热电联产

热电联产或热电联供（CHP）是指利用热机或发电站同时产生电力和有用的热量。

热电联产是对燃料或热能的更有效利用，因为在发电过程中浪费的热量被用于一些生产性用途。热电联产（CHP）厂可以回收原本浪费在供暖上的热量。这也被称为CHP区域供热。小型热电联产厂是分散型能源的一个例子。温度适中（100-180 °C，212-356 °F）的副产品热量也可用于冷却吸收式制冷机。

高温供热首先驱动燃气或蒸汽涡轮机驱动的发电机。然后将产生的低温余热用于水或空间加热。在较小的规模上（通常小于1MW），可以使用燃气或柴油发动机。热电联产在地热发电厂也很常见，因为它们通常产生相对较低的热量。为了达到可接受的发电热效率，可能需要一个二元循环。热电联产在核电站中的应用较少，因为NIMBY和安全考虑使核电站比类似的化工厂离人口中心更远，而且由于传输损失，区域供热在低人口密度地区效率较低。

热电联产是在一些最早的发电设施中实施的。在中央发电站分配电力之前，自己发电的行业使用废气进行加热。大型办公室和公寓楼、酒店和商店通常自己发电，并使用废蒸汽来加热建筑物。由于早期购买电力的成本很高，这些热电联产业务在公用事业电力出现后持续了很多年。

许多加工行业，如化工厂、炼油厂、纸浆和造纸厂，需要大量的加工热，用于化学反应器、蒸馏塔、蒸汽干燥器和其他用途。这种热量通常以蒸汽的形式使用，可以在通常用于加热的低压下产生，也可以在高压下产生，并首先通过涡轮机发电。在涡轮机中，蒸汽的压力和温度被降低，因为蒸汽的内部能量被转化为功。离开涡轮机的低压蒸汽可以用于工艺加热。

火力发电站的汽轮机通常被设计为供应高压蒸汽，离开汽轮机的冷凝器比环境温度高几度，xxx压力为几毫米汞柱。(这就是所谓的冷凝式汽轮机。）在所有的实际应用中，这些蒸汽在冷凝前的有用能量是可以忽略的。用于热电联产的汽轮机是在通过几级汽轮机后，在较低的压力下提取一些蒸汽，未提取的蒸汽继续通过汽轮机到冷凝器。在这种情况下，抽出的蒸汽会在汽轮机的下游阶段造成机械功率损失。或者它们被设计成有或没有蒸汽抽取，最终在背压下排出（非冷凝）。抽出的或排出的蒸汽被用于工艺加热。在正常的工艺加热条件下，仍有相当大的焓值可用于发电，所以热电联产有机会成本。

一个典型的造纸厂的发电涡轮机可能有160 psig（1.103 MPa）和60 psig（0.41 MPa）的抽取压力。典型的背压可能是60 psig（0.41 MPa）。在实践中，这些压力是为每个设施定制设计的。相反，如果仅仅是为工业目的产生工艺蒸汽，而不是在高端产生足够高的压力来发电，则会产生机会成本。高压锅炉、涡轮机和发电机的资本和运营成本都很高。这种设备通常是连续运行的，这通常限制了自发电的大规模运行。

一个联合循环也可以使用加热系统作为电厂/底层循环的冷凝器来提取热量。

一个更现代化的系统可能会使用以天然气为动力的燃气轮机，其排气为蒸汽发电厂提供动力，其冷凝水则提供热量。基于联合循环电厂的热电联产厂可以达到80%以上的热效率。

热电联产的可行性（有时称为利用系数），特别是在较小的热电联产机组中，取决于良好的运营基础，在（或附近）的电力需求和热力需求方面。