發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)對電力工業(yè)的作用論文
0 前言
在燃?xì)饪照{(diào)的種種優(yōu)勢被人（i］1x識之后，一種新的、更大優(yōu)勢即將顯示出來，這就是冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（CCHP、 C0MBINED C00LING HEATING P0WER）。將燃?xì)廨啓C(jī)與直燃機(jī)組合，效率可以再提高40％。并且CCHP的意義不僅僅在于節(jié)能，這是一場能源產(chǎn)業(yè)的革命：散布在千萬座樓字中的小型燃?xì)廨啓C(jī)，使國民經(jīng)濟(jì)、國家安全至關(guān)重要而又極為脆弱的紐帶一一大電網(wǎng)，不再孤立和笨拙。大電網(wǎng)與分散的小型燃?xì)廨啓C(jī)相結(jié)合，被全球能源、電力專家認(rèn)為是役資省、能耗低、可靠性高的靈活能源系統(tǒng)，成為21世紀(jì)電力工業(yè)的發(fā)展方向。本文著重介紹空調(diào)機(jī)對電力工業(yè)的作用。
直燃式空調(diào)機(jī)叉稱直燃式渙化俚吸收式冷溫水機(jī)，可同時(shí)或單獨(dú)提供制冷、采暖、衛(wèi)生熱水，直接利用燃油或燃?xì)馓峁┠茉�，制冷劑是水，吸收劑是庚化鈕，對人體無毒，對環(huán)境無害。發(fā)展直燃式空調(diào)機(jī)可同時(shí)解決空調(diào)、采暖和生活熱水，與電空調(diào)、電熱水器等比較，能源利用效率高，對電力系統(tǒng)降低高峰負(fù)荷，提高發(fā)、輸、配電設(shè)備利用率，具有極好的作用。如果大量推廣使用直燃式空調(diào)機(jī)，對降低國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)建設(shè)投資，提高全社會能源效率，具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。
1 電力工業(yè)與空調(diào)
我國自1970年至1996年電力短缺，限制空調(diào)、電熱水器等高耗電負(fù)荷。從1997年電力供求緩和后，逐步取消限制，由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平的提高，目前正處于空調(diào)高速發(fā)展期�？照{(diào)使用時(shí)間短，使用時(shí)負(fù)荷率低，使得電力系統(tǒng)負(fù)荷特性劣化，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.1 多數(shù)電網(wǎng)最高負(fù)荷由各季轉(zhuǎn)向夏季，我國南方空調(diào)負(fù)荷多的各省，都是水電比重大的省，夏季水電站要滿發(fā)，靠少數(shù)火電調(diào)峰，由于國產(chǎn)火電機(jī)組調(diào)峰能力差，造成系統(tǒng)調(diào)峰困難，甚至迫使水電站棄水調(diào)峰。
1.2 最大負(fù)荷增長率高于用電量的增長速度，結(jié)果是峰谷差增大，平均負(fù)荷率降低，1997年全國發(fā)電量增長5.08%，裝機(jī)容量增長7.48%，裝機(jī)容量增長率超過發(fā)電量增長率2.4個(gè)百分點(diǎn)，電力供求緩和；1998年相應(yīng)增長率為2.07%和9.07%，增長率相差7個(gè)百分點(diǎn)，電力供求進(jìn)一步緩和。最近幾年，最大負(fù)荷超過發(fā)電量增長比較突出，1996年高1.65個(gè)百分點(diǎn)，1997、1998
年最大負(fù)荷增長率都比發(fā)電量高一倍。 1997年峰谷差比1996年增加1100多萬千瓦，增長率達(dá)33.4%。
1.3 1995年到1998年全國高峰負(fù)荷平均增長740萬千瓦，相對售電量增長量小，造成電網(wǎng)負(fù)荷率降低，火力發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)逐年下降。幾個(gè)主要電網(wǎng)負(fù)荷率普遍下降， 1995年至1998年華中電網(wǎng)下降9.3個(gè)百分點(diǎn)，四川電網(wǎng)下降8.2個(gè)百分點(diǎn)；全國火力發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)由1995年5454h下降到1996年的5418h，下降36h， 1997年又下降304h， 1998年進(jìn)一步下降303h,到1998年火力發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)僅4811 h。
1.4 空調(diào)負(fù)荷對負(fù)荷特性的影響越來越顯著，極端氣候（持續(xù)高溫、潮濕悶熱、持續(xù)低溫、持續(xù)干旱、持續(xù)洪澇）對負(fù)荷及負(fù)荷特性影響越來越顯著。如1999年7月京津唐連續(xù)高溫，空調(diào)負(fù)荷增加達(dá)300萬KW，其中，北京空調(diào)負(fù)荷比1998年增加100多萬KW（7月28日達(dá)601萬KW比1998年492萬KW高出109萬KW），天津空調(diào)負(fù)荷比1998年增加60多萬KW 。 1999年10月19日中國電力報(bào)刊登國家電力公司陸延昌副總經(jīng)理在全國電力營銷會議上的講話中說：“1998有2000多萬千瓦裝機(jī)僅在高峰時(shí)段運(yùn)行數(shù)百小時(shí)，發(fā)電資源浪費(fèi)很大�！憋@然這與電力空調(diào)負(fù)荷有密切關(guān)系。
目前電力部門對這些總是缺乏深入研究，總認(rèn)為現(xiàn)在電力供大于求，要鼓勵(lì)發(fā)展電力空調(diào)，其實(shí)現(xiàn)在的電力過剩是一種低水平的暫時(shí)的電力過剩。按照規(guī)劃2010年我國裝機(jī)容量要達(dá)到5億KW， 2020年要達(dá)到7-8億KW，現(xiàn)在才2.77億KW，差距還很大。1998年我國人均裝機(jī)容量僅0.22KW，人均用電量僅773KW h,而1996年美國已分別達(dá)到3.10kw和l2309kw h。我國這兩項(xiàng)標(biāo)僅為美國的1／14 和 1／16。我國近年電力供大于求，僅僅是由于國有企業(yè)減產(chǎn)、停產(chǎn)造成的，隨著國企扭虧脫困，經(jīng)濟(jì)形勢好轉(zhuǎn)，城鄉(xiāng)居民生活用電增長，電力供求將必然再次吃緊，故對電力空調(diào)負(fù)荷的高速增長不能掉以輕心。
2 發(fā)展直燃機(jī)可使電力工業(yè)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)好轉(zhuǎn)
2.1 我國目前尚處于空調(diào)發(fā)展的初級階段，如果繼續(xù)大量發(fā)展電力空調(diào)，對電力負(fù)荷特性的影響還會加大，對電力工業(yè)經(jīng)濟(jì)影響不可低估。
2.2 空調(diào)負(fù)荷集中在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，按我國的氣候條件，年均工作時(shí)間小于800 h（北方時(shí)間短些，南方時(shí)間長些），空調(diào)使用期內(nèi)平均負(fù)荷率只有40%。為電力空調(diào)供電的這部分發(fā)輸配電設(shè)備一年里只利用幾百個(gè)小時(shí)，利用率極低，難以用正常的電費(fèi)回收來彌補(bǔ)其損失，導(dǎo)致發(fā)電成本上升，最終會使電力工業(yè)的利潤率降低，或者轉(zhuǎn)嫁到用戶身上造成高電價(jià)。
2.3 采用直燃式空調(diào)機(jī)，可有效地降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷，相應(yīng)降低峰谷差，提高電網(wǎng)負(fù)荷率，提高發(fā)輸配電設(shè)備利用率，一般減少10％的峰荷，可提高電網(wǎng)負(fù)荷率9個(gè)百分點(diǎn)，而總發(fā)電量只減少1%，可使電力工業(yè)經(jīng)濟(jì)狀態(tài)好轉(zhuǎn)。
3 發(fā)展直燃式空調(diào)機(jī)可使電力工業(yè)能耗下降
3.1 發(fā)展直燃式空調(diào)機(jī)降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷，可以減少火電機(jī)組調(diào)峰造成的效率下降和供電煤耗的上升，可以減少水電站棄水調(diào)峰損失發(fā)電量，或采用抽水蓄能電站調(diào)峰造成的能量損失（抽水蓄能電站調(diào)峰要損失1／4的能量）及巨額詳資。
3.2 我國現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備大多數(shù)為國產(chǎn)機(jī)組，調(diào)峰能力差，燃煤電站調(diào)峰有時(shí)還要燃油，火電機(jī)組頻繁起停調(diào)峰會影向機(jī)組壽命。特別是我國南方最需要空調(diào)的地方，水電比重大，夏季高峰負(fù)荷時(shí)期靠少量火電調(diào)峰困難更大。
4 發(fā)展直燃式空調(diào)機(jī)可以節(jié)約電力工業(yè)基本建設(shè)投資
直燃式空調(diào)機(jī)的'投資大致與電力空調(diào)機(jī)的投資相當(dāng)，但電力空調(diào)機(jī)需要相應(yīng)配置發(fā)電、輸電和配電設(shè)施，需要增加大量電力基本建設(shè)投資，可以說用戶每裝一臺電力空調(diào)，國家需要投入比用戶購空調(diào)還要多的錢來建電廠電網(wǎng)以保證供電。每個(gè)用戶使用1千瓦負(fù)荷的電力空調(diào)投資為3000元，國家為這臺空調(diào)機(jī)供電，每千瓦發(fā)電設(shè)備投資按6000元計(jì)，輸配電投資為2000元，每千瓦共需投資8000元，再加上廠用電和線損15％，共需電源投資9200元，如果增加空調(diào)負(fù)荷1500萬KW，電力部門需支出電力建設(shè)資金1380億元。如果采用直燃式空調(diào)機(jī)就可以節(jié)省這筆投資。而且直燃機(jī)不僅可以提供空調(diào)制冷，還可提供冬季采暖及日常的衛(wèi)生熱水，可以一機(jī)多用，壽命比電力家用空調(diào)長數(shù)倍，比電力中央空調(diào)也長許多。
5 直燃式空調(diào)機(jī)可實(shí)現(xiàn)能源資源的均衡利用
5.1 目前我國正在改善能源消耗結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展天然氣和燃?xì)猓S多大中型城市為了解決大氣環(huán)境污染，紛紛劃定無煤區(qū)，準(zhǔn)備更多地利用電力、油氣等優(yōu)質(zhì)能源。夏季是天然氣、燃?xì)馐褂玫牡凸�，卻是電力負(fù)荷的高峰期，直燃式空調(diào)機(jī)可降低電網(wǎng)夏季高峰負(fù)荷，填補(bǔ)天然氣、燃?xì)獾牡凸�，�?shí)現(xiàn)資源的 充分和均衡利用。
5.2 直燃機(jī)可利用小型分散式發(fā)電機(jī)組（燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池）的余熱，實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用，做到冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)、效率可達(dá)90％以上，冷熱（采暖及衛(wèi)生熱水）、電比例可根據(jù)負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)、適應(yīng)性極強(qiáng)，也是當(dāng)前世界能源技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。可以實(shí)現(xiàn)能源資源的有效利用。
6 直燃式空調(diào)機(jī)有利于環(huán)境保護(hù)
電力空調(diào)機(jī)使用氟里昂（CFC）為制冷劑，要破壞臭氧層；現(xiàn)在采用替代物氫氯氟烴（HCFC），雖然對臭氧層破壞能力較低，但溫室效應(yīng)很強(qiáng)，會對大氣環(huán)境造成不利影響。直燃式空調(diào)機(jī)吸收劑是溴化鋰，對人體無毒，對環(huán)境無害，由于節(jié)能并且采用的是天然氣、輕油等清潔能源，可減少C02排放量30％-50%。采用直燃機(jī)有利于保護(hù)臭氧層和減少溫室氣體排放量。
7 直燃機(jī)可使終端電價(jià)下降
直燃機(jī)替代了發(fā)電成本最高的那一部分電網(wǎng)負(fù)荷，使終端用戶不必因空調(diào)用電造成負(fù)荷率下降和調(diào)峰困難承擔(dān)額外的電力投資和成本。以發(fā)電成本中固定成本和可變成本各占50％計(jì)算，負(fù)荷率每降低10％，發(fā)電成本就會上升5%。直燃機(jī)是“電力需求側(cè)管理”的重要內(nèi)容，尤其是渦輪發(fā)電機(jī)和直燃機(jī)組結(jié)合的冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，是世界上公認(rèn)的大電網(wǎng)與分散發(fā)電相結(jié)合的方式之一，是國際電力工業(yè)的發(fā)展趨勢。
綜上所述，采用直燃式空調(diào)機(jī)明顯優(yōu)于電力空調(diào)機(jī)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)各地具體條件，作為“電力需求側(cè)管理”迅速推廣。否則，逐年劇增加的電力空調(diào)就象早年人口劇增未加控制一樣，等到認(rèn)識到危害時(shí)，已經(jīng)晚了。電力工業(yè)應(yīng)著眼開拓均衡用電、效益好的電力市場，而不應(yīng)盲目地開發(fā)峰值用電市場。
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