“網源合一”
——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

采用熱電聯產機組進行供熱具有節能環保及綜合能源利用率高等特點，是解決城鎮和產業園區集中供熱的主要熱源，目前我國大型抽凝式熱電聯產機組在火電機組中的占比過高，供熱期運行時將引發系統深度調峰及可再生能源消納等問題。與此同時，燃煤背壓熱電聯產機組占比偏低，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，季節性運行的背壓機組將有了充分優勢。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產機組的特點及相關產業政策進行系統性的分析，通過背壓機系統講解及實例經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《環境空氣質量標準》（GB 3095-2012）新版本通過并發布，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個省（區、市），在北京，僅有5天不是霧霾天。根據2013年各媒體報道統計，中國最大的500個城市中，只有不到1%的城市達到世界衛生組織推薦的空氣質量標準，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日國家發改委發改委建設部再次發布《熱電聯產和煤矸石綜合利用發電項目建設管理暫行規定》其中其中第十三條：“熱電聯產項目中，優先安排背壓型熱電聯產機組。背壓型機組的發電裝機容量不計入電力建設控制規模。”[3]

2015年河北省印發了《河北省燃煤鍋爐治理實施方案通知》[4]，2017年兩會期間，藍天保衛戰成為政府工作報告12個新詞之一，兩會有生態環境部印發《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》的通知，“2+26”城市列為北方地區冬季清潔取暖規劃首批實施范圍，并且明確小燃煤鍋爐“清零”工作，以熱電聯產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《關于強力推進大氣污染綜合治理的意見》（冀發[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清潔供熱、藍天保衛戰藍天保衛戰三年行動計劃密切關聯在一起。[6]

2.背壓機組與抽凝機組生產方式介紹

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，通流部分的級數少，結構簡單，同時不需要龐大的凝汽器和冷卻水系統，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電作業。河北南地區年利用小時數約為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，在沒有網源一體化的城市背壓機項目均大多為虧損狀態，也導致在政府大力支持下河北中南部地區背壓機項目落地寥寥無幾。

2.2 傳統抽汽凝汽式汽輪機

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，多余蒸汽可以經過汽輪機抽汽點以后的級繼續膨脹發電，能夠在較大范圍內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進行發電作業。

3.“網源合一”民生采暖背壓機破局之路

3.1 首先何為“網源合一”

“網源合一”的概念建立在現有主力熱源及城市管網，可以一體化運營。

3.2 “網源合一”為什么將成為民生采暖背壓機的破局之路呢

（1）熱網項目與熱電聯產配套建設，能夠比熱網企業獨立建設區域集中鍋爐房大幅降低熱網投資50%以上；同時熱網所需的調峰熱源也可以建設在熱電廠內，充分利用熱電廠公用系統、設施和人員，降低投資和費用。

（2）在“網源一體化”模式下，熱源廠與熱網企業同屬于一家，可以有效進行網源聯合調整、相互配合，熱源廠按照熱網企業提供的每日供熱曲線，嚴格控制流量和溫度，減少熱網企業參數調整工作量，實現經濟性供暖。

（3）“網源一體化”經營模式下，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，實現背壓機投產即滿負荷運行。

（4）從熱能價格來說，“網源一體”化經營熱源廠出口熱價將提高為到戶熱價。供熱系統優化及節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，管網建設費與配套費沖抵。經過不同邊界的測算如有現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“網源合一”背壓機的經濟性分析

5.結論

通過對背壓機特點及實例經濟指標分析不難看出，“網源合一”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）。“網源合一”目前來看是背壓機的唯一出路，“網源合一”背壓機項目也將取代現有抽凝熱電廠成為2060年前集中供熱主力軍。