煤熱解多聯(lián)產(chǎn)改造 實(shí)現(xiàn)“煤化工+煤電+X”跨越發(fā)展

關(guān)鍵詞：突破桎梏;跨界融合;綜合開發(fā);賦能發(fā)展

一、方案必要性

2017、2018年度山西漳電國電王坪發(fā)電有限公司連續(xù)虧損過億，其年燃煤平均燃用燃料115萬噸，每噸煤需承擔(dān)虧損166元，然而年燃煤采購加權(quán)平均價(jià)225元/噸。也就是說，假如今年發(fā)電量、上網(wǎng)電價(jià)、供熱量、熱力價(jià)格等條件不發(fā)生顯著有益方向變化，那么受制于200MW機(jī)組的并網(wǎng)在役最小容量等級(jí)，獲取更大的發(fā)電市場(chǎng)空間基本不可能實(shí)現(xiàn)。然而就每噸煤的采購價(jià)格在煤質(zhì)不變的基礎(chǔ)上下降166元，降到59元/噸，才可能達(dá)到盈虧平衡，這種情況的概率基本為零。而煤電一體化是現(xiàn)階段立足于同煤集團(tuán)扶持比較現(xiàn)實(shí)的辦法，這也只是內(nèi)部利益的重新組合分配，并沒有創(chuàng)造更多價(jià)值。經(jīng)過充分調(diào)研論證，實(shí)施煤熱解多聯(lián)產(chǎn)改造，實(shí)現(xiàn)“煤化工+煤電+X”的跨界賦能生產(chǎn)經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變，可以從根本上實(shí)現(xiàn)扭虧為盈，跨越發(fā)展。

二、煤熱解分級(jí)多聯(lián)產(chǎn)簡要介紹

煤熱解分級(jí)多聯(lián)產(chǎn)，通過改造當(dāng)前循環(huán)流化床機(jī)組，增加熱解爐。入爐煤先在熱解爐中進(jìn)行650℃的低溫分解生成半焦、燃?xì)?、焦油等，其中半焦?50℃的溫度通過返料器進(jìn)入原鍋爐燃燒發(fā)電，燃?xì)?、焦油可以作為產(chǎn)品銷售，實(shí)現(xiàn)煤焦油、燃?xì)猓淄椤錃?、一氧化碳、其他烷烴氣體）和熱電聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)模式升級(jí)。該技術(shù)方案只要煤種揮發(fā)分達(dá)到20%就具備較高經(jīng)濟(jì)性，王坪發(fā)電公司煤種完全符合這種要求。

需要特別指出的是，因?yàn)闊峤膺^程已基本將影響熱值較多的水分去除，半焦熱值并沒有降低，以650℃的溫度進(jìn)入鍋爐，不會(huì)對(duì)鍋爐燃燒造成不良影響，而且在熱解過程中硫析出50%左右，煙氣NOx含量也能降低25%左右，這不僅減少了超低排放的壓力，還提高了鍋爐的煤種適應(yīng)性。

三、經(jīng)濟(jì)效益

在與浙江大學(xué)進(jìn)行技術(shù)交流之后，確立了初步方案，通過每噸煤實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行對(duì)比，能夠更直觀、準(zhǔn)確地反應(yīng)改造前后的經(jīng)濟(jì)效益。

1.根據(jù)浙大初步方案，熱解焦油產(chǎn)量按照煤重量7%為0.07噸，煤氣產(chǎn)量按照煤重量10%為0.1噸折130NM3;

生產(chǎn)成本：輔機(jī)耗電量98kwh/噸，水0.55噸/噸，廢水0.1/噸，廢水處理費(fèi)40元/噸;

改造后完成同等發(fā)電量多消耗煤50%，從煤的利用角度考量，相當(dāng)于產(chǎn)能在發(fā)電量不增加的基礎(chǔ)上增加50%。

2.供電量以2018年5月供電煤耗387g/ kwh進(jìn)行測(cè)算，改造前每噸煤供電量1108 kwh，改造后供電量為738kwh。

3.價(jià)格確定

燃?xì)鈨r(jià)格確定為1元/NM3（懷仁陶瓷工業(yè)園區(qū)煤層氣價(jià)格1.8元/NM3）

焦油價(jià)格按2500元/噸（近期卓創(chuàng)網(wǎng)價(jià)格在3300元/噸）

上網(wǎng)電價(jià)0.312元/kwh（2018年王坪已經(jīng)取得電量價(jià)格）

水費(fèi)3元/噸

4.噸煤創(chuàng)造價(jià)值：

（1）改造前：

售電收入1108×0.312=345.69元

（2）改造后：

售電收入738×0.312=230.26元

焦油收入0.07×2500=175元

燃?xì)馐杖?30×1=130元

成本增加：

電費(fèi)98×0.312=30.58元

水費(fèi)0.56×3=1.68元

廢水處理費(fèi)0.1×40=4元

改造后總價(jià)值499元

（3）改造前后每噸煤增加價(jià)值為153.3元，考慮完成同等電量增加50%耗煤量，相當(dāng)于改造前每噸煤增加230元，按16%扣除增值稅，稅后增加198元，已經(jīng)可以覆蓋2017年每噸煤承擔(dān)的166元的虧損額，增加王坪發(fā)電公司扭虧為盈的可能性。

5.每臺(tái)爐使用60萬噸/年計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益1.188億/年。單臺(tái)爐投資約為2億元，投資回報(bào)期約為2年。

四、實(shí)施方案及落地步驟

王坪發(fā)電公司地處懷仁陶瓷工業(yè)園區(qū)，陶瓷業(yè)是工業(yè)用氣大戶，完全能消化公司兩臺(tái)機(jī)組改造后的產(chǎn)能，考慮到該方案尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，穩(wěn)妥起見決定先期進(jìn)行一臺(tái)機(jī)組改造，燃?xì)饨尤雸@區(qū)國新能源管網(wǎng)，銷售給國新能源。待運(yùn)行后市場(chǎng)情況再行決定是否進(jìn)行天然氣液化工程以及第二臺(tái)機(jī)組改造，同時(shí)展開調(diào)研生產(chǎn)粉煤灰陶粒、脫硫石灰等自用燃?xì)忭?xiàng)目，實(shí)現(xiàn)“煤化工+煤電+X”的跨界賦能生產(chǎn)經(jīng)營模式。

改造方案需要投資約2億元，考慮到王坪發(fā)電公司現(xiàn)在的經(jīng)營困境，初步?jīng)Q定采用合同能源以及設(shè)備租賃模式，利用鍋爐系統(tǒng)甚至煤場(chǎng)打包委托管理，以解決項(xiàng)目的融資投資問題，就合同能源管理模式已與初步方案技術(shù)提供方浙江大學(xué)聯(lián)系，對(duì)方承諾可在項(xiàng)目立項(xiàng)后提供投資方。

爭取2018年內(nèi)完成公司立項(xiàng)、初可研、可研、環(huán)評(píng)、安評(píng)、能評(píng)等工作，同時(shí)完成焦油、燃?xì)獾氖袌?chǎng)調(diào)研，簽訂銷售意向，進(jìn)入設(shè)計(jì)階段，2019年采暖期結(jié)束進(jìn)入施工階段，9月完成施工，進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試，10月正式投產(chǎn)。

五、王坪發(fā)電公司實(shí)施改造優(yōu)勢(shì)分析

1.技術(shù)優(yōu)勢(shì)。該方案選用浙江大學(xué)熱能工程研究所，能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家能源煤炭清潔轉(zhuǎn)換利用技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，已經(jīng)在云南龍盛能源公司300MW機(jī)組上進(jìn)行40噸/h進(jìn)行72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)，在淮南礦業(yè)集團(tuán)135MW機(jī)組上進(jìn)行12MW試驗(yàn)，均達(dá)到和超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，特別是與格盟山西平朔煤矸石發(fā)電公司聯(lián)合，成功申報(bào)國家級(jí)和山西省級(jí)科技項(xiàng)目，并已經(jīng)獲國家獎(jiǎng)勵(lì)2700萬元，2018年年底實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。

2.政策優(yōu)勢(shì)。國家能源局2016年5月3日印發(fā)的《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃（2015～2020年）》確定第五項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，就是煤的分級(jí)分質(zhì)梯級(jí)利用，逐步實(shí)現(xiàn)“分質(zhì)分級(jí)、能化結(jié)合、集成聯(lián)產(chǎn)”的新型煤炭利用方式，鼓勵(lì)煤—化—電—熱一體化發(fā)展，要求在2020年建成一批百萬噸級(jí)分級(jí)提質(zhì)示范項(xiàng)目，并在保障措施第四條特別提出積極落實(shí)稅收優(yōu)惠政策，研究出臺(tái)更加有力的支持政策。

浙江大學(xué)和山西省政府在2016年10月簽署戰(zhàn)略合作框架合協(xié)議，對(duì)與浙江大學(xué)合作的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目優(yōu)先納入山西省科技計(jì)劃專項(xiàng)支持。

3.市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。王坪發(fā)電公司坐落于懷仁陶瓷工業(yè)園區(qū)，園區(qū)用氣量大于該項(xiàng)目產(chǎn)能，且國新能源管網(wǎng)距公司1.5公里，優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚。

煤化工行業(yè)正在進(jìn)入高景氣周期，同煤甲醇項(xiàng)目現(xiàn)在生產(chǎn)成本1600元，銷售價(jià)2850元，去年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)盈利300萬元。據(jù)卓創(chuàng)資訊行情顯示，焦油價(jià)格一路穩(wěn)步上漲，比初評(píng)時(shí)3000元再度上漲10%以上，達(dá)到3377元。

4.機(jī)組優(yōu)勢(shì)。王坪發(fā)電公司200MW循環(huán)流化床鍋爐契合該技術(shù)的鍋爐要求，而且200MW機(jī)組是漳澤電力集團(tuán)內(nèi)部容量最小的同類在役機(jī)組，王坪發(fā)電公司改造成功在集團(tuán)公司層面就是示范，可以在集團(tuán)公司其他同類機(jī)組上推廣。

5.煤種優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)需要揮發(fā)分在20%以上經(jīng)濟(jì)性才能得到充分體現(xiàn)，王坪公司燃煤完全符合這一要求，并且熱解可以降低50%的硫、25%的氮，這在很大程度上減輕了超低排放的壓力。且格盟山西平朔煤矸石發(fā)電公司可研選用熱值為2500kcal/kg的煤種，浙大給我們做的初步報(bào)告的產(chǎn)出率也是建立在此基礎(chǔ)上，依據(jù)公司實(shí)際煤種產(chǎn)出率可能更高。

6.賦能優(yōu)勢(shì)。燃?xì)馐乔鍧嵞茉?，正逐步取代直燃煤的市?chǎng)空間。賦能發(fā)展脫硫石灰、粉煤灰陶粒，焦油是基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，可以依市場(chǎng)情況和便利條件發(fā)展汽油、柴油、石墨電極、炭黑等產(chǎn)品，加粗加長產(chǎn)業(yè)鏈，形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

（作者單位：山西漳電國電王坪發(fā)電有限公司）