“網(wǎng)源合一”
——燃煤背壓機的破局之路

李瀟涵

（大唐保定供熱有限責任公司，河北保定 071000）

0.引言

采用熱電聯(lián)產(chǎn)機組進行供熱具有節(jié)能環(huán)保及綜合能源利用率高等特點，是解決城鎮(zhèn)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)集中供熱的主要熱源，目前我國大型抽凝式熱電聯(lián)產(chǎn)機組在火電機組中的占比過高，供熱期運行時將引發(fā)系統(tǒng)深度調(diào)峰及可再生能源消納等問題。與此同時，燃煤背壓熱電聯(lián)產(chǎn)機組占比偏低，原因是燃煤背壓機組盈利邊界條件較為苛刻，但隨著碳達峰、碳中和的提出，季節(jié)性運行的背壓機組將有了充分優(yōu)勢。目前預計在清潔能源使用效率無法大幅度提升情況下，會有一段屬于背壓機組的黃金期。

本文將對背壓熱電聯(lián)產(chǎn)機組的特點及相關產(chǎn)業(yè)政策進行系統(tǒng)性的分析，通過背壓機系統(tǒng)講解及實例經(jīng)濟效益分析來背壓機的破局之路。

1.大力支持民生采暖背壓機背景

2008年奧運后，“霧霾”一詞進入國人視野，霧霾天氣逐年增加。

2012年《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012）新版本通過并發(fā)布，新國標增設了PM2.5濃度值[1]。2013年“霧霾”成為年度關鍵詞。這一年的1月，4次霧霾過程籠罩30個?。▍^(qū)、市），在北京，僅有5天不是霧霾天。根據(jù)2013年各媒體報道統(tǒng)計，中國最大的500個城市中，只有不到1%的城市達到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標準，與此同時，世界上污染最嚴重的10個城市有7個在中國，隨即國務院發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》，著重強化PM2.5為重點的大氣污染防治工作[2]。2012年1月4日國家發(fā)改委發(fā)改委建設部再次發(fā)布《熱電聯(lián)產(chǎn)和煤矸石綜合利用發(fā)電項目建設管理暫行規(guī)定》其中其中第十三條：“熱電聯(lián)產(chǎn)項目中，優(yōu)先安排背壓型熱電聯(lián)產(chǎn)機組。背壓型機組的發(fā)電裝機容量不計入電力建設控制規(guī)模?！盵3]

2015年河北省印發(fā)了《河北省燃煤鍋爐治理實施方案通知》[4]，2017年兩會期間，藍天保衛(wèi)戰(zhàn)成為政府工作報告12個新詞之一，兩會有生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《京津冀及周邊地區(qū)2017年大氣污染防治工作方案》的通知，“2+26”城市列為北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃首批實施范圍，并且明確小燃煤鍋爐“清零”工作，以熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱或清潔能源取代[5]。2017年4月2日河北省政府也印發(fā)《關于強力推進大氣污染綜合治理的意見》（冀發(fā)[2017]7號）及支持民生采暖型背壓機組建設的《關于支持民生采暖型背壓機組建設的若干意見》。民生采暖型背壓機組建設也與北方地區(qū)清潔供熱、藍天保衛(wèi)戰(zhàn)藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃密切關聯(lián)在一起。[6]

2.背壓機組與抽凝機組生產(chǎn)方式介紹

2.1 背壓式汽輪機

背壓式汽輪機是將汽輪機的排汽供熱用戶使用的汽輪機。其排汽壓力（背壓）高于大氣壓力。背壓式汽輪機排汽壓力高，通流部分的級數(shù)少，結構簡單，同時不需要龐大的凝汽器和冷卻水系統(tǒng)，機組輕小，造價低。當它的排汽用于供熱時，熱能可得到充分利用，但這時汽輪機的功率與供熱所需蒸汽量直接相關，形成了“以電定熱”運行模式，因此不可能同時滿足熱負荷和電（或動力）負荷變動的需要。在無蒸汽的情況下，背壓機組將無法進行發(fā)電作業(yè)。河北南地區(qū)年利用小時數(shù)約為3000h，僅約為全年1/3的時間，檢修外人員完成運行及檢修任務后將有半年閑置期，在沒有網(wǎng)源一體化的城市背壓機項目均大多為虧損狀態(tài)，也導致在政府大力支持下河北中南部地區(qū)背壓機項目落地寥寥無幾。

2.2 傳統(tǒng)抽汽凝汽式汽輪機

抽汽凝汽式汽輪機是從汽輪機中間抽出部分沒做完功的蒸汽，從汽輪機的抽汽口抽出送到熱用戶，其余部分在汽輪機繼續(xù)做功后排入凝汽器凝結成水，然后回到鍋爐。當熱用戶所需的蒸汽負荷突然降低時，多余蒸汽可以經(jīng)過汽輪機抽汽點以后的級繼續(xù)膨脹發(fā)電，能夠在較大范圍內(nèi)同時滿足熱負荷和電負荷的需要，在夏季蒸汽較小或無蒸汽負荷時候依然可以繼續(xù)進行發(fā)電作業(yè)。

3.“網(wǎng)源合一”民生采暖背壓機破局之路

3.1 首先何為“網(wǎng)源合一”

“網(wǎng)源合一”的概念建立在現(xiàn)有主力熱源及城市管網(wǎng)，可以一體化運營。

3.2 “網(wǎng)源合一”為什么將成為民生采暖背壓機的破局之路呢

（1）熱網(wǎng)項目與熱電聯(lián)產(chǎn)配套建設，能夠比熱網(wǎng)企業(yè)獨立建設區(qū)域集中鍋爐房大幅降低熱網(wǎng)投資50%以上；同時熱網(wǎng)所需的調(diào)峰熱源也可以建設在熱電廠內(nèi)，充分利用熱電廠公用系統(tǒng)、設施和人員，降低投資和費用。

（2）在“網(wǎng)源一體化”模式下，熱源廠與熱網(wǎng)企業(yè)同屬于一家，可以有效進行網(wǎng)源聯(lián)合調(diào)整、相互配合，熱源廠按照熱網(wǎng)企業(yè)提供的每日供熱曲線，嚴格控制流量和溫度，減少熱網(wǎng)企業(yè)參數(shù)調(diào)整工作量，實現(xiàn)經(jīng)濟性供暖。

（3）“網(wǎng)源一體化”經(jīng)營模式下，可利用背壓機建設周期短的特點，密切跟蹤城市負荷需求情況，適時開拓熱力市場，實現(xiàn)背壓機投產(chǎn)即滿負荷運行。

（4）從熱能價格來說，“網(wǎng)源一體”化經(jīng)營熱源廠出口熱價將提高為到戶熱價。供熱系統(tǒng)優(yōu)化及節(jié)能改造措施將進一步提升熱效率及熱的價值。

4.民生采暖型背壓機經(jīng)濟性評價

實例項目為：3×85MW背壓機，其中總投資包含鐵路投資，管網(wǎng)建設費與配套費沖抵。經(jīng)過不同邊界的測算如有現(xiàn)有鐵路或者使用汽車運煤，回收期可低至6年。如表1所示。

表1 實例“網(wǎng)源合一”背壓機的經(jīng)濟性分析

5.結論

通過對背壓機特點及實例經(jīng)濟指標分析不難看出，“網(wǎng)源合一”可彌補背壓機使用效率低，收益無法回收等問題（如表1所示）?！熬W(wǎng)源合一”目前來看是背壓機的唯一出路，“網(wǎng)源合一”背壓機項目也將取代現(xiàn)有抽凝熱電廠成為2060年前集中供熱主力軍。