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發(fā)展小型氧化鋅避雷器測試儀分散熱電聯(lián)產(chǎn)的研究與探討

 摘 要:介紹了小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的特點、主要型式,分析了小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的成因,還介紹了國內(nèi)外發(fā)展簡況,并提出了我國發(fā)展小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的幾點建議。
  關(guān)鍵詞:氧化鋅避雷器測試儀;熱電聯(lián)產(chǎn);小型分散供熱;燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)

1 引 言
  “熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱”具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應、提高人民生活質(zhì)量等綜合效益。所以,我國歷來都鼓勵要健康發(fā)展。熱電站的規(guī)模,要因地制宜,依據(jù)熱力市場和電力市場的發(fā)展需求,大、中、小型并舉。本文介紹1980年以來,西方發(fā)達國家利用天然氣(油)燃機熱電聯(lián)產(chǎn),采用中、小型分散供能系統(tǒng)的成因、特點等。同時,針對我國近年來不少城市有了天然氣,目前正在搞“西氣東輸”和進口液化天然氣(LNG氧化鋅避雷器測試儀),許多城市已經(jīng)有條件用天然氣作燃料建設(shè)小型分散熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)這一情況作出分析,以供參考。
2 小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的特點
  從電力工業(yè)100多年的發(fā)展歷史看,汽輪發(fā)電機由小型發(fā)展到大型,要提高能源利用率(降低供電煤耗、線損等)、降低成本似乎已趨盡頭。而從電力工業(yè)發(fā)展的趨勢來看,“城市各個工廠、企業(yè)、學校、軍營、單位的小型分散、高效、清潔發(fā)電(小型熱電〈冷〉電廠),將替代邊遠地區(qū)的大型電
廠?!眰鹘y(tǒng)大型集中遠距離輸電占統(tǒng)治地位的模式,被氧化鋅避雷器測試儀新技術(shù)、自由交易能源(競價上網(wǎng))分散小型競爭者所改變。
  所謂“小型分散”動力是相對“傳統(tǒng)大型、集中輸電”而言,其主要特點有:
  小型:電站、機組容量小,一般單機容量(燃機0.5~20MW,汽機<50MW),電站容量小于100MW,屬小型機組,小型電站。
  高效:小型機組單機供電效率達24%~35%,聯(lián)合循環(huán)供電效率可達45%~50%,熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)能源利用率可達80%以上,比汽機單純發(fā)電效率高15%~20%,能源利用率約高10%。
  分散:各中小城市,各個工廠、大學、大醫(yī)院、大單位、居民小區(qū)、商業(yè)中心、**基地等可建立分散小型動力。
  清潔:燃用油、氣清潔燃料,沒有灰塵排放,SO2幾乎接近零排放,比常規(guī)燃煤電廠NOX排放減少90%,CO2排放減少60%,環(huán)境效益十分誘人。
  經(jīng)濟:沒有遠距離高壓輸電線路,沒有大管徑  長距離熱網(wǎng)(冷網(wǎng))管道,少用水,占地少,基建快,低成本。據(jù)悉,大型燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站,基建投資并不貴,每千瓦造價約700美元,而小型天然氣熱電(冷)電站,每千瓦單位投資僅350美元。美通用(GE)公司預測至2005年世界各國可興建4億kW燃氣聯(lián)合循環(huán)電站。
  可靠:分散動力接近負荷中心、消費地區(qū)、無遠距離輸電網(wǎng)和長距離大型熱網(wǎng)。依靠現(xiàn)代技術(shù),設(shè)備十分可靠,自動化高;可應付突發(fā)事件。如中東戰(zhàn)爭,一個碳墨彈,就可瓦解整個電網(wǎng),造成大面積停電。又如臺灣的地震,臺風造成高壓輸電鐵塔倒地,幾乎全島漆黑一片。而分散動力—小型熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)就可避免以上后果。
3 小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的主要型式
3.1 小型燃機熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)
  小型燃機熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)其主要設(shè)備為一套燃氣輪機發(fā)電裝置,燃機排汽利用的余熱鍋爐供熱(制冷)組成“CHP”(CombineHeat&Power)。這種型式的燃機一般較?。ǎ?3 MW)。適合于較小電熱負荷的企業(yè)單位使用。
3.2 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,汽機熱電(冷)聯(lián)產(chǎn) 
  其主要設(shè)備為一套燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置,而汽輪機是熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)機組。也就是汽輪機組熱電聯(lián)產(chǎn)前置一套燃氣輪發(fā)電機組,其排氣入余熱鍋爐,余熱鍋爐代替了原蒸汽鍋爐。
  這種型式一般燃機功率較大些,屬中小型機組(13~50MW)。其供電熱(冷)負荷較大,適用于中型、大型企業(yè)和小聯(lián)片供熱(冷)地區(qū)。
4 小型分散熱、電動力的成因
4.1 新技術(shù)發(fā)展已使凝汽燃煤電廠相形見絀
  從熱力學定律可知,經(jīng)過100多年的發(fā)展,凝汽式汽輪發(fā)電效率的潛力,幾乎已經(jīng)挖盡,其供電熱效率只能達到43%左右,再考慮遠距輸電,工業(yè)發(fā)達國家,輸配電損失達10%,我國目前這個損失達15%~20%,所以,終端利用率不到30%;而今燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的供電效率已達58%,即將達到60%,小型分散的CHP可達到85%。燃料電池發(fā)電效率可與燃氣輪機媲美,達80%~90%,而且小型分散的熱電動力幾乎不存在額外的輸配電和熱網(wǎng)損失。
4.2 為提高供電質(zhì)量,傾向于修建分散動力
  高新技術(shù)企業(yè)和現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展要求提高供電質(zhì)量和供電可靠性。它們無法忍受低劣的供電質(zhì)量和低的供電可靠性,50Hz的電流波動0.5Hz,對居民生活用電沒什么感覺,但對高新技術(shù)企業(yè)無法承受,可造成大量次品甚至事故、停產(chǎn)。在大電網(wǎng)供電的情況下,天災人禍,突發(fā)事件:如暴風雨霧、山洪地震、卡車撞斷電桿,樹枝落在電線上,戰(zhàn)爭使用碳墨彈……都可能引起停電,要保證高度可靠性存在一定困難。因此高新技術(shù)企業(yè)為確保供電可靠性和供電質(zhì)量,寧可自建小型分散動力。
4.3 全球和地區(qū)環(huán)境的壓力使大機組燃煤火電廠受到了嚴格的限制  
  90年代以來,人類對地球的生態(tài)環(huán)境的認識逐步提高,認識到需要抓緊治理小環(huán)境、地區(qū)環(huán)境和全球環(huán)境,特別是1994年全球氣候變化框架公約簽訂后,常規(guī)燃煤電廠受到了生態(tài)環(huán)境的嚴重挑戰(zhàn)。工業(yè)化國家紛紛削減大型燃煤電廠的建設(shè),我國一些大城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)也已經(jīng)陸續(xù)宣布在本地區(qū)內(nèi)不再修建大型燃煤電站,如北京市已明確不再修建大型燃煤電廠;上海市也提出要嚴格控制大型燃煤電廠的建設(shè)規(guī)模;珠江三角洲地區(qū)也提出不再修建常規(guī)燃煤電廠。
4.4 城市及其附近已不具備修建大型燃煤電廠的條件  
  電力工業(yè)發(fā)展的初期都是從建設(shè)城市中心電廠開始的,隨著電廠規(guī)模的擴大,逐漸向城市郊區(qū)發(fā)展,城市進一步發(fā)展,郊區(qū)變成了城市,城市及其附近已經(jīng)不具備修建大型燃煤電廠的條件,必須從外地遠距離輸入電源,使得大機組、大電廠、大電網(wǎng)的投資、電力損失和成本加大,不如在城市內(nèi)修建小型、分散、高效、清潔的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)機組。早在1994年日本電力研究所的專家指出:日本東京電力公司已不具備在東京灣沿海及地區(qū)修建大型火電廠的廠址,必須從外地輸入電能,電廠加遠距離輸電工程投資,電力損失和電力成本加大,只好鼓勵用戶修建小型熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)電站。
4.5 遠離大電網(wǎng)的地方傾向修建小型分散電站  
  在一些國家的農(nóng)牧區(qū),無電小城鎮(zhèn)邊遠地區(qū),遠離電網(wǎng),如果國家不補貼電網(wǎng)建設(shè)投資費用,要由用戶自己承擔,靠大電網(wǎng)遠距離供電,不如修建小型、分散電站來得便宜。有些工業(yè)發(fā)達國家,小型、分散動力已推廣到企業(yè)和社區(qū)。由于技術(shù)水平的提高,小型分散電站的投資越來越低,每千瓦單位造價在350美元左右,而大型火電機組則每千瓦單位投資為1000~1500美元,所以其經(jīng)濟效益具有很大的誘惑力。
4.6 電力體制改革為小型分散動力廣開了門路  
  當前世界電力體制改革采取了自由化、私有化、打破壟斷,放松管制,引入了競爭機制模式,改變了過去垂直壟斷(**式)管理模式,解除了對小型、分散動力采取束縛和限制機制,小型、分散、高效、清潔動力,如分散的熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)正在成為傳統(tǒng)的發(fā)電模式強有力的競爭對手。美國從1978年起就允許建設(shè)小型可再生能源和熱電聯(lián)產(chǎn)項目,丹麥、德國、荷蘭、瑞典和瑞士等國鼓勵建設(shè)小型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。美國在1990年電力改革后,燃用天然氣的燃機電站實現(xiàn)熱電(冷)聯(lián)產(chǎn),有較大發(fā)展。日本近年來電力改革,也允許建設(shè)小型、分散動力,發(fā)展甚快。
5 小型分散熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)國內(nèi)外簡況
5.1 國 外
  由于上述種種原因,世界各國都在紛紛論述分散動力生產(chǎn)。英國有名的安德遜咨詢公司1998年在采訪歐洲各國電力公司負責人和政府管理部門負責人后提出的研究報告指出“電力工業(yè)2015年前將發(fā)生完全的變化,大型和遠距離輸電將越來越多被靠近負荷中心的小型清潔分散的發(fā)電方式所代替。這些負荷中心將減少對昂貴的遠距離輸電線路的需求”。美國電力研究所1996年出版的《分散發(fā)電》文集中的一篇文章說:“由于放松管制給電力市場帶來變化,分析預測到2002年,在新增的零售收入中,分散發(fā)電可能占支配地位”。
  *近,布魯塞爾成立了一個國際熱電聯(lián)產(chǎn)的國際組織,其宗旨是推動世界范圍內(nèi)的清潔、高效和分散的動力生產(chǎn),它預言這是下一世紀電力的發(fā)展方向。所以,國外工業(yè)發(fā)達國家小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)有較快發(fā)展。
  為配合西部大開發(fā),落實“西氣東輸”工程,2000年我國天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)代表團訪美考察期間,進行了小型燃機制造廠———索拉燃機公司(SOLARTURBINESCO)和二個小型燃機熱電、冷聯(lián)產(chǎn)自備熱電站的考察,概述如下。
  (1)新澤西洲大學Busch熱電站
  該校供熱站原有3臺集中供熱鍋爐,每臺5000BTU/h供熱水,供應25000學生生活用熱與空調(diào)制冷。1995年改造燃機熱電聯(lián)產(chǎn),安裝了3臺索拉Cemaur4500kW燃機,燃機排氣入余熱鍋爐,供熱(制冷)發(fā)電。原3臺單供熱水鍋爐作備用??晒?0%的電負荷和100%全校冷熱負荷需求,改造后,每日可盈利1萬美元。這種聯(lián)產(chǎn)叫“CHP”,無汽輪發(fā)電機組。
 ?。?)普林斯頓大學熱電站普林斯頓大學熱電站Princeton co-generationplant建于1990年,為熱電冷聯(lián)產(chǎn)機組。供應全校電力、熱能和冷量。屬自備熱電站,但電力不足仍需電網(wǎng)供約2000kW/h的電力。燃機為航空輕型改型LM1600,額定功率1.5kW,GE公司生產(chǎn),燃機簡單循環(huán)效率為30%,汽輪機發(fā)電供熱、制冷。聯(lián)產(chǎn)能源利用率達75%~80%。燃機裝有注水裝置,噴注純水。設(shè)有兩臺備用天然氣鍋爐,當燃機檢修或停用時啟用。該熱電站總投資為6500萬美元。
5.2 國 內(nèi)
  1996年2月上海市提出了鼓勵發(fā)展單幢或數(shù)幢建筑物的小型熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)和小聯(lián)片供熱供冷站。2000年8月22日國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國家環(huán)??偩致?lián)合發(fā)出《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中增加了第十四條“積極支持發(fā)展燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)”,在這一條第四款提出“以小型燃氣發(fā)電機組和余熱鍋爐等設(shè)備組成小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場、醫(yī)院、銀行、學校等較分散的公
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