基于背壓式熱電聯產的綜合節能改造探索

余 帆，亢 凱（國網福建節能服務有限公司，福州350000）

基于背壓式熱電聯產的綜合節能改造探索

余 帆，亢 凱（國網福建節能服務有限公司，福州350000）

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

背壓式；熱電聯產；綜合節能

1 概述

2013年6月28日，國家發展改革委取消和下放管理層級行政審批項目26項，其中，“企業投資燃煤背壓熱電項目核準權”下放省級投資主管部門。2014年9月份，國家發改委、環保部以及國家能源局下發關于 《煤電節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展水平，“優先建設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”，把熱電聯產供熱改造列為重要內容，燃煤發電機組供熱改造深入推進，漸成燃煤機組轉型新路徑。2014年11月18日，國務院發布《關于發布政府核準的投資項目目錄（2014年本）的通知》（國發[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總量控制制定的建設規劃內核準。2016年3月22日，國家五部委：發改委、能源局、財政部、住建部、環保部頒發 《熱電聯產管理辦法》（發改能源[2016]617號），明確指出：“在用熱需求增長、環境壓力加重的情況下，國家將停建燃煤發電廠，停批大熱電機組，優先并鼓勵建設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，熱電行業發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，將會得到快速的發展。

2 背壓式熱電聯產的基本原理

熱電聯產是熱能和電能聯合生產的一種高效能源生產方式，也是一種公認的節能環保技術。其根據能源梯級利用的原理，將一次能源燃燒后，既生產電能，又利用在汽輪發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，我國未來的熱電聯產集中供熱存在著巨大的市場發展潛力。

但長期以來，審批程序的繁冗長期制約我國熱電聯產行業快速發展。雖然熱電聯產機組尤其是背壓式熱電聯產機組節能減排效果較好，但因項目審批難，有的熱負荷發展較快地區，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，熱經濟性好[1]。背壓式汽輪機組是重要的熱電聯產方式之一，尤其是在工業領域得到了廣泛應用。背壓式汽輪機的流量隨熱負荷變化，其生產方式是“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，電量差額需電網補償，增大了電力系統的備用容量[1]。因此合理的設計對背壓式熱電聯產非常重要。

基于目前國家政策形勢以及企業自身實際情況，本文對某企業的原有燃煤鍋爐供熱進行背壓式熱電聯產綜合節能改造，節能減排效果良好。

3 綜合節能改造

3.1 項目概況

某公司原有3臺10t/h循環流化床鍋爐，隨著產能增加，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產工程進行升級改造。

3.2 改造方案

采用2×40t/h次高溫次高壓循環流化床鍋爐（參數：壓力5.29MPa，溫度485℃）+1×6MW背壓汽輪發電機組的熱電聯產供熱方案：將蒸汽參數提高，新增一臺6MW汽輪發電機組。待現有的3臺10t/h循環流化床鍋爐拆除后，再建設一臺40t/h次高溫次高壓循環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 背壓式熱電聯產熱平衡圖

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 節能分析

根據企業用熱需求與各設計參數，計算得出機組熱經濟指標如表2所示。

由表2可見，熱電比大于100%，機組總效率大于45%，滿足《關于發展熱電聯產的規定》（計基礎[2000]1268號）文件要求，說明方案熱經濟性的可行。同時，跟傳統飽和蒸汽鍋爐供熱方案相比，能源利用效率提高，年可節約標煤約4300t。

表2 機組熱經濟指標

4 結論

綜上所述，符合條件的企業采用背壓式熱電聯產模式后，與傳統的鍋爐供熱模式相比，有如下優點：

（1）提升效益。背壓式熱電聯產除了可以滿足企業的用熱需求，還可以產生一部分電能供企業生產運行，降低生產成本，提升企業效率。

（2）節能減排。背壓式熱電聯產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。在熱電聯產運行模式下，發電機組可作為一個分布式能源點。在極端情況下發生外網斷電時，發電機組可實現孤網運行，滿足企業生產重要用電負荷的需求，最大限度地減少由于外網斷電對生產的影響。

因此，“以熱定電”，推廣實施背壓式熱電聯產節能降耗改造，對降低企業生產成本、提高能源利用效率，具有重要意義。

[1]嚴俊杰，黃錦濤，何茂剛．冷熱電聯產技術[M]．北京：化學工業出版社，2006：35～37.

F426.61

A

2095-2066（2016）33-0062-02

2016-11-13