為什么發(fā)電廠還能同時供熱

現(xiàn)代社會，大到工廠各類機器的運行，小到家庭各種電器的使用，都離不開電能。電又被稱為“萬能能源”，這是因為人們能夠非常方便地將它輸送到各處，并把它轉(zhuǎn)變成需要的其他形式的能量，如動力、熱量、聲音、光色以及磁性等。實際上其他各種能源也只有轉(zhuǎn)換成電能，才具備被普遍利用的價值。因此，如何增加發(fā)電量，滿足電力供應(yīng)，成了能源開發(fā)的頭等大事。

最近幾十年，開發(fā)新能源用以發(fā)電取得了很大進展，但是在目前和今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，發(fā)電主要還是靠化石能源。所以，如何提高發(fā)電的效率，成為能源技術(shù)提高和發(fā)展的一個重要目標(biāo)。

一種方法是不斷提高推動發(fā)電用蒸汽的溫度和壓力。蒸汽熱力學(xué)表明，蒸汽的壓力和溫度越高，它們做功的本領(lǐng)就越大。因此，提升火力發(fā)電廠的鍋爐和汽輪機技術(shù)，使它們能產(chǎn)生和利用更高壓力的蒸汽，從原來的亞臨界壓力發(fā)電，發(fā)展成超臨界壓力發(fā)電，再提升到壓力更高的超超臨界壓力發(fā)電。使其蒸汽壓力超過25兆帕，溫度達到或超過600℃，就能使發(fā)電效率比超臨界壓力發(fā)電效率提高4%。

可不要小看這4%，它可以使得一臺百萬千瓦發(fā)電機組一年節(jié)約6萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。上海石洞口發(fā)電廠的一臺百萬千瓦超超臨界發(fā)電機組，創(chuàng)造了生產(chǎn)1千瓦時電只消耗276.02克標(biāo)準(zhǔn)煤的世界紀(jì)錄，而2012年全國火電平均供電煤耗是生產(chǎn)1千瓦時電消耗326克標(biāo)準(zhǔn)煤，超超臨界發(fā)電技術(shù)的節(jié)能效益由此可見一斑。

增大壓力雖然提高了發(fā)電效率，但是發(fā)電過程中產(chǎn)生的高溫廢蒸汽卻要用大量的冷卻水來降溫，然后排到江河當(dāng)中。這樣不僅寶貴的熱量被浪費了，還會造成電廠附近江河水溫上升，破壞生態(tài)環(huán)境。于是，另一種措施應(yīng)運而生，就是把電廠的高溫蒸汽用管道引出來，輸送給周圍的工廠、醫(yī)院、居民使用。

這樣的能源利用方式叫作熱電聯(lián)產(chǎn)，它實現(xiàn)了能源的梯級利用，就是用燃燒燃料產(chǎn)生的高溫來發(fā)電，產(chǎn)生主要能源——電；又把電廠廢棄的余熱變成其他工廠的能源直接加以利用。這種方式最大限度地發(fā)揮了能源的潛在能量，達到了“物盡其用”的效果，將熱能的損失減到最少。雖然單從發(fā)電效率一方面來說，熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電效率沒有純發(fā)電的超超臨界發(fā)電來得高，但是發(fā)電和供熱二者合起來的能源熱利用率卻高達70%～80%，比單純發(fā)電的效率高出了近1倍。

目前，火力發(fā)電過程中的熱電聯(lián)產(chǎn)還有一定局限性。因為發(fā)電和供熱是同時發(fā)生的，電廠發(fā)電的過程中產(chǎn)生的熱量非常大，需要在5～8千米范圍內(nèi)有一批造紙、鋼鐵或石化等用熱量大的企業(yè)，以及人口集中的居民區(qū)，否則熱能的充分利用就得不到保證。但火力發(fā)電廠由于考慮環(huán)境污染等問題，往往都建在遠離城區(qū)的地方。因此，上述矛盾需要綜合考慮來加以解決。