热电联产机组供热管理能力提升策略研究

摘要：随着城镇化进程加快和居民生活水平的提高，供热需求持续增长，对热电联产机组的供热管理提出了更高要求。目前热电联产机组在供热管理方面仍存在供热质量不稳定、能耗较高、设备维护不到位、智能化水平较低等问题。本文在分析这些问题的基础上，从优化运行监测与调控、加强设备维护与升级、提升人员素质与管理水平、推进智能化技术应用等方面，提出了热电联产机组供热管理能力的提升策略。并结合某热电厂综合提升项目案例，对策略的应用实践进行了分析。

关键词：热电联产机组；供热管理能力；提升策略

引言：近年来，随着工业化和城镇化进程的快速推进，以及人们生活水平的不断提高，城镇集中供热需求持续增长。然而，当前热电联产机组在供热管理方面仍面临诸多挑战。一方面，热负荷和电负荷的波动性大，加之管网水力失衡、二次网老化等因素影响，导致供热质量不稳定；另一方面，受限于技术水平和管理手段，热电机组能耗居高不下。此外，设备维护管理滞后、人员技能素质参差不齐、智能化水平较低等问题，也制约着热电联产机组供热效率和服务品质的提升[1]。面对新形势下供热需求快速增长和能源结构调整的双重压力，亟需从供热管理模式、技术手段等多个维度入手，探索热电联产机组供热管理能力的提升路径，在保障供热质量、提高能源效率的同时，推动热电联产向清洁低碳、智能高效的方向转型升级，更好地服务于城镇化发展和居民生活品质的改善。

一、热电联产机组供热管理现状及问题分析

（一）供热质量不稳定

热电联产机组在实际运行中经常出现供热参数波动较大的情况，主要原因包括热负荷变化剧烈、电热负荷不匹配、锅炉燃烧控制不精确等。此外，受限于热网设计标准和建设时间，一些城镇热网普遍存在管径小、水力失衡严重、管道老化破损等问题，加剧了二次侧热力系统的不稳定性。供热质量的频繁波动不仅影响用户舒适度，还会导致用户投诉增多，损害企业形象。因此，亟需从热源侧和热网侧综合施策，通过优化运行调度、完善在线监测、改造老旧管网等举措，切实提高供热质量稳定性。

（二）能源消耗较高

从投入产出角度看，热电联产机组普遍存在能源利用效率偏低的问题。一方面，受燃料品质、燃烧工况、运行方式等因素影响，热电机组热效率往往达不到设计值，能耗居高不下。另一方面，热网输配环节损失较大，管道保温不足、阀门密封不严、循环泵效率低等因素进一步加剧了输配损失。能耗过高不仅增加企业运营成本，还制约了节能减排目标的实现。针对这一问题，需要从源头抓起，优化燃烧控制、强化设备节能改造、降低管网漏损，多角度提升能源利用效率。

（三）设备维护管理不到位

当前，不少热电联产企业对设备维护重视程度不够，存在“重投入、轻管理”的现象。日常维护制度执行不严格，关键部件检修不及时，事后维修多于预防性维护，导致设备故障频发、完好率不高。同时，备品备件管理混乱，缺乏必要的质量把关和储备，也给设备维修带来困难。设备状态的下降直接影响机组安全经济运行和供热服务质量。要扭转这一局面，必须树立设备资产管理理念，健全设备管理制度，加大关键设备和薄弱环节的检修力度，积极探索状态检修等先进模式，不断提升设备本质安全水平。

（四）智能化水平较低

伴随智能技术的快速发展，国内外先进热电企业纷纷探索智能化改造，而多数国内城镇热电联产企业在这一领域的探索还刚刚起步。生产控制层面，分布式控制系统（DCS）覆盖不全面，工业互联网、大数据分析、智能诊断决策支持系统（IDSS）等新技术应用有限。管理决策层面，缺乏有效的数据采集与集成机制，难以实现生产运营数据与经营管理数据的互联互通、实时分析与可视化展示。较低的智能化水平制约了系统优化运行和科学决策能力。因此，应以提升系统集成化、自动化、智能化水平为导向，加快关键技术装备的升级换代，为安全、经济、优质供热提供坚实支撑。

二、热电联产机组供热管理能力提升策略

（一）优化运行监测与调控体系

构建完善的运行监测体系是保障热电联产机组安全经济运行的关键。要全面布置监测点位，在热源、热网、热用户等各个环节安装先进的在线监测仪表，实现从燃料输入到用户热计量的全过程监测。基于全面监测数据，建立机组性能评价与故障诊断模型，应用大数据分析等智能算法，对设备运行工况进行实时评估，准确预警和定位潜在故障[2]。在此基础上，构建智能调控系统，集成负荷预测、工况诊断、优化调度等功能模块，自动优选机组运行方式。系统根据负荷预测结果，结合设备特性、能耗指标、污染物排放等约束，制定最优运行策略，并通过闭环反馈持续优化，最终实现热电机组“三热”匹配、多目标协同的最优运行。调控系统还应具备应急响应能力，预设极端工况下的应急预案，确保异常情况下机组快速、可靠切换。

（二）加强设备精细化维护管理

设备是热电联产机组安全运行和优质供热的物质基础。要建立全面系统的设备精细化维护管理制度，将RCM、TPM等先进维修理念与企业实际相结合，制定分类分级的设备检修策略[3]。对于关键设备，开展定期、专业的深度体检，采用在线监测、红外热成像等技术，及时发现隐患并维修消缺。对于一般设备，优化日常点检、维护保养流程，细化标准操作规程，确保检修质量。要加强设备管理信息化建设，搭建覆盖采购、仓储、维修全过程的设备管理信息系统，建立电子化台账、备品备件管理、缺陷跟踪等功能。系统应具备设备全生命周期成本分析功能，为检修策略优化、检修资源配置、备件采购计划等提供依据。要强化全员设备管理意识，开展多种形式的教育培训，普及设备管理知识，提高一线人员操作维护技能。鼓励员工主动参与设备改进，及时采纳合理化建议。

（三）强化人才队伍建设和创新管理机制

人才是推动热电联产高质量发展的第一资源。要完善人才“选育用留”全流程管理，加大高层次、紧缺人才引进力度，优化人才发展通道，为员工成长创造良好环境。制定差异化培养方案，突出抓好领军人才、业务骨干、高技能人才的教育培训，打造高素质管理团队和技术团队。鼓励科技创新，搭建产学研用合作平台，联合高校、科研院所开展关键技术联合攻关，推动科技成果就地转化。要创新管理机制和业务流程，推行扁平化、矩阵式组织结构，建立跨部门协同机制，提高组织运作效率。优化绩效考核机制，将机组能效、污染物排放、供热质量等战略指标纳入考核，坚持能力与业绩并重，调动员工的积极性和创造性。营造学习型、创新型企业文化，开展丰富多彩的文体活动，增强企业向心力和凝聚力。

（四）全面推进智能化技术应用

智能化是供热行业高质量发展的必由之路。要制定热电联产智能化建设整体方案，明确建设目标、实施路径、关键任务，分步实施、持续推进。在感知层，构建涵盖源、网、荷各环节的物联网系统，布置智能仪表、在线分析仪等传感设备，实现供热系统的全面感知和透明化管理[4]。在网络层，建设高速、安全的工业以太网和无线通信网络，保障海量数据的实时传输。在平台层，建设融合大数据、人工智能等新技术的智能管控平台，具备数据采集与管理、智能分析与优化、可视化展示等功能，实现能源流、信息流、工作流“三流合一”[5]。在应用层，开发设备智能运维、生产过程优化、能源需求响应等专业应用系统，实现供热全流程的自动化、智能化管理。要高度重视数据安全，完善网络安全防护体系，严格用户权限管理和操作审计，确保生产控制系统的安全、可靠运行。

三、案例分析与应用实践

（一）某热电厂综合提升项目案例

1.项目背景

某热电厂建于20世纪90年代，装机容量2×300MW，供热面积1600万平方米，是所在城市的主力供热热源。受设计标准、设备老化、管理粗放等因素影响，该热电厂机组效率偏低，供热能力逐年下降，与不断增长的供热需求矛盾日益突出。2023年，该热电厂启动综合提升项目，以全面提升机组运行效率和供热品质为目标，系统优化热电机组和热网系统。

2.实施策略

项目实施聚焦“四新”，即新理念、新技术、新设备、新模式。在理念层面，树立“绿色、高效、智能、协同”的发展理念，坚持能效优先、智能引领、创新驱动。在技术层面，采用高效锅炉燃烧技术、烟气余热深度回收技术、热网水力平衡优化技术、分布式智能控制技术等先进技术，提高系统效率。在设备层面，更新高效燃烧器、余热锅炉，改造汽轮机通流部分，优化热网补水和除氧系统，提高设备性能和可靠性。在模式层面，创新能源管理和服务模式，建立需求侧响应机制，开展供热系统优化运行，探索合同能源管理等商业模式创新。

3.实施效果

经过两年的提升改造，该热电厂机组效率和清洁生产水平明显提高。其中，供电煤耗下降18g/kWh，热电比提高到450%以上，相当于节约标煤5.6万吨/年；污染物排放大幅降低，二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放浓度分别降低85%、60%、95%。供热能力提升30%，95%以上的热用户室温达到18℃以上，投诉率下降80%。此外，热电厂的清洁生产和智慧供热水平大幅提升，成为行业标杆，并辐射带动周边企业开展清洁供热改造，为城市空气质量改善做出重要贡献。

（二）行业发展趋势与展望

1.清洁供热趋势

在“碳达峰、碳中和”目标和大气污染防治攻坚战的背景下，清洁供热已成为行业发展的主旋律。“十四五”时期，北方地区清洁取暖率将从50%提高到70%。各地积极推进既有煤电机组灵活性改造，支持背压式热电联产机组建设，鼓励工业余热供暖。生物质能、地热能、工业余热等非化石能源供暖比例将明显提高。以电代煤、以气代煤将进一步加快，电锅炉和电储能设备将大规模应用于集中供热系统调峰。随着供热能源结构的优化调整，热电联产将更加清洁低碳。

2.智能化发展加速

能源革命和数字革命的深度融合，将推动热电联产加速迈向智能化时代。5G、物联网、区块链等信息技术广泛应用于源、网、荷各环节，实现供热系统的全面感知、动态监测和自主控制。大数据分析和人工智能广泛应用于负荷预测、设备诊断、生产优化等场景，热电机组的自学习、自优化、自适应能力显著增强。数字孪生、增强现实等技术应用于生产运营管理，构建“数字电厂”“数字管网”，极大提高系统仿真、态势感知和辅助决策能力。在终端用户侧，智能热计量表、温控阀、室内温湿度传感器等物联网设备的大规模部署，为精细化用户侧管理、需求侧响应、综合能源优化等创新应用奠定了坚实基础。

3.多能互补与综合能源服务

随着能源系统的深度融合，热电联产将从单一生产模式向多能互补、综合能源服务模式升级。“源－储-荷一网”协同的新型供热系统加快构建，风能、太阳能、生物质能等可再生能源通过智能电网与热电机组协同优化运行，天然气调峰电站、热泵、电锅炉、蓄热装置等多种形式的源、网、荷储能设施加快配置，提高系统灵活调节能力。围绕终端用户的采暖、生活热水、炊事等多元热力需求，热电企业将从单一的热力供应商转型为综合能源服务商，利用大数据分析用户需求特征，优化设计输配系统，提供热、电、冷等定制化用能解决方案，实现能源梯级利用和多能流协同优化。

4.跨行业合作与协同发展

未来的热电联产发展不再是企业单打独斗，而是产业链、价值链高度融合的命运共同体。发电企业将与设备制造、工程施工、金融、互联网等企业深化合作，共同开拓供热市场。基于物联网平台汇聚和共享数据，发挥各自优势，协同开展智慧供热和节能服务。在政策支持和市场化改革的推动下，热电联产网源荷储各环节统筹规划、协调发展，向智能化、区域化方向升级，逐步构建起政府监管、企业主导、多方参与的现代热力市场体系。热电企业还将积极融入智慧城市建设，主动对接区域能源规划，参与多能互补示范项目，成为城市节能减排和能源转型的重要力量。

结束语：

综上所述，在新时期热电联产高质量发展的目标指引下，供热管理能力提升已成为热电企业的紧迫任务和必然选择。提升之路任重道远，需要企业在优化运行监测与调控、加强设备维护与升级、提升人员素质与管理水平、推进智能化技术应用等方面综合施策、系统推进。这一过程离不开政府的政策支持、行业的协同创新、跨界的融合发展。热电联产企业要立足自身实际，制定科学的供热管理能力提升规划，增强供热服务的质量意识和创新意识，在不懈的探索和实践中走出一条内涵式发展之路。

参考文献：

[1]张鉴.关于热电联产机组安全供热的探讨[J].电力设备管理，2024，（23）：258-260.

[2]赵岩.深化供热管理改革提升热电联产企业经营绩效[J].中国电力企业管理，2024，（31）：61-64.

[3]郭晓晨.330 MW热电联产机组低压缸微出力供热改造[J].现代制造技术与装备，2024，60（10）：164-166.

[4]栾睎麟，马剑龙，聂深强，等.大型高背压热电联产机组供热季运行分析[J].热能动力工程，2024，39（09）：96-103.

[5]高新勇，郑立军，喻珮，等.热电联产电站复杂供热系统的热电负荷智能分配研究[J].热能动力工程，2024，39（08）：86-93.