式的應用》，是由林振嫻博士、楊勇平教授和何堅忍高工等科研成員提出的一種新型供熱系統布置模式，實現了能源的“溫度對口、梯級利用”的利用原則。

論文主要針對目前國內絕大多數熱電廠都是采用供熱系統并聯布置方式運行的現狀，即兩臺汽輪機并聯運行，研究分析熱電聯產系統的聯合特性，提出在熱電聯產系統中的無節流工況后采用供熱系統串聯布置的方式運行，可減小節流損失，提高機組發電功率。并相應地提出幾種不同布置方式的模型，對其進行了量化的比較和分析，當供熱系統采用串聯布置方式運行時，串聯第1級機組的供熱抽汽壓力降低，而串聯第2級機組供熱抽汽壓力升高，但整體而言比并聯布置方式運行的供熱抽汽壓力低；為了更好地利用串聯第1級機組所減小的供熱抽汽壓力，可適當增加串聯第2級機組熱網加熱器面積或使用強化傳熱管，增加其傳熱性能，使串聯第2級機組供熱抽汽壓力降低，與并聯布置時的抽汽壓力相同，使機組發電功率增加的更多。也就是說，在滿足供熱要求的情況下，供熱機組的發電量愈多，能源的利用率也愈高。

該技術開辟了一條全新的供熱系統布置方式。在不改變現有供熱模式和參數的前提下、不增加大型設備、不需大量投資的基礎上，即可大幅度提高供熱機組的發電功率，不但能夠達到節能減排的目標，還能增加熱電廠的經濟效益。隨著人們對環境質量要求的提高，以及可持續發展的需要，該技術必將在大型熱電廠得到廣泛的應用。