CHP
CHP:异丙苯基过氧化氢,枯名过氧化氢,过氧化氢异丙苯
分子式:C6H5C(CH3)2OOH
热电联产技术(CHP)
CHP全称combined heat and power
技术概况
电厂锅炉产生的蒸汽驱动汽轮发电机组发电以后,排出的蒸汽仍含有大部分热量被冷却水带走,因而火电厂的热效率只有30-40%。如果蒸汽驱动汽轮机的过程或之后的抽汽或排汽的热量能加以利用,可以既发电又供热。这种生产方式称为热电联产。这个过程既有电能生产又有热能生产,是一种热、电同时生产、高效的能源利用形式。其热效率可达80-90%,能源利用效率比单纯发电约提高一倍以上。它将不同品位的热能分级利用(即高品位的热能用于发电,低品位的热能用于集中供热),提高了能源的利用效率,减少了环境污染,具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。
技术特点
热电联产的技术有多种,其中供热机组的类型有背压、抽汽背压、单抽汽、双抽汽、凝汽机打孔抽汽、凝汽机低真空运行循环水供热等。另外还有如热、电、冷联产,以热电厂为热源,采用溴化锂吸收式制冷技术提供冷水进行空调制冷,可以节省电制冷的空调用电量。热、电、气联产,则是以循环流化床分离出来的800-900°C热灰作为干馏炉中的热源,干馏新煤中挥发份生产煤气,正在进行的有35t/h循环流化床锅炉联产煤气的示范项目。
热电联产有多种应用类型,其中包括:
(1)大型热电厂
(2)区域性热电厂,一个热电厂向几十户以上的企业供热。
(3)企业建设的自备热电厂,为本企业或同时向周围其他企业供热。
(4)多功能热电厂,即热电厂供热、供电、供煤气、供冷的同时,还利用炉渣生产建筑材料和化肥,用循环水的余热养鱼、养鳖等,进一步提高热电厂的综合经济效益,让热电厂变得更清洁。
技术的利用现状和市场潜力
热电联产热效率高达70%以上,而一般单机容量200MW以上的冷凝电厂的热效率仅为35-40%;200MW凝汽机组的发电煤耗为350gce/kWh,而容量相同的供热机组的发电煤耗一般均在300gce/kWh以下,供电煤耗约低60gce/kWh;热电联产由于采用了容量较大、参数较高的锅炉,因此热效率较高,锅炉热效率可达85-90%(一般工业小锅炉热效率只有50-60%),供热煤耗低13-22kgce/106kJ。
由于热电联产选用容量较大的锅炉,锅炉热效率可达到85%以上。据环保部门测算,节约一吨标准煤可减少排放CO2440kg、SO220kg、烟尘15kg、灰渣260kg。同样的发电量,热电厂CO2排放量只有常规电厂的50%。热电联产可节省大量燃料,除尘效果好,能高空排放,有效地改善了环境质量。
目前,中国热电装机总容量为2494万千瓦,仅占火电装机总容量的12.24%。而欧洲特别是部分北欧国家的热电装机超过了总装机容量的30~40%。与之相比中国的热电联产还有较大的发展空间。集中供热取代分散的低效锅炉,具有良好的节能和环保效果。但是,目前中国集中供热面积仅为9.68亿平方米(其中热电联产供热面积为5.9亿平方米),热化率仅为12.24%。特别是采暖期3000~4000小时的北方城市还有近16亿平方米的供热面积仍依靠小锅炉。因此,在三北地区中等以上工业城市需要建设100~200兆瓦规模的抽汽发电机组的热电厂供应800万平米以上的大热网;而大量中小城市需要建设中小型热电厂供应100~200万平米的热网。若以三北地区热化率从目前的29.8%提高到50%来计算,将有10亿M2的供热市场,若选择热电厂供热,热电装机可达22000MW。三北地区现每年新增住宅面积约2亿M2,若60%采用热电联产供热,每年新增热电机组容量2600MW。中国长江流域及以南地区工业开发区的热电联产市场每年约500~1000MW以上。
倘若各界限指标,例如热级别,冷凝温度和热负荷曲线都符合各自的标准,那么废热发电技术在总效率方面{(发电量+所用热量)/燃料用量},可以达到90%或以上。下表显示了一系列CHP技术及其特点:
燃料种类
规模(MWe)
热电比
发电效率
标准遍计效率
热品质
抽气式气轮机
任意
1 至300+
3:1至8:1+
20 – 35%
UP TO 90%
多压蒸汽
后压式气轮机
任意
0.5 至 500
3:1至10:1+
20 - 35%
UP TO 90%
多压蒸汽
组合循环
燃气轮机
煤气
沼气
汽油
LFO
液化气
石脑油
3 to 300+
1:1至3:1*
35 – 55%
70 - 90%
中能蒸汽
高温热水
开放式
燃气轮机
煤气
沼气
汽油
重燃料油
LFO
液化气
石脑油
0.25? 至50+
1.5:1至5:1*
25 – 42%
65 – 90%
高能蒸汽
高温热水
压缩点火
发动机
煤气
沼气
汽油
重燃料油
LHO
石脑油
0.2至20
0.5:1? 至3:1*
α值0.9-2
35 – 45%
65 - 90%
低压蒸汽
中低温热水
火花点火
发动机
煤气
沼气
LHO
石脑油
0.003至6
1:1比3:1
α值0.9-2
25 - 43%
70 – 90%
中低温热水
(*只有当辅助加热时才能达到最高热电比) 从表中可看出CHP技术并没有好坏之分,所有技术在燃料,规模和热级别上都只包含其中的某一方面。在环境效益方面的一项主要区别就是热电比。这一指标描述了一个发电厂所能生产的电量与其热输出量的比率。下表列出,三种应用不同技术的CHP工厂的输出量。假设每个工厂的燃料输入都是100MW。