化工園區(qū)分散式供熱向集中式供熱轉(zhuǎn)變途徑探析

大唐魯北發(fā)電有限責任公司 陳繼軍

化工園區(qū)作為一個產(chǎn)能和耗能的密集型區(qū)域，對熱能的需求較大。隨著國家《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》實施，在魯北化工園區(qū)內(nèi)，企業(yè)的自備機組將面臨關(guān)停態(tài)勢，這為大唐魯北發(fā)電公司成為園區(qū)唯一熱源并進行大流量集中供熱創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。本文對化工園區(qū)集中供熱途徑進行探討。

魯北化工園區(qū)由分散式供熱向集中式供熱轉(zhuǎn)變的背景分析

國家層面

黨的十八大站在歷史和全局的戰(zhàn)略高度，做出“大力推進生態(tài)文明建設”的戰(zhàn)略決策。習近平總書記在黨的十九大報告中指出，加快生態(tài)文明體制改革，建設美麗中國。2018年國務院出臺的《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》指出，對開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、高新區(qū)等進行集中整治，限期進行達標改造，減少工業(yè)集聚區(qū)污染；完善園區(qū)集中供熱設施，積極推廣集中供熱?；@區(qū)是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐，同時也是生態(tài)文明建設的主要參與者。截至2019年6月27日，山東省分四批共認定75家化工園區(qū)、10家專業(yè)化工園區(qū)，魯北化工園區(qū)入選山東省第一批化工園區(qū)和專業(yè)化工園區(qū)名單。因此，魯北化工園區(qū)由分散式供熱向集中式供熱轉(zhuǎn)變，是落實國家生態(tài)文明建設戰(zhàn)略部署和打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃的積極實踐。

行業(yè)層面

2019年國家發(fā)展改革委、國家能源局出臺的《關(guān)于深入推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革 進一步淘汰煤電落后產(chǎn)能 促進煤電行業(yè)優(yōu)化升級的意見》指出，單機5萬千瓦及以下的純凝煤電機組，大電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，單機10萬千瓦級及以下的純凝煤電機組應實施淘汰關(guān)停?；@區(qū)只有關(guān)停用熱大戶的自備小機組，確定以國有發(fā)電公司為供熱主體，發(fā)展大型機組集中供熱，才能符合國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要求，推動化工園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。魯北化工園區(qū)由分散式供熱向集中式供熱轉(zhuǎn)變，是落實國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、促進煤電行業(yè)優(yōu)化升級的縮影和寫照。

地方層面

2020年2月山東省濱州市無棣縣政府印發(fā)的《無棣縣重點煤耗企業(yè)煤炭消費壓減工作方案》指出，2019～2020年煤炭消費壓減量173.83萬噸。魯北化工園區(qū)主要耗能企業(yè)均承擔了壓減任務?！斗桨浮芬裁鞔_了自備小機組關(guān)停目標，要求大唐魯北發(fā)電公司做好與園區(qū)內(nèi)各蒸汽需求企業(yè)的管網(wǎng)建設，并盡快進行鍋爐改造，簽訂供汽合同，確保滿足各企業(yè)蒸汽需求。在化工園區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)大型機組集中供熱，不僅能降低煤炭消耗量，完成煤炭壓減任務，還有利于降低污染物的排放量，污染物排放由“多面”縮減為“一點”，契合當前環(huán)保要求。

魯北化工園區(qū)內(nèi)主要企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模及用汽需求

山東魯北企業(yè)集團

橫跨化工、建材、電力、輕工、有色金屬等行業(yè)，擁有年產(chǎn)100萬噸氧化鋁聯(lián)產(chǎn)50萬噸化學品鋁、25萬噸鈦白粉、100萬噸復合肥、30萬噸磷銨、40萬噸硫酸、60萬噸水泥、2萬噸碳酸鋰、3萬噸磷酸鐵鋰碳正極材料聯(lián)產(chǎn)3萬噸磷酸鐵、100萬噸原鹽、2500噸溴素等產(chǎn)業(yè)，是目前世界上較大的磷銨、硫酸、水泥聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)之一。用熱需求320噸/時。

無棣鑫岳化工集團有限公司

涉足能源、化工、電力、建材、物流、機械七大行業(yè)，擁有年產(chǎn)15萬噸鹽酸、30萬噸環(huán)氧丙烷、45萬噸氯、3萬噸環(huán)氧氯丙烷等產(chǎn)業(yè)，是一家以石油化工為產(chǎn)業(yè)龍頭的大型企業(yè)集團。用熱需求310噸/時。

山東三岳化工集團

擁有三套年產(chǎn)8萬噸環(huán)氧丙烷、33萬噸燒堿、4.5萬噸丙二醇甲醚、5萬噸丙二醇甲醚醋酸酯、5萬噸合成樹脂、8萬噸3號溶劑生產(chǎn)線，是一家以有機化合物生產(chǎn)為主的大型企業(yè)集團。用熱需求160噸/時。

山東魯渝博創(chuàng)鋁業(yè)有限公司

采用先進的低溫拜耳法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)冶金級氧化鋁。擁有年產(chǎn)50萬噸氧化鋁生產(chǎn)線，計劃通過技改擴能后年產(chǎn)值達到140萬噸。目前用熱需求120噸/時。

魯北化工園區(qū)的熱源情況

大唐魯北發(fā)電公司

現(xiàn)有2臺330兆瓦燃煤熱電機組，屬于直調(diào)公用機組，配套2臺1020噸/時燃煤鍋爐。最大供熱能力500噸/時。

山東魯北企業(yè)集團

自備1臺220噸/時鍋爐，配套25兆瓦背壓機運行；1臺420噸/時鍋爐，配套100兆瓦抽凝汽輪發(fā)電機組運行。最大供熱能力320噸/時。

無棣鑫岳化工集團有限公司

自備1臺410噸/時鍋爐，配套50兆瓦背壓機運行；1臺460噸/時鍋爐，配套100兆瓦純凝機和50兆瓦純凝機運行。最大供熱能力500噸/時。

三岳化工有限公司

自備1臺425噸/時燃煤鍋爐，配套25兆瓦背壓機運行；1臺425噸/時燃煤鍋爐，配套25兆瓦背壓機和50兆瓦純凝機運行。最大供熱能力320噸/時。

山東魯渝博創(chuàng)鋁業(yè)有限公司

自備2臺240噸/時鍋爐，分別帶1臺25兆瓦背壓機運行。最大供熱能力340噸/時。

綜上看出，目前魯北化工園區(qū)主要用熱企業(yè)均有自備鍋爐機組，自身供熱能力滿足生產(chǎn)需求。有些企業(yè)聯(lián)合成立了熱力公司，便于供熱統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)供熱資源集約化。

2020年2月份以來，無棣縣政府積極響應山東省煤炭壓減、小機組關(guān)停政策，出臺煤炭壓減、小機組關(guān)停方案。根據(jù)方案，魯北化工園區(qū)小機組將逐步關(guān)停，主要企業(yè)的用熱需求由大唐魯北發(fā)電公司集中解決，推動園區(qū)供熱由分散式向集中式轉(zhuǎn)變。

大唐魯北發(fā)電公司集中供熱的途徑

目前，大唐魯北發(fā)電公司最大供熱能力500噸/時。2019年實現(xiàn)供熱量179.86萬噸，平均供熱負荷205噸/時，為無棣縣減少32.02萬噸煤炭消費指標（經(jīng)測算，大唐魯北發(fā)電公司每提升100噸/時供熱負荷，全年降低煤炭消耗量16萬噸）。

現(xiàn)實中，大唐魯北發(fā)電公司供熱負荷遠未到最大供熱能力，供熱負荷提升空間大，且大唐魯北發(fā)電公司現(xiàn)有的最大供熱能力暫不能滿足園區(qū)企業(yè)總的用熱需求，因此，本文探索以下幾種途徑提升供熱能力，以滿足園區(qū)企業(yè)的用熱需求。

對汽輪機旋轉(zhuǎn)隔板進行改造

將汽輪機中壓缸模塊整體更換（即中壓內(nèi)外缸、中壓轉(zhuǎn)子和動葉片、中壓隔板和汽封體及汽封環(huán)），對各抽汽口尺寸及管路安裝走向重新布置。改造后，單機最大供熱能力提升至400噸/時。經(jīng)調(diào)研，該方案已在大唐遼源電廠成功實施，單機供熱能力有較大提升，成效顯著。大唐魯北發(fā)電公司主要通過此途徑提升供熱能力。

采用鍋爐過熱器復合循環(huán)供汽方式

調(diào)研分析華能新疆輪臺電廠、粵電珠海電廠的復合循環(huán)供汽參數(shù)技改設計方案，咨詢西安熱工設計院專家，結(jié)合大唐魯北發(fā)電公司機組實際情況，鍋爐過熱器復合循環(huán)供汽方式具有可行性。改造后，單機最大供熱出力提升至450噸/時。此途徑為大唐魯北發(fā)電公司提升供熱能力的備選方案。

對熱電解耦進行改造

經(jīng)調(diào)研，華能德州電廠正在實施熱電解耦技術(shù)改造，以期提升供熱能力。若大唐魯北發(fā)電公司實施熱電解耦技術(shù)改造，需增加汽輪機六抽管道和高旁供熱管道，增加協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和防脫硝退出的旁路管路。改造后，單機最大供熱能力提升至350噸/時。此途徑為大唐魯北發(fā)電公司提升供熱能力的備選方案。

探索新建2臺350兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機組

2017年山東省政府發(fā)布的《山東省加強和規(guī)范自備電廠監(jiān)督管理實施方案》指出，鼓勵自備電廠實施容量替代。煤電小機組較多的企業(yè)，可通過新建背壓供熱機組或容量替代新建高效煤電機組等方式對現(xiàn)有機組進行整合，優(yōu)先支持容量替代比例高的項目列入煤電發(fā)展規(guī)劃。建設2臺350兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤機組替代園區(qū)現(xiàn)存的自備煤電小機組符合國家政策要求，是大唐魯北發(fā)電公司提高供熱能力的主要途徑。2020年2月份，大唐魯北發(fā)電公司成立了項目開發(fā)部，配備專職人員負責推進新建2臺350兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤機組前期項目，積極爭取納入政府“十四五”規(guī)劃，列入山東省能源局和國家能源局煤電機組發(fā)展計劃，取得2臺350兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機組路條。

建設集中供熱管線

聯(lián)系有口碑好、資質(zhì)高的設計院，與用汽需求企業(yè)共同設計供熱管線建設方案，推動供熱管線建設。此外，在商務方面，按照《無棣縣重點煤耗企業(yè)煤炭消費壓減工作方案》要求，盡快與園區(qū)用汽需求企業(yè)簽訂供熱合同。

大唐魯北發(fā)電公司集中供熱效益測算

經(jīng)測算，每提升100噸/時供熱負荷，一年可增加供汽量260萬吉焦，供熱利潤超過1億元；按照年發(fā)電量30億千瓦時，可降低供電煤耗12克/千瓦時，一年節(jié)省標煤36萬噸；按照2019年燃料市場單價657.36元每噸，一年可降低燃料成本約2.37億元?？梢姡纱筇启敱卑l(fā)電公司向魯北化工園區(qū)進行集中供熱，可大幅度降低生產(chǎn)成本，企業(yè)盈利能力得到顯著增強。

經(jīng)濟發(fā)展不應是對資源和生態(tài)環(huán)境的竭澤而漁，生態(tài)環(huán)境保護也不應是舍棄經(jīng)濟發(fā)展的緣木求魚，而是要堅持在發(fā)展中保護、在保護中發(fā)展。大唐魯北發(fā)電公司將積極響應政府號召，與魯北化工園區(qū)企業(yè)開展合作，力爭早日簽訂供熱合同，在技術(shù)上，探索新上火電機組、熱電解耦改造、汽輪機旋轉(zhuǎn)隔板改造、等途徑增強供熱能力，擴大供熱規(guī)模，既滿足園區(qū)用熱需求，又提高盈利水平，為企業(yè)實現(xiàn)長遠發(fā)展做出貢獻。