一、技术名称：热电协同集中供热技术
二、技术所属领域及适用范围：集中供热行业
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
目前全国北方地区总采暖供热建筑面积约80亿m2，每年能耗1.8亿tce，占全国总能耗的7％，占全国城市建筑能耗的40％。其中，热电协同集中供热面积超过45亿m2，热电协同供热量约占北方集中供热量的一半以上。
该技术将现有供热系统与热泵技术及蓄热技术的特点有效结合，将大幅提高我国热电联产集中供热系统的效率和发电调节能力，是我国 的未来发展方向。传统热电联产抽汽供热能耗约为19.5kgce/GJ。二氧化碳排放为51.48kg/GJ，供热面积为1000万m2的供热首站投资5000万元。目前应用该技术可实现节能量16万tce/a，CO2减排约42万t/a。
四、技术内容
1.技术原理
在热电联产集中供热系统的热力站采用热泵型换热机组代替常规的水-水换热器，在不改变二次网供回水温度的前提下，大幅降低一次网回水温度（显著低于二次网回水温度），从而增大一次网供回水温差，并为回收电厂余热创造条件；在热力站设置蓄热装置，使得热泵可充分利用谷电维持所需一次网回水温度；在热电厂内设置以热泵技术为核心的电厂余热回收机组，以汽轮机采暖抽汽作为驱动热源，回收汽轮机乏汽冷凝余热；在热电厂设置大型蓄热装置，在热电厂维持供热能力及余热回收量稳定的前提下，扩大机组发电上网功率的调节范围，缓解冬季电网调峰难的问题。
2.关键技术
热电协同的集中供热技术针对常规采暖供热换热环节存在的不可逆损失，通过设置于用户热力站的热泵型换热机组和设置于热电厂供热首站的余热回收机组高效回收热电厂凝气余热供热；通过设置于热力站及热电厂的蓄热装置，实现用电负荷的”移峰填谷”，并扩大热电厂发电上网功率的调节范围。
3.工艺流程
设置于各小区热力站的热泵型换热机组与设置于热电厂供热首站的电厂余热回收专用热泵机组通过一次供热管网连接，一次网供水经各小区热力站的热泵型换热机组后降低至20℃左右返回电厂首站，再被电厂余热回收专用热泵机组梯级加热至130℃后供出，如此循环，回收电厂汽轮机凝汽器乏汽余热；设置于热力站的蓄热装置在电负荷低谷期时消耗谷电制取低温水并储存在蓄热罐中，电负荷高峰期时，释放蓄热罐中储存的低温水，代替热泵换热机组，维持所需一次网回水温度；设置于热电厂的蓄热装置在电网调度负荷下降时消耗机组所发过剩电力制取热量并储存，当电网调度负荷升高时，释放储存热量以代替热电机组抽汽，提高机组发电功率，实现热电厂发电上网负荷的大范围调节。技术流程如图1 所示。
图1 热电协同的集中供热技术流程
五、主要技术指标
1.可高效回收汽轮机乏汽余热，热电联产集中供热系统能耗降低40%-50%，一次水回水温度降低到20-30℃甚至更低，也为高效回收工业余热创造条件。
2.供热系统供热能力提高30%-50%。
3.热电厂在维持供热能力稳定的前提下，发电上网功率可在额定值的60%-100%范围内调节。
4.热网输送能力提高60%-80%，可实现远距离供热，对于新建大型热网可降低管网建设投资30%以上，在城市核心区域，由于地下管线空间资源紧张，利用既有供热管线实现大温差运行扩容，避免破路施工。
该技术无需改动原汽轮机组的结构，改造难度小，工程量少，由于一次热网回水温度低，汽轮机排汽余热全部回收而大幅度提高供热能力，根据示范工程测 试，可降低供热能耗至10.7 kgce/GJ。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状
2008年在赤峰市建成首个完整应用该技术的示范工程，为全面推广奠定了基础；2010年在大同市建成大规模示范工程，标志着该技术在大型集中供热系统的成功推广；从2011年开始，该技术已在北京、内蒙古、山西、山东、宁夏等地区实施了若干个工程，回收的工业余热增加供热面积约2800万平米。2014年在太原市建成首个应用吸收压缩复合式换热机组及蓄热系统的热力站。
2012年11月，中国城镇供热协会对该技术核心产品--吸收式换热机组进行评审，认为该技术和产品”居于国际领先水平，使我国集中供热系统产生了革命性变化，使我国供热行业从技术引进迈入技术创造的时代”。
七、典型应用案例
应用单位：华电大同第一热电厂有限公司和大同煤矿集团鹏程物业公司
技术提供单位：清华大学
节能改造情况：根据改造前电厂汽轮机的实际运行情况，可测算该电厂最大抽汽供热功率约为268MW，供热面积为440万平米。利用清华大学基于吸收式换热的集中供热技术进行供热改造，回收汽轮机乏汽余热功率132MW，供热面积增加200万平米。
节能改造内容：利用清华大学基于吸收式换热的集中供热技术对华电大同第一热电厂2×135MW机组进行供热改造，供热热网同时进行了吸收式换热改造，热力公司改造14座热力站，安装18台吸收式换热机组，用于降低一次热网回水温度。
节能效果：改造后电厂供热能力增加到400MW，满足640万平米供热，每年回收乏汽余热179万GJ向城市供热，与集中供热锅炉相比，相当于每年节约7.6万吨标准煤。
经济效益概述：节能改造总投资9270万元，每年回收乏汽余热179万GJ向热网供热，售热价格按15元/GJ计算，年收益2685万元，投资回收期为3.5年左右。
八、推广前景及节能减排潜力
热电协同的集中供热技术可实现凝汽余热的最大化利用，是解决北方城市热源不足、降低城市空气污染、替代城市中小型燃煤锅炉房缓解城市雾霾的有效途径。预计未来5年推广实现此技术集中供热面积3亿平米，节能120万tce，减少二氧化碳排放317万t。 来源：中国节能产业网
