熱電聯產與熱電解耦的概念、意義及實施方式分析

熱電聯產是一項綜合利用能源的技術，實現了節能，改善了環境條件，提高了居民生活水平，在我國城鎮化進程中，為解決日益增長的電力供應與城市供熱起到了積極的作用。但熱電聯產把電廠的發電與用戶的用熱緊密聯系，降低了靈活性。因此，只有對城市規劃和集中供熱區作統籌安排，在熱負荷充分保證的條件下，確定合理的建設方案，才能收到良好的綜合效益。

一、熱電廠與熱電聯產概念

熱電廠，是以熱定電，以供熱為主要目的發電廠。其下游客戶是熱力公司及用熱企業。熱力公司的下游客戶主要是城鎮居民。熱電聯產是指發電廠既生產電能，又利用汽輪發電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產方式，即同時生產電、熱能的工藝過程，較之分別生產電、熱能方式節約燃料。熱電聯產的蒸汽沒有冷源損失，所以能將熱效率提高到80%以上。

從生產及工藝的特點來說，熱電廠與熱電聯產工程都是通過抽汽式汽輪機或背式汽輪機，對外供滿足工廠生產及居民采暖所需的蒸汽熱源，同時產生將發出的電能并入電網。在我們概念里，并沒有將兩者加以嚴格的區分，熱電廠對供熱的條件約束性更強烈一些，而熱電聯產較之在熱電比的配比上要則靈活與寬松。

當前熱電聯產項目發展面臨新的外部條件約束：

（1）可再生能源上網要求：為了解決棄風棄光問題，國家提出了火電深度調峰的路線；

（2）電網政策：為配合深度調峰，某些地區電網對一定負荷以下發電有可觀的補貼，并對無法調峰的電廠有罰款；

（3）供熱能力限制：某些熱電廠由于供熱能力的限制，冬季通常采用以熱定電的方式運行，調峰能力受到熱負荷的制約。

二、熱電解耦及其意義

熱電解耦是對熱電機組進行適應性的深度調峰，壓低負荷運行，通過技術改造，將供熱產生的電負荷就近消納，或者通過電能替代、電制熱鍋爐將所發的電能直接轉化為熱能儲存，在需要供熱時通過熱電廠的管網送出。通過這種方式，將熱電廠的熱電產出解耦，在供暖季將發電的空間騰挪出來，給新能源機組創造電能消納的條件。

截止到2015年底，我們國家水電、風電和太陽能發電裝機容量分別達到3.2億、1.3億、420萬千瓦，居世界第一位，可再生能源發電總量位居世界第一。可再生能源快速發展的同時，我們國家有些地區棄風、棄光的矛盾比較凸顯，特別“三北”地區尤為嚴重。這是伴隨著我國能源結構調整變革的新問題，新現象。新能源的裝機占比逐年提升，新的結構矛盾日益突出，新能源的消納成為我們面臨的嚴峻挑戰。當前我國電源結構以火電為主，而且至少10年內這個結構都很難有根本性改變。以“三北”地區為例，在采暖季的時候，由于70%以上煤電都是熱電機組，即使在保障供熱的最小出力狀態下，很多省份的風電接納空間都已大大受限，低負荷時期電力更是難以平衡，據統計，當前90%的棄風時間發生在供暖季。

將“熱電聯產”機組進行“熱電解耦”是能源在新形勢、經濟在新常態下的必然選擇。將熱電機組進行適應性的深度調峰，壓低負荷運行，在供暖季將發電的空間騰挪出來，給新能源機組創造電能消納的條件，化解“三北”地區棄風、棄光問題。

三、熱電解耦的實施方式

對于熱電聯產機組機組，可以通過增加例如電鍋爐、相變蓄熱等蓄熱裝置，削弱用戶之間的熱負荷的關系，打破“以熱定電”的模式，實現熱電解耦。

另外，對熱電機組的蒸汽流程改造，在汽輪機、高中壓旁路抽汽輔助供熱，擴大機組熱電比調節比例。特點就是當有棄風時，通過調節熱電比提升電力系統風電消納。如果沒有棄風，還是按照熱點機組繼續運行。

以發電廠側增加大容量相變蓄熱裝置為例。我們在傳統電力系統生產模式上，增加大容量的蓄熱裝置，這個裝置的輸入輸出比較穩定，同時改造所需的占地并不大。發電側布置規模為20MWh蓄熱量，它的功率也是20MW時，這個可以達到一小時充放，系統比較快的調節能力。提高能源系統靈活性，提升可再生能源消納能力。

根據華能清潔能源研究院的研究成果，提出熱電聯產機組在進行熱電解耦改造關鍵點有如下四點：

（1）充分挖掘四抽蒸汽的供熱能力；

（2）盡量爭取合理的、周期性強的上網電負荷；

（3）根據現場情況，優先選擇儲熱技術；

（4）需要主/再熱蒸汽輔助供熱時，根據具體情況（焓值、汽機廠商的安全校核結果），優先考慮使用再熱蒸汽。