關于萬向一二三配套建設天然氣分布式集中供熱站的建議

摘要：杭州蕭山經濟技術開發區熱電有限公司位于通惠路東北塘河以南地段，現有3萬容量的燃煤熱電機組，為開發區、城市新區及周邊地區集中供熱的熱電聯產熱源。根據開發區計劃，該熱電計劃在2022年3月份之前進行關停淘汰，屆時萬向一二三公司的用汽將轉向天然氣鍋爐房或天然氣分布式能源站等清潔能源供應方式。

關鍵詞：熱電聯產熱源;天然氣分布式能源;清潔能源供應方式

1.項目背景

杭州蕭山經濟技術開發區位于浙江省杭州市蕭山區，創建于1990年5月，并于1993年5月經國務院批準為國家級經濟技術開發區，是全國首批國家級開發區之一，是浙江省大灣區建設的主戰場、杭州市擁江發展的主陣地。下轄市北、橋南、科技城、益農拓展區、寧圍（除錢江世紀城區域）和新街六大區塊，總面積近180平方公里。

杭州蕭山經濟技術開發區熱電有限公司現有3萬容量的燃煤熱電機組已不符合開發區關于清潔燃料的要求，熱電項目已確認在2022年3月份之前要進行關停淘汰。為此，屆時要滿足萬向一二三用汽連續，保障小時用汽量達到45噸/小時的穩定供應能力，必須尋求清潔可靠的熱源供應方案。基于廠區條件，及周邊燃氣接入情況，初步可考慮選用天然氣為燃料的能源供應方案。

2. 項目建設規模

2.1萬向一二三負荷需求

萬向一二三現狀熱負荷調研情況為月統計供熱量2.3～2.5萬噸/月，折算小時平均用汽量為：32～35噸/小時的蒸汽用量。

考慮到2022年3月份，產能增加，用汽負荷還將進一步增長至45噸/小時。

根據調查，工藝用汽參數為0.6兆帕級飽和蒸汽即可滿足要求。

為此，本項目一階段的設計負荷暫時按45噸/小時考慮;后續根據項目選址情況，結合周邊公建設施及其他生產負荷，進一步考慮能源站擴建方案。

2.2能源站方案設想

2.2.1在萬向一二三現有廠區內僅建設燃氣蒸汽鍋爐及配套設施，不考慮征地（利用現有廠區邊角地）：（1）2臺45噸/小時燃氣鍋爐及配套設施（1用1備）;

型式：臥式、單壓、帶整體式除氧器

數量：2臺

余熱鍋爐額定負荷：～45噸/小時

主蒸汽壓力：1.0兆帕

主蒸汽溫度：≈200攝氏度

排煙溫度：<80攝氏度

（2）3臺25噸/小時燃氣鍋爐及配套設施（2用1備）。

型式：臥式、單壓、帶整體式除氧器

數量：3臺

余熱鍋爐額定負荷：～25噸/小時

主蒸汽壓力：1.0兆帕

主蒸汽溫度：≈200攝氏度排煙溫度：<80攝氏度

僅燃氣蒸汽鍋爐方案選址位置考慮位于萬向一二三廠區內，暫定位置為35千伏變電站東側空地，從當前周邊條件看可布置1臺45噸/小時的燃氣鍋爐或2臺25噸/小時的燃氣鍋爐，且鍋爐需進行特殊設計，項目消防、安全等還需要進一步核實。

配套建設燃氣調壓站及配套管路系統、廠區蒸汽管道，及配套給水排水設施。

年利用小時按8000計（330天運行），平均負荷45噸/小時，則年供熱量為36萬噸蒸汽/年。考慮凝結水回收（回收比例暫按70%計，回水溫度按90攝氏度考慮）。天然氣年低位熱值按34.28兆焦/標立方，則每噸蒸汽的天然氣計算耗量約75.5標立方/蒸噸（考慮設備及管路系統2%損耗），則年天然氣消耗量為：2718萬標立方。

根據省發展改革委等6部門關于印發《浙江省工業企業自建燃氣設施排查整治工作方案》（浙發改能源[2020]377號）要求，新建燃氣蒸汽鍋爐需要做到發改備案核準;應急管理部安全設計審查;建筑部門消防設計審查;市場監管部門的壓力容器和管道報備及其他有關合法合規工作。本方案下選址廠內現有的空地，條件局促，與廠區圍墻及廠區內35千伏變電站、生產廠房等緊鄰，存在審批評估等工作風險，通過的可能性較低。

2.2.2在萬向一二三廠區附近，就近選址建設天然氣分布式能源站，首期考慮建設燃氣蒸汽鍋爐，預留建設燃氣分布式機組的場地條件并可兼顧周邊公建設施的集中供冷供熱需求，且能為萬向一二三實現電力就近供應。項目按獨立站房規劃，預計新征用地近20畝。

（1）2臺45噸/小時燃氣鍋爐及配套設施，及1套30兆瓦級燃氣分布式機組及配套1臺50噸/小時余熱鍋爐，及其他設施。分期建設，先建燃氣鍋爐。

（2）比較：燃氣分布式機組改3套8兆瓦級燃氣機組及3套16.5噸/小時余熱鍋爐，及其他配套設施。

天然氣分布式能源站采用燃氣輪機利用天然氣生產高品質電能后，通過余熱鍋爐利用排煙余熱生產低品質蒸汽實現對外供熱，使得能量“溫度對口，梯級利用”，提高了能源的綜合利用效率，是目前天然氣最為有效的利用手段。

采用天然氣分布式能源站方案，首期仍按鍋爐房方案建設，預留建設燃機的條件，除建設場地單獨征用之外，運行技術數據與廠內布置方案基本相同。

燃氣分布式機組及配套余熱鍋爐的技術參數如下，暫按8兆瓦級機組及配套設施測算。

① 燃氣輪機發電機組?2臺（預留再建1臺）

②余熱蒸汽鍋爐

型式：臥式、單壓、帶整體式除氧器

數量：2臺

余熱鍋爐額定負荷：～17噸/小時

主蒸汽壓力：～1.0兆帕

主蒸汽溫度：≈200攝氏度

排煙溫度：110攝氏度

經計算分布式能源站配置情況下的主要技術經濟指標按年利用小時8000計，年供電量約1.4033億度，年供熱量36萬，年耗天然氣約5218.8萬標立方。

以上兩個方案能源站出口參數均按：1.0兆帕，～200攝氏度（暫定）。

項目燃氣輪機組及余熱鍋爐，以及常開的燃氣鍋爐均按年運行8000小時考慮。

能源站燃機機組供電按并網上網方式運行，上網電價參照《浙江省物價局關于天然氣分布式機組臨時上網價的通知》（浙價資[2018]154號文），并考慮直供至萬向一二三的可行性，適當下浮至0.63元/千瓦時考慮。

3. 項目建設條件

3.1規劃及政策符合性分析

杭州蕭山經濟技術開發區熱電有限公司為開發區、城市新區及周邊地區集中供熱的熱電聯產熱源。本項目為其于2022年3月份關停之后的清潔能源供熱替代方案。符合區域集中供熱規劃、《杭州市打贏“藍天保衛戰”暨大氣污染防治2020年實施計劃》以及“十四五”能源有關政策要求。

3.2熱力市場分析

現狀萬向一二三蒸汽用量平均為32～35噸/小時，預計到2022年3月份達到45噸/小時，負荷波動極小，全年330天以上運行，基本穩定。

除此之外，若采用獨立選址的能源站方案，還可兼顧周邊其他公建設施的冷、熱、電負荷需求。

因此，本項目一期工程負荷落實;二期可結合周邊用戶適當拓展，熱力市場具備一定的發展潛力。

3.3燃氣資源及輸送方式

本項目選用管輸天然氣作為燃料。

距離萬向一二三廠區有新奧公司建設的燃氣管網（距離約8公里）和中燃公司建設的燃氣管網（距離約3公里）均可供接入。

本項目的燃氣來源考慮如下幾種方案：

①由中燃或新奧公司送氣并保證氣源供應穩定，選擇具備相對優勢條件的一家。

②城市燃氣公司管網代輸（燃氣分布式能源站方案更具備爭取代輸條件，同類型案例禹越分布式能源站：省網0.2元/標立方、嘉燃管網0.13元/標立方、德清濱海燃氣0.13元/標立方，到站的燃氣價格在2.75元/標立方，相比當前工業企業到廠價3.10元/標立方），并與上游中石油等燃氣氣源簽訂供應協議。

4.站址選擇及管網路由方案

4.1在萬向一二三廠內選擇邊角地建設

可供選擇的主要位于廠區東側圍墻內用地，緊鄰35千伏變電站地塊，目前看僅能布置下1臺45噸/小時燃氣鍋爐或2臺25噸/小時的燃氣鍋爐，場地比較緊張，存在審批不通過的風險。

可考慮做臨時性燃氣設施建設，簡化申報手續。

4.2在萬向一二三廠區周邊就近選址建設

預計本項目用地約20畝，初步可考慮位于萬向一二三廠區北側道路以北的地塊（具體待定），或其他有利于燃氣管道接入，且就近有蒸汽管道方便送汽的地塊。

原則上本項目方案階段推薦廠區外單獨選址建設。

5.水源情況

能源站用水可接開發區自來水管網，并對萬向一二三工藝加熱凝結水（間接換熱的）進行回收綜合利用，提高系統效率和節約水資源。

6.電力并網條件

在萬向一二三廠區內時，可就近依托現有的35千伏變電站送入條件。

在外部選擇建設時，可根據場地情況，結合萬向一二三用電接入條件考慮相應方案。

本項目燃氣輪機出線可按10千伏電壓等級并網或待政策允許之后直供萬向一二三廠用電。

7.投資及經濟效益分析

7.1在萬向一二三現有廠區內僅建設燃氣蒸汽鍋爐及配套設施，不考慮征地（利用現有廠區邊角地）。該方案下按2臺45噸/小時燃氣蒸汽鍋爐及配套設施進行分析。

項目總投資約為2985萬元，其中資本金占總投資的30%，其余為銀行長期借款，借款利率按目前五年期以上借款利率4.9%計取。總投資情況（不包括廠外天然氣管道投資）。

本項目總投資2985萬元，基于當前天然氣價格3.1元/標立方時，天然氣則售汽價格要達到265元/蒸噸以上（滿足基準收益率8%的水平），此時年耗天然氣2718萬標方，外購電量356萬度，年供熱負荷為36萬噸（年利用小時8000計）。主要財務分析數據如下表4-1。

7.2在萬向一二三廠區附近，就近選址建設天然氣分布式能源站，首期考慮建設燃氣蒸汽鍋爐及配套設施。項目按獨立站房規劃，預計新征用地近20畝（考慮地塊的特殊性，土地的費用暫不計列入項目總投資內）。按2臺45噸/小時燃氣鍋爐及3套8兆瓦級燃氣機組及配套3臺17噸/小時余熱蒸汽鍋爐及配套設施進行測算。

本方案總投資為29986萬元（不含土地款），其中資本金占總投資的30%，其余為銀行長期借款，借款利率按目前五年期以上借款利率4.9%計取。總投資情況（略）。

本項目投資規模下，基于分布式能源可能拿到的天然氣價格優惠（參考禹越管輸方式）為2.4元/標立方時，要使得項目投資自有資本金在30%，按銀行基準貸款利率4.9%考慮時，投資收益率達到8%，且供電價格按630元/兆瓦時，則售汽價格要達到255元/蒸噸以上，此時年耗天然氣5218.8萬標方，外供電量約1.4033億度，年供熱負荷為36萬噸（年利用小時8000計）。

8.結論和建議

鑒于本項目的客觀負荷需求，且時間已經較為緊迫，建議取得地方政府支持，盡快落實選址方案，就近在萬向一二三廠外單獨選址約20畝用地，以便選擇最佳的供汽技術路徑，確保萬向一二三用汽連續穩定，并有條件延伸周邊綜合供能服務，且項目的建設可做到按國家和浙江省有關規定，合法合規申報并執行相關建設程序。

同時，建議本項目開展多方面合作模式，比如與中石油等氣源供應單位開展天然氣供用氣的直接交易;與管網公司（省網、杭燃、地方城燃等）進行管輸模式合作;與電網公司進行就地天然氣分布式供電合作;與地方城投等單位進行區域集中供能（冷、熱、電）合作;取得地方政府關于用地、用水、電力接入、燃氣接入等方面的支持;爭取本項目列入省市分布式能源示范，爭取更多的優惠政策。

參考文獻：

[1]桑愛春.天然氣分布式能源站綜合價值的研究[J]，低碳世界，2018年01期

[2]劉月勤.樓宇型天然氣分布式能源站方案設計[J]，節能，2020年04期

作者簡介：潘國仁，1969年11月出生，男，籍貫：浙江紹興，現任浙江城建煤氣熱電設計院有限公司高級工程師及副院長職務，學士學位，高級工程師職稱，研究方向：供熱管網工程技術。