熱電聯產

熱電聯產或熱電聯供（CHP）是指利用熱機或發電站同時產生電力和有用的熱量。

熱電聯產是對燃料或熱能的更有效利用，因為在發電過程中浪費的熱量被用于一些生產性用途。熱電聯產（CHP）廠可以回收原本浪費在供暖上的熱量。這也被稱為CHP區域供熱。小型熱電聯產廠是分散型能源的一個例子。溫度適中（100-180 °C，212-356 °F）的副產品熱量也可用于冷卻吸收式制冷機。

高溫供熱首先驅動燃氣或蒸汽渦輪機驅動的發電機。然后將產生的低溫余熱用于水或空間加熱。在較小的規模上（通常小于1MW），可以使用燃氣或柴油發動機。熱電聯產在地熱發電廠也很常見，因為它們通常產生相對較低的熱量。為了達到可接受的發電熱效率，可能需要一個二元循環。熱電聯產在核電站中的應用較少，因為NIMBY和安全考慮使核電站比類似的化工廠離人口中心更遠，而且由于傳輸損失，區域供熱在低人口密度地區效率較低。

熱電聯產是在一些最早的發電設施中實施的。在中央發電站分配電力之前，自己發電的行業使用廢氣進行加熱。大型辦公室和公寓樓、酒店和商店通常自己發電，并使用廢蒸汽來加熱建筑物。由于早期購買電力的成本很高，這些熱電聯產業務在公用事業電力出現后持續了很多年。

許多加工行業，如化工廠、煉油廠、紙漿和造紙廠，需要大量的加工熱，用于化學反應器、蒸餾塔、蒸汽干燥器和其他用途。這種熱量通常以蒸汽的形式使用，可以在通常用于加熱的低壓下產生，也可以在高壓下產生，并首先通過渦輪機發電。在渦輪機中，蒸汽的壓力和溫度被降低，因為蒸汽的內部能量被轉化為功。離開渦輪機的低壓蒸汽可以用于工藝加熱。

火力發電站的汽輪機通常被設計為供應高壓蒸汽，離開汽輪機的冷凝器比環境溫度高幾度，xxx壓力為幾毫米汞柱。(這就是所謂的冷凝式汽輪機。）在所有的實際應用中，這些蒸汽在冷凝前的有用能量是可以忽略的。用于熱電聯產的汽輪機是在通過幾級汽輪機后，在較低的壓力下提取一些蒸汽，未提取的蒸汽繼續通過汽輪機到冷凝器。在這種情況下，抽出的蒸汽會在汽輪機的下游階段造成機械功率損失。或者它們被設計成有或沒有蒸汽抽取，最終在背壓下排出（非冷凝）。抽出的或排出的蒸汽被用于工藝加熱。在正常的工藝加熱條件下，仍有相當大的焓值可用于發電，所以熱電聯產有機會成本。

一個典型的造紙廠的發電渦輪機可能有160 psig（1.103 MPa）和60 psig（0.41 MPa）的抽取壓力。典型的背壓可能是60 psig（0.41 MPa）。在實踐中，這些壓力是為每個設施定制設計的。相反，如果僅僅是為工業目的產生工藝蒸汽，而不是在高端產生足夠高的壓力來發電，則會產生機會成本。高壓鍋爐、渦輪機和發電機的資本和運營成本都很高。這種設備通常是連續運行的，這通常限制了自發電的大規模運行。

一個聯合循環也可以使用加熱系統作為電廠/底層循環的冷凝器來提取熱量。

一個更現代化的系統可能會使用以天然氣為動力的燃氣輪機，其排氣為蒸汽發電廠提供動力，其冷凝水則提供熱量。基于聯合循環電廠的熱電聯產廠可以達到80%以上的熱效率。

熱電聯產的可行性（有時稱為利用系數），特別是在較小的熱電聯產機組中，取決于良好的運營基礎，在（或附近）的電力需求和熱力需求方面。