發(fā)展燃氣空調對電力工業(yè)的作用論文
0 前言
在燃氣空調的種種優(yōu)勢被人（i］1x識之后，一種新的、更大優(yōu)勢即將顯示出來，這就是冷熱電聯產技術（CCHP、 C0MBINED C00LING HEATING P0WER）。將燃氣輪機與直燃機組合，效率可以再提高40％。并且CCHP的意義不僅僅在于節(jié)能，這是一場能源產業(yè)的革命：散布在千萬座樓字中的小型燃氣輪機，使國民經濟、國家安全至關重要而又極為脆弱的紐帶一一大電網，不再孤立和笨拙。大電網與分散的小型燃氣輪機相結合，被全球能源、電力專家認為是役資省、能耗低、可靠性高的靈活能源系統(tǒng)，成為21世紀電力工業(yè)的發(fā)展方向。本文著重介紹空調機對電力工業(yè)的作用。
直燃式空調機叉稱直燃式渙化俚吸收式冷溫水機，可同時或單獨提供制冷、采暖、衛(wèi)生熱水，直接利用燃油或燃氣提供能源，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)展直燃式空調機可同時解決空調、采暖和生活熱水，與電空調、電熱水器等比較，能源利用效率高，對電力系統(tǒng)降低高峰負荷，提高發(fā)、輸、配電設備利用率，具有極好的作用。如果大量推廣使用直燃式空調機，對降低國民經濟基礎建設投資，提高全社會能源效率，具有巨大的現實意義和深遠的歷史意義。
1 電力工業(yè)與空調
我國自1970年至1996年電力短缺，限制空調、電熱水器等高耗電負荷。從1997年電力供求緩和后，逐步取消限制，由于社會經濟發(fā)展和居民生活水平的提高，目前正處于空調高速發(fā)展期。空調使用時間短，使用時負荷率低，使得電力系統(tǒng)負荷特性劣化，主要表現在以下幾個方面：
1.1 多數電網最高負荷由各季轉向夏季，我國南方空調負荷多的各省，都是水電比重大的省，夏季水電站要滿發(fā)，靠少數火電調峰，由于國產火電機組調峰能力差，造成系統(tǒng)調峰困難，甚至迫使水電站棄水調峰。
1.2 最大負荷增長率高于用電量的增長速度，結果是峰谷差增大，平均負荷率降低，1997年全國發(fā)電量增長5.08%，裝機容量增長7.48%，裝機容量增長率超過發(fā)電量增長率2.4個百分點，電力供求緩和；1998年相應增長率為2.07%和9.07%，增長率相差7個百分點，電力供求進一步緩和。最近幾年，最大負荷超過發(fā)電量增長比較突出，1996年高1.65個百分點，1997、1998
年最大負荷增長率都比發(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33.4%。
1.3 1995年到1998年全國高峰負荷平均增長740萬千瓦，相對售電量增長量小，造成電網負荷率降低，火力發(fā)電設備利用小時逐年下降。幾個主要電網負荷率普遍下降， 1995年至1998年華中電網下降9.3個百分點，四川電網下降8.2個百分點；全國火力發(fā)電設備利用小時數由1995年5454h下降到1996年的5418h，下降36h， 1997年又下降304h， 1998年進一步下降303h,到1998年火力發(fā)電設備利用小時數僅4811 h。
1.4 空調負荷對負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）對負荷及負荷特性影響越來越顯著。如1999年7月京津唐連續(xù)高溫，空調負荷增加達300萬KW，其中，北京空調負荷比1998年增加100多萬KW（7月28日達601萬KW比1998年492萬KW高出109萬KW），天津空調負荷比1998年增加60多萬KW 。 1999年10月19日中國電力報刊登國家電力公司陸延昌副總經理在全國電力營銷會議上的講話中說：“1998有2000多萬千瓦裝機僅在高峰時段運行數百小時，發(fā)電資源浪費很大。”顯然這與電力空調負荷有密切關系。
目前電力部門對這些總是缺乏深入研究，總認為現在電力供大于求，要鼓勵發(fā)展電力空調，其實現在的電力過剩是一種低水平的暫時的電力過剩。按照規(guī)劃2010年我國裝機容量要達到5億KW， 2020年要達到7-8億KW，現在才2.77億KW，差距還很大。1998年我國人均裝機容量僅0.22KW，人均用電量僅773KW h,而1996年美國已分別達到3.10kw和l2309kw h。我國這兩項標僅為美國的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、停產造成的，隨著國企扭虧脫困，經濟形勢好轉，城鄉(xiāng)居民生活用電增長，電力供求將必然再次吃緊，故對電力空調負荷的高速增長不能掉以輕心。
2 發(fā)展直燃機可使電力工業(yè)經濟狀態(tài)好轉
2.1 我國目前尚處于空調發(fā)展的初級階段，如果繼續(xù)大量發(fā)展電力空調，對電力負荷特性的影響還會加大，對電力工業(yè)經濟影響不可低估。
2.2 空調負荷集中在電網負荷高峰期，按我國的氣候條件，年均工作時間小于800 h（北方時間短些，南方時間長些），空調使用期內平均負荷率只有40%。為電力空調供電的這部分發(fā)輸配電設備一年里只利用幾百個小時，利用率極低，難以用正常的電費回收來彌補其損失，導致發(fā)電成本上升，最終會使電力工業(yè)的利潤率降低，或者轉嫁到用戶身上造成高電價。
2.3 采用直燃式空調機，可有效地降低電網高峰負荷，相應降低峰谷差，提高電網負荷率，提高發(fā)輸配電設備利用率，一般減少10％的峰荷，可提高電網負荷率9個百分點，而總發(fā)電量只減少1%，可使電力工業(yè)經濟狀態(tài)好轉。
3 發(fā)展直燃式空調機可使電力工業(yè)能耗下降
3.1 發(fā)展直燃式空調機降低電網高峰負荷，可以減少火電機組調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峰損失發(fā)電量，或采用抽水蓄能電站調峰造成的能量損失（抽水蓄能電站調峰要損失1／4的能量）及巨額詳資。
3.2 我國現有的發(fā)電設備大多數為國產機組，調峰能力差，燃煤電站調峰有時還要燃油，火電機組頻繁起停調峰會影向機組壽命。特別是我國南方最需要空調的地方，水電比重大，夏季高峰負荷時期靠少量火電調峰困難更大。
4 發(fā)展直燃式空調機可以節(jié)約電力工業(yè)基本建設投資
直燃式空調機的'投資大致與電力空調機的投資相當，但電力空調機需要相應配置發(fā)電、輸電和配電設施，需要增加大量電力基本建設投資，可以說用戶每裝一臺電力空調，國家需要投入比用戶購空調還要多的錢來建電廠電網以保證供電。每個用戶使用1千瓦負荷的電力空調投資為3000元，國家為這臺空調機供電，每千瓦發(fā)電設備投資按6000元計，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，如果增加空調負荷1500萬KW，電力部門需支出電力建設資金1380億元。如果采用直燃式空調機就可以節(jié)省這筆投資。而且直燃機不僅可以提供空調制冷，還可提供冬季采暖及日常的衛(wèi)生熱水，可以一機多用，壽命比電力家用空調長數倍，比電力中央空調也長許多。
5 直燃式空調機可實現能源資源的均衡利用
5.1 目前我國正在改善能源消耗結構，大力發(fā)展天然氣和燃氣，許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)，準備更多地利用電力、油氣等優(yōu)質能源。夏季是天然氣、燃氣使用的低谷，卻是電力負荷的高峰期，直燃式空調機可降低電網夏季高峰負荷，填補天然氣、燃氣的低谷，實現資源的 充分和均衡利用。
5.2 直燃機可利用小型分散式發(fā)電機組（燃氣輪機、燃料電池）的余熱，實現能量的梯級利用，做到冷、熱、電聯產、效率可達90％以上，冷熱（采暖及衛(wèi)生熱水）、電比例可根據負荷靈活調節(jié)、適應性極強，也是當前世界能源技術的發(fā)展趨勢之一。可以實現能源資源的有效利用。
6 直燃式空調機有利于環(huán)境保護
電力空調機使用氟里昂（CFC）為制冷劑，要破壞臭氧層；現在采用替代物氫氯氟烴（HCFC），雖然對臭氧層破壞能力較低，但溫室效應很強，會對大氣環(huán)境造成不利影響。直燃式空調機吸收劑是溴化鋰，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%。采用直燃機有利于保護臭氧層和減少溫室氣體排放量。
7 直燃機可使終端電價下降
直燃機替代了發(fā)電成本最高的那一部分電網負荷，使終端用戶不必因空調用電造成負荷率下降和調峰困難承擔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％計算，負荷率每降低10％，發(fā)電成本就會上升5%。直燃機是“電力需求側管理”的重要內容，尤其是渦輪發(fā)電機和直燃機組結合的冷、熱、電聯產系統(tǒng)，是世界上公認的大電網與分散發(fā)電相結合的方式之一，是國際電力工業(yè)的發(fā)展趨勢。
綜上所述，采用直燃式空調機明顯優(yōu)于電力空調機，應當根據各地具體條件，作為“電力需求側管理”迅速推廣。否則，逐年劇增加的電力空調就象早年人口劇增未加控制一樣，等到認識到危害時，已經晚了。電力工業(yè)應著眼開拓均衡用電、效益好的電力市場，而不應盲目地開發(fā)峰值用電市場。
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