1前言
熱電聯(lián)產(chǎn)由于其顯著的節(jié)能效益、環(huán)保效益和優(yōu)異的供熱質(zhì)量，得到了社會(huì)上的普遍認(rèn)同和歡迎，已成為國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，特別是近幾年得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但不能不注意到，熱電聯(lián)產(chǎn)也遇到了許多問題，其中最主要的問題是能源節(jié)約了，取暖費(fèi)卻居高不下。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，熱電聯(lián)產(chǎn)比分散供熱可節(jié)能20％以上，可實(shí)際情況是，老百姓并不感到省錢，供熱企業(yè)反而還虧損。究竟是什么原因造成這種現(xiàn)狀呢？多年來(lái)專家們對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行過(guò)多方面的分析，也提出了一些很好的解決辦法，如研制多熱源聯(lián)合運(yùn)行技術(shù)；推廣應(yīng)用熱電冷三聯(lián)供；提高熱源廠供熱熱效率；推廣直埋管敷設(shè)技術(shù)；增加熱力站調(diào)控設(shè)備；加速發(fā)展計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；逐步推廣計(jì)量收費(fèi)方法和研究適合按熱量計(jì)計(jì)量收費(fèi)需要的戶內(nèi)采暖系統(tǒng)籌。
實(shí)現(xiàn)已合理選擇的熱化系數(shù)，是降低供熱成本，提高集中供熱經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省能源的最根本途經(jīng)。
2國(guó)家關(guān)于熱化系數(shù)的規(guī)定
熱化系數(shù)α=熱電廠供熱能力／用戶最大熱負(fù)荷。
在擬定各種熱源規(guī)模和管網(wǎng)骨架時(shí)，關(guān)鍵問題是通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證確定集中供熱、熱電結(jié)合水平，而確定水平的核心問題，是選擇合理的熱化系數(shù)。只有選擇最佳熱化系數(shù)，才能避免一切熱負(fù)荷全由熱電廠承擔(dān)或追求投資最少的單純鍋爐房供熱。
國(guó)家對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)的熱化系數(shù)早有明確規(guī)定，《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》和國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)、電力工業(yè)部、建設(shè)部《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的若干規(guī)定》都要求：“在熱電聯(lián)產(chǎn)建設(shè)中應(yīng)根據(jù)供熱范圍內(nèi)的熱負(fù)荷特性，選擇合理的熱化系數(shù)。以工業(yè)熱負(fù)荷為主的熱化系數(shù)宜控制在0．7～0．8之間；以采暖供熱負(fù)荷為主的熱化系數(shù)宜控制在0．5～0．6之間”；“充分發(fā)揮現(xiàn)有熱電廠（站）的作用，通過(guò)增加尖峰熱網(wǎng)加熱器，配置調(diào)峰熱水鍋爐，降低熱化系數(shù)，擴(kuò)大供熱能力”。
規(guī)定表明，城市集中供熱應(yīng)發(fā)展成“以熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱為主，大型區(qū)域鍋爐房供熱為輔，其他供熱方式為補(bǔ)充的供熱格局”。
多熱源聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，從經(jīng)濟(jì)角度講是降低供熱成本，提高集中供熱的經(jīng)濟(jì)效益；從技術(shù)角度上講，也解決了能量平衡的問題。配備相當(dāng)數(shù)量的尖峰——備用鍋爐房對(duì)取得熱電廠集中供熱的最大效益極為重要。有研究表明，熱源系統(tǒng)的控制可實(shí)現(xiàn)節(jié)能15～20％的效果。
最佳熱化系數(shù)有兩層含義：一是確定節(jié)約燃料最大值，二是確定經(jīng)濟(jì)效益最好的臨界值。
對(duì)熱電廠而言，采用一定的熱化系數(shù)，對(duì)電廠燃料的節(jié)約，投資和設(shè)備年運(yùn)行利用小時(shí)數(shù)都會(huì)產(chǎn)生影響。熱化系數(shù)越大，供熱機(jī)組裝機(jī)容量就越大，在非最高負(fù)荷期間機(jī)組的供熱能力不能充分利用，而最高負(fù)荷的出現(xiàn)又是很暫短的，因此，供熱機(jī)組的年有效利用小時(shí)數(shù)會(huì)越少。一般地說(shuō)，當(dāng)采暖小時(shí)為2900小時(shí)時(shí)，若熱化系數(shù)取0．5，則機(jī)組最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為2650，若熱化系數(shù)為1，機(jī)組最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為1980。那么，供熱機(jī)組供熱能力利用小時(shí)數(shù)多少才合理呢？有研究表明：對(duì)抽汽機(jī)組約在1000小時(shí)左右、高壓抽汽機(jī)組要1500小時(shí)，對(duì)背壓機(jī)組要1500小時(shí)時(shí)才開始節(jié)煤。而利用小時(shí)數(shù)越多，節(jié)煤量越大。統(tǒng)計(jì)資料表明，每單位供熱能力的投資，鍋爐房與熱電廠的比約為3:10。這就是說(shuō)，龐大的熱電廠基建投資，供熱機(jī)組供熱能力利用小時(shí)數(shù)都會(huì)對(duì)供熱成本產(chǎn)生很大的影響。
對(duì)供熱企業(yè)說(shuō)來(lái)，90%的年供熱量是在低于2／3的最高熱負(fù)荷下提供的，60％的年供熱量是在低于1／2的最高熱負(fù)荷下提供的。高熱化系數(shù)和每年很少幾次的供熱量調(diào)整，必然出現(xiàn)大部分時(shí)間供熱能力的大量富余；同時(shí)，為滿足單熱源、長(zhǎng)管網(wǎng)造成有的地區(qū)熱量富余、有的地區(qū)熱量不夠用的水力不平衡現(xiàn)象，供熱企業(yè)還要有意采用大馬拉小車方式，增加一定量的供熱量。
在供熱實(shí)踐中，人們往往忽略實(shí)現(xiàn)熱化系數(shù)的重要性。有些地區(qū)在做《供熱規(guī)劃》時(shí)，為了能通過(guò)審查，往往熱化系數(shù)都是按規(guī)定做的， 或者是將其編成遠(yuǎn)期能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但近五年甚至近十年的實(shí)際熱化系數(shù)卻還是1。設(shè)計(jì)時(shí)由于熱負(fù)荷調(diào)查的不真實(shí)性，也會(huì)導(dǎo)致熱電廠機(jī)組選型不合理；由于政策上強(qiáng)調(diào)“以熱定電”，個(gè)別新建熱電廠為了項(xiàng)目得到批準(zhǔn)，還會(huì)虛擬熱負(fù)荷。個(gè)別地區(qū)因?yàn)榉N種原因，往往停建、緩建調(diào)峰鍋爐或不運(yùn)行調(diào)峰鍋爐。這樣，在項(xiàng)目“可研”和“初設(shè)”中，熱化系數(shù)一般都符合規(guī)定，報(bào)批時(shí)都達(dá)到較佳的“運(yùn)行工況”，但投產(chǎn)后，卻不能按審批時(shí)的熱化系數(shù)運(yùn)行，起碼幾年內(nèi)不能滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況。
分析表明，在不能保證實(shí)現(xiàn)合理熱化系數(shù)的情況下，熱電聯(lián)產(chǎn)比分散供熱提高熱效率的節(jié)能數(shù)額就會(huì)被供熱量的浪費(fèi)消耗怠盡，到老百姓面前怎能省錢？供熱企業(yè)怎能不虧損？
3秦皇島市熱電聯(lián)產(chǎn)實(shí)際情況
以秦皇島市海港區(qū)、區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目為例：按1996～2010年《秦皇島市供熱規(guī)劃》，“供熱規(guī)劃”期限為，近期1996～2000年，遠(yuǎn)期為2001～2010年；規(guī)劃僅考慮冬季采暖負(fù)荷，供暖期152天，采暖期室外計(jì)算溫度-11℃，采暖期室外平均溫度-1．6℃，鍋爐供熱取暖費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為25．68元／GJ。
近期，總采暖負(fù)荷為1725GJ／h規(guī)劃熱源為,主熱源為熱電廠一期兩臺(tái)200MW抽汽供熱機(jī)組，供熱能力為1338GJ／h,熱媒為120／70℃熱水，調(diào)峰熱源為保留原單臺(tái)7MW以上鍋爐房，共25臺(tái)，總裝機(jī)容量220MW，供熱能力為752GJ/h。熱電廠負(fù)擔(dān)基本負(fù)荷，熱化系數(shù)為0．78。
遠(yuǎn)期，總采暖負(fù)荷為2876GJ/h，規(guī)劃熱源為：主熱源為熱電廠一期，供熱能力為1338GJ/h，熱電廠三期增加供熱能力414GJ/h，調(diào)峰熱源除原保留的鍋爐房，供熱能力為752GJ/h外，擬新建兩座調(diào)峰鍋爐房，總供熱能力418GJ/h；熱電廠負(fù)擔(dān)基本負(fù)荷，熱化系數(shù)為0.61。
按項(xiàng)目《可研》分析，項(xiàng)目完成后，供熱410萬(wàn)m2，供熱效率由50%提高到85%，年節(jié)煤10萬(wàn)t，合人民幣2700萬(wàn)元；項(xiàng)目總投資為1.554億元，預(yù)計(jì)熱電廠售熱價(jià)為11.7元/GJ，供熱單位售熱價(jià)為33.43元/GJ；年銷售利潤(rùn)總額為3534.53萬(wàn)元。應(yīng)該是一個(gè)比較理想的贏利項(xiàng)目。
按規(guī)劃，秦皇島市1996年開始建設(shè)該項(xiàng)熱電聯(lián)產(chǎn)工程，到2000年，完成一期工程建設(shè)，可供熱面積533萬(wàn)m2，供熱量1338GJ/h，實(shí)際投資3.2億元。政府批準(zhǔn)熱電廠給供熱單位的售熱價(jià)為15元/GJ；供熱單位熱電聯(lián)產(chǎn)售熱價(jià)為41.54元/GJ，鍋爐供熱售熱價(jià)調(diào)為42.58元/GJ。與規(guī)劃不同的是，項(xiàng)目沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的熱化系數(shù)，實(shí)際負(fù)荷全部由熱電廠供熱，拆除了原擬保留的調(diào)峰鍋爐，將擬新建的兩座調(diào)峰鍋爐房壓后十年，改為2010～2020年建一座3×58MW的燃天然氣調(diào)峰熱源。這樣，至少十年內(nèi)熱化系數(shù)保持為1。
盡管項(xiàng)目采用了盡可能多的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)口了直埋保溫管、自力和智能式控制系統(tǒng)熱力站、全部無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)，多方面控制熱量損耗；但熱化系數(shù)的增大，不僅伴隨著投資的增加，還必然導(dǎo)致了實(shí)際運(yùn)行中總供熱量的浪費(fèi)；盡管熱電聯(lián)產(chǎn)價(jià)格調(diào)到很高且與鍋爐供熱價(jià)格基本一致，供熱兩年均虧損。
在設(shè)計(jì)條件下分別測(cè)算了項(xiàng)目在不同熱化系數(shù)時(shí)的最小供熱量1。
當(dāng)熱化系數(shù)取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下限(α為0.5)時(shí)，合理供熱量基本符合建筑物耗熱量，沒有任何熱量浪費(fèi)；當(dāng)熱化系數(shù)取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上限(α為0.78)時(shí)，最小供熱量大于建筑物耗熱量11%，也在合理范圍之內(nèi)；當(dāng)熱化系數(shù)α為1時(shí)，最小供熱量大于建筑物耗熱量近30%，僅此一項(xiàng)成本就提高了1080萬(wàn)元，熱電聯(lián)產(chǎn)比分散供熱20～30%的節(jié)能效果就這樣被供熱量的大量浪費(fèi)消耗掉了。
也證明了國(guó)家“以采暖供熱負(fù)荷為主的熱化系數(shù)宜控制在0.5～0.6之間”的規(guī)定是合理的。
該項(xiàng)目2001～2002取暖季實(shí)現(xiàn)供熱面積406萬(wàn)，實(shí)際室外日平均溫度1.1℃，總耗熱167.8萬(wàn)GJ，從熱電廠購(gòu)熱197.28萬(wàn)GJ；多供熱29.48萬(wàn)GJ，多供17.6%；由于這兩年是試運(yùn)行，熱電廠一方面要按電力部門統(tǒng)一調(diào)度穩(wěn)定一定的發(fā)電量，一方面要考慮供熱單位的要求按日調(diào)整供水溫度，沒有按最優(yōu)的熱電生產(chǎn)方式運(yùn)行，估計(jì)廠內(nèi)熱量損失也會(huì)在10%左右；這樣，總的計(jì)算，熱電聯(lián)產(chǎn)實(shí)際浪費(fèi)的總熱量在30%左右，與分析結(jié)果基本一致。具體情況見表2。
宏觀地講，供熱企業(yè)向用戶供應(yīng)熱電聯(lián)產(chǎn)的熱量?jī)H僅是將購(gòu)來(lái)的熱分散供給用戶(相當(dāng)于將批發(fā)來(lái)的商品零售給用戶)，運(yùn)行費(fèi)用不外乎是一些動(dòng)力費(fèi)、補(bǔ)水費(fèi)、維修費(fèi)，而供熱又是社會(huì)公益事業(yè)，應(yīng)該精打細(xì)算保持微利或無(wú)利銷售；正常的熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)從熱電廠的購(gòu)熱費(fèi)一般都占售熱價(jià)的51%左右；該項(xiàng)目在目前熱化系數(shù)不合理的狀況下，購(gòu)熱費(fèi)雖然也占直接供熱成本的51%，但僅占售熱價(jià)的36.1%�？梢姛峄禂�(shù)不僅對(duì)能源的合理利用產(chǎn)生影響，對(duì)熱源、熱網(wǎng)和熱力站的綜合投資也影響很大；而這兩方面都是構(gòu)成供熱成本的最主要因素。如果售熱價(jià)格長(zhǎng)期成倍的高于購(gòu)熱費(fèi)，必然影響熱電聯(lián)產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。另外，建筑節(jié)能已勢(shì)在必行，合理實(shí)現(xiàn)熱化系數(shù)對(duì)采取節(jié)能措施后的建筑更有利。
4結(jié)論
理論和實(shí)際都證明，熱電聯(lián)產(chǎn)比分散供熱在熱量生產(chǎn)上可節(jié)能，但僅產(chǎn)熱一個(gè)環(huán)節(jié)上的節(jié)能還不能保證實(shí)際供熱的高效益，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能的關(guān)鍵還在于實(shí)現(xiàn)合理的熱化系數(shù)。按國(guó)家規(guī)定規(guī)劃好熱化系數(shù)固然重要，但實(shí)現(xiàn)最佳熱化系數(shù)才能見成效。因此，合理選擇和實(shí)現(xiàn)最佳熱化系數(shù)，才能保證系統(tǒng)能效比為最高，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)熱源、熱網(wǎng)、熱力站和用戶各組件的最佳匹配。
