在核能等新能源技术的介绍中,我们已经接触过热电联供的概念。顾名思义,就是一个电厂既供电又供热,以提高能源利用率。
同样,在目前还占统治地位的火力发电中,也可以采用热电联供技术,将汽轮机作过功(也就是发过电)的部分或全部蒸汽的热能作为生产或生活用汽的热源,并拆除这些生产或生活用汽所需的额外锅炉,使发电生产中的热能得到充分合理的应用。
目前比较成熟的热电联供有三种方式:
1.背压式热电联供系统
背压式热电联供系统汽轮机排汽的热量不是放给冷凝器,而是供给热用户使用,使燃料的热量可得到充分利用。这种系统在设计情况下的经济性好,发电煤耗低,节能效果显著,而且系统本身结构简单,不需增加太多的额外投资。但是好事总是多磨,由于这种系统是以供热为主要目的,发电量就受到热用户的负荷限制。当外界用汽量减少时,背压式发电设备的发电量也就随之下降,所以适应性较差,需要对热、电用户进行平衡调节。
2.抽凝式热电联供系统(www.daowen.com)
为了克服背压式热电联供适应性差的缺点,技术人员们引入了抽凝式热电联供的思路。这种联供系统和普通发电厂一样也带有冷凝器,也有冷凝器的热损失,但这种热损失明显减少。因为作过功的蒸汽有一部分从汽轮机中抽出,不流向凝汽器而是供应外界用热,从而减少了这一部分蒸汽的冷凝器热损失。抽凝式热电系统的热能利用率和外界用热的抽汽量与冷凝器中凝结的蒸汽量的比例,以及抽汽在汽轮机中所做功的大小等等因素有关。不供热的普通火力发电设备的热效率一般在25%~40%之间,而热电联供设备的热效率,依热负荷大小可达到78%~86%左右。
3.裕压发电
一般热源供汽包括热电厂供汽和自备锅炉供汽,其压力都比较高,而许多工业部门需要大量压力不高的工艺用汽,因此在供汽和用汽设备之间就存在一定的压差。我们利用这一压差还可以进行发电,即裕压发电。裕压发电也可采用背压式发电机组,与同参数的凝汽式机组相比可节煤60%,与高参数的凝汽式机组相比,可节煤35%。
在新能源的开发中,为了提高其与常规能源的经济竞争性,一般都比较重视应用热电联供技术。但在火力发电中,尤其是在发展中国家的火力发电中,由于急于求快,上马的项目都不怎么考虑通过热电联供来提高设备的热效率。20世纪70年代末到80年代中期,由于我国经济迅猛发展,全国普遍出现缺电现象。作为一种应急措施,各地相继建设了一批中参数小型火力发电设备,这些发电设备的煤耗很高,有的竟高达500~600克/千瓦时。所以在火力发电设备中采用热电联供技术,对于提高能源的利用率具有重要的意义。
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