基于吸收式换热的热电联产集中供热新技术

能源规划设计研究所项目简要介绍 （4）：
新技术技术示范工程：
　　为了有效解决赤峰城市集中供热面临的巨大供需矛盾，同时也给节能减排新技术的推广探索出一条创新道路，清华大学建筑节能研究中心与赤峰富龙热电股份有限公司开展了密切而富有成效的合作，决定联合实施“基于吸收式换热的热电联产集中供热新技术示范工程”。经过综合比较和筛选，富龙热电厂将其现有的1台热电机组和富龙热电供热区松山部分的热网及穆家营镇政府热力站作为示范工程实施场所。08年6月至08年12月，清华大学建筑节能研究中心与北京环能瑞通有限公司联合开发，成功研制出示范工程所需的一系列新型关键装备。并已全部申请国家专利。08年12月至09年3月中旬，示范工程逐步投入试运行，目前该示范工程已实现了全自动运行，并可通过互联网进行远程监控，采暖季运行的各项技术指标均已达到设计要求。

示范工程所在的穆家营镇政府热力站总共承担供热面积约16万平方米，整个采暖季总共消耗热量约7.6万GJ；其中回收的循环水余热量约为4.8万GJ，仅有2.8万GJ的热量直接来自加热蒸汽，相比于蒸汽直接加热的传统供热模式，节能63%。相同的供热量下：
（1）相比锅炉房（效率80%）年节标煤2056吨；减排CO2 5300吨；
（2）减少供热抽汽1.8万吨，相当于增加发电量累计超过220万kWh；
（3）每年减少循环水泵电耗22.5万kWh；
（4）减少冷却塔的废热排放量，减小循环水蒸发散失量5.3万吨；
　　本示范工程总投资约820万元；根据赤峰当地各项能源价格，相比传统供热系统增加的投资310万元仅在3年内就可以完全收回。

赤峰市利用吸收式循环技术鉴定会（2009年3月）：
　　“赤峰市富龙热力公司利用基于吸收式循环供热技术试验工程”成果鉴定会于2009年3月20日至21日在赤峰市召开。会议由来自中国建筑科学研究院、中国机电工程学会、华北电力大学、东北电力设计院等多家科研机构和院校十五位专家组成鉴定委员会，对吸收式循环供热技术试验工程进行鉴定，并对赤峰市利用京能热源采用基于吸收式热泵的热电联产集中供热技术示范性工程的可行性进行了评估。
　　在本次赤峰鉴定会上，委员会听取了课题组所做的工作报告、技术报告、效益分析报告，考察了试验工程现场，测试了系统性能，并经过充分的讨论和质疑，形成了专家鉴定意见：建成世界上首个新技术示范工程；首次将吸收式换热机组成功应用于热力站中；首次利用大温升吸收式热泵机组回收热电厂余热，产生高达90℃的热水。是我国热电联产集中供热领域的一项重大原始创新，项目成果总体达到了国际领先水平。

清华大学建筑节能研究中心研发的“基于吸收式换热的热电联产集中供热新技术”，在华电大同第一热电厂建成了示范项目，经过一个采暖季运行取得良好效果。3月23日，中国城镇供热协会在山西大同召开现场经验交流会。请关注——

采暖成建筑能耗“大头”

我国广大的北方地区均需要冬季采暖，截至2008年，全国北方地区供热建筑面积已超过90亿平方米，采暖期因地域不同从3个月到6个月不等，目前城市采暖仍以煤为主要燃料，全国每年采暖能耗达1.8亿吨标煤，是我国建筑能耗最大的组成部分。

清华大学建筑学院教授、中国城镇供热协会技术委员会委员付林博士向记者介绍道：“目前采暖在建筑能耗上是‘大头’，北方地区的采暖能耗占全国城市建筑能耗的40%。城镇集中供热主要采用热电联产、电动热泵、燃煤锅炉房三种方式。最常见的是锅炉房，污染大、效率低但应用广；电动热泵是新兴产业，但需要有地热条件；热电联产是目前效率最高的供暖方式，但公众所知不多。”

“北方城镇建筑采暖是我国建筑节能潜力最大的领域，锅炉房供热占到全部供热的50%以上，因而大有文章可做。比如山西太原就提出2—3年内实现热电联产供热全覆盖，就是因为锅炉房供热污染大、效率低。”付林举例说。

热电联产遭遇瓶颈

热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机产生的蒸汽对用户供热的生产方式，是同时生产电能和热能的工艺过程，比分别生产电和热能要节约很多燃料。

“由于热电联产的能源利用效率相对高很多，因此应该成为我国北方城镇采暖的主要热源形式。即由火力发电厂将一部分热能通过供热管线输送到千家万户用于取暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％。”付林说，“然而，随着我国城市化水平的不断提高，既有热电厂普遍面临着热源供应不足、城市管网输送能力有限等瓶颈，新建燃煤热电联产机组又需进行前期规划、项目核准等各项工作，限制了热电联产集中供热事业的发展。”

　新技术将废热变暖气

2010年10月，华电大同第一热电厂使用“基于吸收式换热的热电联产集中供热技术”，进行了系统改造，实现电厂汽轮机乏汽余热回收134MW，是目前世界上最大的电厂余热回收利用工程；同时单机余热回收量达到69.79MW，也是目前世界上回收余热量最大的电厂余热回收专用机组。

作为这项新技术的第一发明人，付林提出了吸收式换热概念和基于吸收式换热的热电联产系统新模式。“利用热电厂的现有机组，充分回收热电厂的大量废热，在不新建热源，不新敷设供热管网，不增加电厂总的燃煤量和不减少发电量的情况下，提高电厂供热能力30%以上，提高现有管网输送能力80%，同时使集中供热能耗降低40%。”

经过一个采暖季的运行数据及西安热工研究院检测报告表明：华电大同第一热电厂的余热利用工程，在不增加总的燃煤量和不减少发电量的前提下，电厂供热能力提高50%，现有热网的输送能力提高66%，系统供热能耗降低了50%，减少一半的二氧化硫、烟尘等污染物排放。

负责供热的物业公司介绍，去年以前，热电厂供热面积仅为400万平方米，大部分居民家庭室内平均温度只有14度左右，群众经常到有关部门和单位反映问题。而示范项目建成后，供热面积增加到638万平米，室内平均温度达到了20度，小区居民还送来了锦旗。

　推广后节能潜力巨大

优势：
“在经济上投资相对小，机组占地面积也小，投资的机组成本3—5年即可收回；节约量大，因为对废热的回收温度低，所以回收量比较大，适用范围也比较广；另外，我们不是孤立的，而是系统地考虑发电、供热循环，将回收与末端用热直接联系，实现废热收了即用。”付林

中国工程院院士、热能工程教授倪维斗认为：“大同第一热电厂的余热利用项目首次将吸收式换热机组成功大规模应用于热力站中，与传统换热机组相比，在二次网供回水温度不变的情况下，使得一次网供回水温差大幅度提高，管网输送能力大大增加，为我国大型热电机组远距离高效供热和对城市既有热网扩容改造开辟了新途径。”

“如果在我国北方采暖地区全面推广这一技术，利用现有的热电联产机组和供热管网，仅需投资约1000亿元，就可增加供热面积11亿平方米，替代大量的燃煤锅炉房、小型燃煤锅炉和小煤炉，在保证和提高城镇居民采暖质量的同时，每年可节约标准煤0.22亿吨、减排二氧化碳0.8亿吨。在5年时间内，就可以节约标准煤1.1亿吨，相当于我国‘十一五’期间节能总量的18%。”

“基于吸收式换热热电联产集中供热新技术” 由清华大学建筑节能研究中心于2007年在世界上首次提出。它将吸收式换热机组成功大规模应用于热力站中，使该站的一次网回水温度降低至20℃左右，与传统换热机组相比，在二次网供回水温度不变的情况下，一次网供回水温差大幅度提高，管网输送能力大大增加，为我国大型热电机组远距离高效供热和对城市既有热网扩容改造开辟了新途径。

　　“华电大同第一热电厂乏汽余热利用示范项目”是世界上首个投入运营的“基于吸收式换热的热电联产集中供热新技术”的工业化应用工程。项目实现了电厂空冷汽轮机乏汽余热回收130MW，单机余热回收量达到65MW，是目前世界上回收余热量最大的电厂余热回收专用机组。该项目是节能减排和增加供热面积的民生科技推广工程，经在华电大同第一热电厂对同煤“两区”建筑采暖供热应用，满足了2010年采暖季200万平方米的供热缺口，节约7.5万吨标准煤，减少二氧化碳排放量17.2万吨，二氧化硫排放量557.5吨，二氧化氮排放量485.4吨，灰渣量1.6万吨。检测报告表明：其综合节能率达到50%，供热能耗降低50%，减少二氧化硫、烟尘等污染物排放50%。