一、技術名稱：熱電協同集中供熱技術

二、技術所屬領域及適用范圍：集中供熱行業

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

目前全國北方地區總采暖供熱建筑面積約80億m2，每年能耗1.8億tce，占全國總能耗的7％，占全國城市建筑能耗的40％。其中，熱電協同集中供熱面積超過45億m2，熱電協同供熱量約占北方集中供熱量的一半以上。

該技術將現有供熱系統與熱泵技術及蓄熱技術的特點有效結合，將大幅提高我國熱電聯產集中供熱系統的效率和發電調節能力，是我國 的未來發展方向。傳統熱電聯產抽汽供熱能耗約為19.5kgce/GJ。二氧化碳排放為51.48kg/GJ，供熱面積為1000萬m2的供熱首站投資5000萬元。目前應用該技術可實現節能量16萬tce/a，CO2減排約42萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

在熱電聯產集中供熱系統的熱力站采用熱泵型換熱機組代替常規的水-水換熱器，在不改變二次網供回水溫度的前提下，大幅降低一次網回水溫度（顯著低于二次網回水溫度），從而增大一次網供回水溫差，并為回收電廠余熱創造條件；在熱力站設置蓄熱裝置，使得熱泵可充分利用谷電維持所需一次網回水溫度；在熱電廠內設置以熱泵技術為核心的電廠余熱回收機組，以汽輪機采暖抽汽作為驅動熱源，回收汽輪機乏汽冷凝余熱；在熱電廠設置大型蓄熱裝置，在熱電廠維持供熱能力及余熱回收量穩定的前提下，擴大機組發電上網功率的調節范圍，緩解冬季電網調峰難的問題。

2.關鍵技術

熱電協同的集中供熱技術針對常規采暖供熱換熱環節存在的不可逆損失，通過設置于用戶熱力站的熱泵型換熱機組和設置于熱電廠供熱首站的余熱回收機組高效回收熱電廠凝氣余熱供熱；通過設置于熱力站及熱電廠的蓄熱裝置，實現用電負荷的”移峰填谷”，并擴大熱電廠發電上網功率的調節范圍。

3.工藝流程

設置于各小區熱力站的熱泵型換熱機組與設置于熱電廠供熱首站的電廠余熱回收專用熱泵機組通過一次供熱管網連接，一次網供水經各小區熱力站的熱泵型換熱機組后降低至20℃左右返回電廠首站，再被電廠余熱回收專用熱泵機組梯級加熱至130℃后供出，如此循環，回收電廠汽輪機凝汽器乏汽余熱；設置于熱力站的蓄熱裝置在電負荷低谷期時消耗谷電制取低溫水并儲存在蓄熱罐中，電負荷高峰期時，釋放蓄熱罐中儲存的低溫水，代替熱泵換熱機組，維持所需一次網回水溫度；設置于熱電廠的蓄熱裝置在電網調度負荷下降時消耗機組所發過剩電力制取熱量并儲存，當電網調度負荷升高時，釋放儲存熱量以代替熱電機組抽汽，提高機組發電功率，實現熱電廠發電上網負荷的大范圍調節。技術流程如圖1 所示。

圖1 熱電協同的集中供熱技術流程

五、主要技術指標

1.可高效回收汽輪機乏汽余熱，熱電聯產集中供熱系統能耗降低40%-50%，一次水回水溫度降低到20-30℃甚至更低，也為高效回收工業余熱創造條件。

2.供熱系統供熱能力提高30%-50%。

3.熱電廠在維持供熱能力穩定的前提下，發電上網功率可在額定值的60%-100%范圍內調節。

4.熱網輸送能力提高60%-80%，可實現遠距離供熱，對于新建大型熱網可降低管網建設投資30%以上，在城市核心區域，由于地下管線空間資源緊張，利用既有供熱管線實現大溫差運行擴容，避免破路施工。

該技術無需改動原汽輪機組的結構，改造難度小，工程量少，由于一次熱網回水溫度低，汽輪機排汽余熱全部回收而大幅度提高供熱能力，根據示范工程測 試，可降低供熱能耗至10.7 kgce/GJ。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

2008年在赤峰市建成首個完整應用該技術的示范工程，為全面推廣奠定了基礎；2010年在大同市建成大規模示范工程，標志著該技術在大型集中供熱系 統的成功推廣；從2011年開始，該技術已在北京、內蒙古、山西、山東、寧夏 等地區實施了若干個工程，回收的工業余熱增加供熱面積約2800萬平米。2014年在太原市建成首個應用吸收壓縮復合式換熱機組及蓄熱系統的熱力站。

2012年11月，中國城鎮供熱協會對該技術核心產品--吸收式換熱機組進行評審，認為該技術和產品”居于國際領先水平，使我國集中供熱系統產生了革命性變化，使我國供熱行業從技術引進邁入技術創造的時代”。

七、典型應用案例

應用單位：華電大同第一熱電廠有限公司和大同煤礦集團鵬程物業公司

技術提供單位：清華大學

節能改造情況：根據改造前電廠汽輪機的實際運行情況，可測算該電廠最大抽汽供熱功率約為268MW，供熱面積為440萬平米。利用清華大學基于吸收式換熱的集中供熱技術進行供熱改造，回收汽輪機乏汽余熱功率132MW，供熱面積增加200萬平米。

節能改造內容：利用清華大學基于吸收式換熱的集中供熱技術對華電大同第一熱電廠2×135MW機組進行供熱改造，供熱熱網同時進行了吸收式換熱改造，熱力公司改造14座熱力站，安裝18臺吸收式換熱機組，用于降低一次熱網回水溫度。

節能效果：改造后電廠供熱能力增加到400MW，滿足640萬平米供熱，每年回收乏汽余熱179萬GJ向城市供熱，與集中供熱鍋爐相比，相當于每年節約7.6萬噸標準煤。

經濟效益概述：節能改造總投資9270萬元，每年回收乏汽余熱179萬GJ向熱網供熱，售熱價格按15元/GJ計算，年收益2685萬元，投資回收期為3.5年左右。

八、推廣前景及節能減排潛力

熱電協同的集中供熱技術可實現凝汽余熱的最大化利用，是解決北方城市熱源不足、降低城市空氣污染、替代城市中小型燃煤鍋爐房緩解城市霧霾的有效途徑。預計未來5年推廣實現此技術集中供熱面積3億平米，節能120萬tce，減少二氧化碳排放317萬t。