“我國城鎮供熱面積目前達140億平方米，但其中僅30億平方米為熱電聯產供熱，占比不足四分之一。”日前，清華大學教授付林在“燃煤電廠冷熱電三聯供、供熱技改論壇”上指出，我國燃煤機組在供熱領域的潛能尚未得到充分挖掘，在提高能效、降低煤耗等方面仍有較大提升空間。

合理改造 節能潛力巨大

付林告訴記者，目前我國北方地區一半左右的煤電裝機已改造為供熱機組，如果北方地區城鎮供熱全部由熱電聯產負擔，需要熱電聯產機組容量約6.5億千瓦，每年可以節約1.5億噸標煤，相當于供電煤耗整體下降30克/千瓦時。“熱電聯產是煤電最高效的運行方式。我國有大量沒有供熱的純凝機組，很多都具備改造條件，節能潛力巨大。”

純凝發電廠的熱量損失，主要存在于煙氣和乏汽余熱中，熱電廠對于乏汽余熱的回收效率，直接決定了其節能能力。“目前一部分電廠的供熱改造僅局限在低壓缸轉子互換、光軸改造等方面，實際上只是權宜之計。”付林指出，我國很多熱電機組的供熱能力還遠遠沒有得到發揮，“這種改造方式能耗仍然較高，余熱不宜全部回收，運行調節上也存在困難。”

此外，記者了解到，除改造汽輪機外，一些熱電廠還選擇直接在電廠內部安裝吸收式熱泵。但這種方式投資高、占地面積大，經濟性較差。不僅如此，在抽汽參數低、熱網回水溫度較高的情況下，這種技術路線余熱回收效果會進一步被限制。

付林指出，將電廠和熱網構建成一個統一的供熱系統，從降低系統整體能耗的角度出發，是最為合理的思路。“考慮到輸送能力問題，供熱一次網的溫度往往超過110攝氏度。可以在熱力站將傳統的直接換熱改造為吸收式換熱，利用吸收式換熱機組，將回水溫度由原先的60攝氏度降至20攝氏度左右。”付林稱，采用這種吸收式換熱的熱電聯產模式后，可以提升熱網輸送能力60%，降低電廠供熱能耗約50%。

對此，清華同衡規劃設計研究院教授級高工李永紅表示，通過降低熱網回水溫度，電廠可以大幅度利用乏汽余熱，使余熱占到整個電廠輸出熱量的55%以上。“電廠供熱成本可以相應降低一半左右。”

長距離輸送 降低供熱成本

近年來，隨著環保要求的不斷提高，燃煤電廠多位于遠離城市中心的區域。付林表示：“原先熱電廠都在城市里面，現在遠離城市，需要高效、低成本地把熱量送出去，才能保證熱電廠的競爭力。”

“由于城鎮化建設進程加快，北方地區尤其一些大中型城市普遍存在供熱缺口。” 李永紅告訴記者，“換個角度來說，火電廠與熱負荷在空間分布上也并不匹配。長距離輸送可以在很大程度上解決空間分布上的矛盾，以此實現城市密集區的無煤化。”

李永紅指出，將大溫差供熱與長距離熱力管網相結合，形成大溫差長距離輸送熱電聯產的集中供熱新模式，相比常規熱電聯產可節能30%-50%。“將熱網供回水溫度由傳統的130/70攝氏度變為130/20 攝氏度后，熱網的供回水溫差增大，可以提高長距離供熱管線的輸送能力70%以上，使得長途管線能輸送更多的熱量，從而降低單位熱量的投資折舊成本。”

據介紹，大溫差技術使供回水溫差高達100攝氏度以上，配合較大的管徑，管道溫降差值也明顯降低。“根據某項目反饋的結果，40公里的供熱管網，管網熱損對溫度的降低影響僅1-2攝氏度。”付林表示。

“根據計算，雖然長距離輸送技術在管道上的投資增加了，但總體成本與大型燃煤鍋爐供熱相當，是天然氣供熱成本的一半。”李永紅稱，“以此為基礎，可以把燃煤電廠余熱作為主要熱源，同時配置分布式的天然氣調峰熱源作為靈活性補充。條件允許的話，甚至可以通過建設超大規模供熱網，實現城市熱網之間的互聯。”

談及這套系統的具體實現方式，李永紅表示，實現長距離經濟性輸送的關鍵是在于降低回水溫度，相應的技術及裝置已經成熟。“目前的瓶頸問題，仍然是熱量的結算方式，系統的應用也需要政策和機制的進一步支持和完善。”