余 帆，亢 凱（國網(wǎng)福建節(jié)能服務(wù)有限公司，福州350000）

基于背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)的綜合節(jié)能改造探索

余 帆，亢 凱（國網(wǎng)福建節(jié)能服務(wù)有限公司，福州350000）

隨著國家政策的密集出臺，背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)作為一種高效節(jié)能的企業(yè)熱電聯(lián)供模式，獲得了廣闊的發(fā)展空間。本文通過就背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)原理和模式進行了分析，并通過某企業(yè)的綜合節(jié)能改造案例，分析改造前后的各項指標數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：采用背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)，可以顯著降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高能源的利用率，減少排放，可以在符合“以熱定電”條件的各行業(yè)中廣泛推廣。

背壓式；熱電聯(lián)產(chǎn)；綜合節(jié)能

1 概述

2013年6月28日，國家發(fā)展改革委取消和下放管理層級行政審批項目26項，其中，“企業(yè)投資燃煤背壓熱電項目核準權(quán)”下放省級投資主管部門。2014年9月份，國家發(fā)改委、環(huán)保部以及國家能源局下發(fā)關(guān)于 《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014～2020年）》的通知，為進一步提升煤電高效清潔發(fā)展水平，“優(yōu)先建設(shè)高效的背壓式熱電機組因地制宜制定背壓式熱電機組稅費支持政策”，把熱電聯(lián)產(chǎn)供熱改造列為重要內(nèi)容，燃煤發(fā)電機組供熱改造深入推進，漸成燃煤機組轉(zhuǎn)型新路徑。2014年11月18日，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于發(fā)布政府核準的投資項目目錄（2014年本）的通知》（國發(fā)[2014]53號，以下簡稱《目錄》），將熱電站的核準下放至地方政府，其中抽凝式燃煤熱電項目由省級政府在國家依據(jù)總量控制制定的建設(shè)規(guī)劃內(nèi)核準。2016年3月22日，國家五部委：發(fā)改委、能源局、財政部、住建部、環(huán)保部頒發(fā) 《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》（發(fā)改能源[2016]617號），明確指出：“在用熱需求增長、環(huán)境壓力加重的情況下，國家將停建燃煤發(fā)電廠，停批大熱電機組，優(yōu)先并鼓勵建設(shè)髙效的背壓式熱電機組因地制宜制定背壓式熱電機組稅費支持政策。”國家政策的密集出臺，熱電行業(yè)發(fā)展進入政策利好時期，以背壓為主的、髙效的、又超低排放的燃煤小熱電廠（5萬kW以下），得到一致的公認和重視，將會得到快速的發(fā)展。

2 背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)的基本原理

熱電聯(lián)產(chǎn)是熱能和電能聯(lián)合生產(chǎn)的一種高效能源生產(chǎn)方式，也是一種公認的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。其根據(jù)能源梯級利用的原理，將一次能源燃燒后，既生產(chǎn)電能，又利用在汽輪發(fā)電機中作過功的蒸汽對用戶供熱，能夠提高能源的利用效率。從中長期看，我國未來的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱存在著巨大的市場發(fā)展?jié)摿Α?/p>

但長期以來，審批程序的繁冗長期制約我國熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)快速發(fā)展。雖然熱電聯(lián)產(chǎn)機組尤其是背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)機組節(jié)能減排效果較好，但因項目審批難，有的熱負荷發(fā)展較快地區(qū)，還是選擇使用污染較嚴重、能耗較高、但審批相對簡單的燃煤鍋爐供熱。

背壓式汽輪機的排汽全部直接供熱，沒有冷源損失，熱能利用率高，熱經(jīng)濟性好[1]。背壓式汽輪機組是重要的熱電聯(lián)產(chǎn)方式之一，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。背壓式汽輪機的流量隨熱負荷變化，其生產(chǎn)方式是“以熱定電”，即電負荷隨熱負荷變化，不能同時滿足電負荷和熱負荷的需求，電量差額需電網(wǎng)補償，增大了電力系統(tǒng)的備用容量[1]。因此合理的設(shè)計對背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)非常重要。

基于目前國家政策形勢以及企業(yè)自身實際情況，本文對某企業(yè)的原有燃煤鍋爐供熱進行背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)綜合節(jié)能改造，節(jié)能減排效果良好。

3 綜合節(jié)能改造

3.1 項目概況

某公司原有3臺10t/h循環(huán)流化床鍋爐，隨著產(chǎn)能增加，用汽量最大將達到70t/h。原有3臺小鍋爐：①出力已無法滿足生產(chǎn)的需求；②鍋爐熱效率低，能源利用效率低。所以針對該公司的條件，考慮采用背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)工程進行升級改造。

3.2 改造方案

采用2×40t/h次高溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐（參數(shù)：壓力5.29MPa，溫度485℃）+1×6MW背壓汽輪發(fā)電機組的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱方案：將蒸汽參數(shù)提高，新增一臺6MW汽輪發(fā)電機組。待現(xiàn)有的3臺10t/h循環(huán)流化床鍋爐拆除后，再建設(shè)一臺40t/h次高溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐作為備用鍋爐，提高機組安全冗余，熱平衡圖如圖1所示。

圖1 背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)熱平衡圖

3.3 改造情況

項目自2016年3月開始實施，6月份投入運行，運行效果良好。

表1 節(jié)能改造投資收益

從表1中可以看出，項目投資收益良好，不到1.6年即可收回投資。

3.4 節(jié)能分析

根據(jù)企業(yè)用熱需求與各設(shè)計參數(shù)，計算得出機組熱經(jīng)濟指標如表2所示。

由表2可見，熱電比大于100%，機組總效率大于45%，滿足《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》（計基礎(chǔ)[2000]1268號）文件要求，說明方案熱經(jīng)濟性的可行。同時，跟傳統(tǒng)飽和蒸汽鍋爐供熱方案相比，能源利用效率提高，年可節(jié)約標煤約4300t。

表2 機組熱經(jīng)濟指標

4 結(jié)論

綜上所述，符合條件的企業(yè)采用背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)模式后，與傳統(tǒng)的鍋爐供熱模式相比，有如下優(yōu)點：

（1）提升效益。背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)除了可以滿足企業(yè)的用熱需求，還可以產(chǎn)生一部分電能供企業(yè)生產(chǎn)運行，降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)效率。

（2）節(jié)能減排。背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)的機組熱效率和供熱煤耗均低于同類供熱鍋爐，提高能源的利用率，減少排放。

（3）安全保障。在熱電聯(lián)產(chǎn)運行模式下，發(fā)電機組可作為一個分布式能源點。在極端情況下發(fā)生外網(wǎng)斷電時，發(fā)電機組可實現(xiàn)孤網(wǎng)運行，滿足企業(yè)生產(chǎn)重要用電負荷的需求，最大限度地減少由于外網(wǎng)斷電對生產(chǎn)的影響。

因此，“以熱定電”，推廣實施背壓式熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能降耗改造，對降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提高能源利用效率，具有重要意義。

[1]嚴俊杰，黃錦濤，何茂剛．冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：35～37.

F426.61

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2095-2066（2016）33-0062-02

2016-11-13