关于我们 | English | 网站地图

小型供热机组的节能效益优于大型供热机组的调研报告

2016-12-19 13:26:23 能源思考11月刊   作者: 王振铭   
作者单位
中国电机工程学会热电专委会原秘书长教授级高工
论文来源
能源思考11月刊

一、问题的提出

2014年国家发展改革委、环境保护部、国家能源局关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知,发改能源【2014】2093号,在积极发展热电联产部分提出:坚持"以热定电",严格落实热负荷,科学制定热电联产规划,建设高效燃煤热电机组,同步完善配套供热管网,对集中供热范围内的分散燃煤小锅炉实施替代和限期淘汰。到2020年燃煤热电机组装机容量占煤电总装机容量比重力争达到28%。

根据中国电力企业联合会统计:2014年底我国热电联产装机已达28326万千瓦,占同容量火电装机总量的30.84%,占全国发电装机总容量的20.67%,已远超过美国和俄罗斯,已成为世界上热电联产的第一大国。

我国几十年来,热电联产的历史也证明2093号文件的方针是正确的。

但是近几年,在"上大压小"方针影响下,在国家严格控制纯凝汽火电机组建设及部分地区缺电和个别地区与部门利益促使下,形成很多地区建设2×300MW及以上大机组的热潮。对中小热电机组的健康发展关注不够。2008年-2014年我国每年热电联产装机容量增涨为10.83%至24.8%,而供热量的增涨仅为3.4%至5.32%,其中2008年供热量为负增涨-3.83%,2014年为负增涨-10.18%。2×300MW及以上大型热电厂的可研报告,供电标煤耗均为300g/kwh以下,而中国电力企业联合会资料:报北京来参赛的大型热电机组121台,最好的前20%机组,则为305.12g/kwh,平均值为319.63g/kwh,而未上报的机组会更大于此值。有的县级市现在城关镇人口在10万人以下的情况,也要申报2×300MW及以上的大机组。将年耗100万吨燃煤,由1000公里以外拉到家门口来烧,还标榜是"节能减排",更有的县级市也要上2×60万热电机组。

江苏、浙江两省的中小热电厂,严格执行中央的节能减排方针,坚持技术改造,向科技要生产力,多数厂过渡到以背压机组为主,坚持"以热定电"扩大热负荷,增加供热量,而取得较好的节能效益,经济效益和社会效益。浙江绍兴市25个小热电厂,总装机容量为96.8万千瓦,由于坚持技术改造其供电标煤耗由2005年的439g/kwh降为2012年的254g/kwh,远大大低于大型供热机组,其先进的5个小热电厂供电标煤耗更降至157-190g/kwh。苏州地区的59个小型热电厂,总容量为154.9万千瓦,平均每个厂才2.63万千瓦,其单位千瓦的供热量为65.34万吉焦/万千瓦,远大于300MW及以上大机组的4.4-22.97万吉焦/万千瓦。

为摸清中小热电机组的实际运行情况,中国节能协会热电产业联盟组织调研小组,对我国以中小热电机组为主的江苏、浙江进行实地调研。在苏州市发电供热行业协会协助下,召开了有35人参加的座谈会,到杭州在绍兴市电机工程学会协助下,拿到"2015年浙江省热电行业发展论坛论文集"。由于2015年5月召开的论坛有86篇论文入选,已涵盖了浙江省热电发展的基本情况,在以上基本资料的基础上,经调研小组研究提出调研报告。

二、比比谁对节能减排贡献大

1.大机组的现实

到2011年底华电拥有热电厂59个,热电机组总装机达2878万千瓦,供热面积达2.85亿平方米,累计供热量达6.61亿吉焦。在供热机组中50.6%为30万千瓦,其余为:60万千瓦占7.1%,20万千瓦占16%,10万千瓦及以下占26.3%。与锅炉供热比节约标煤812.57万吨。

其单位供热量为22.967万吉焦/万千瓦。

单位节能量为0.2823万吨/万千瓦。

据了解华电最好的厂,年平均供电标煤耗298.24克/千瓦时,年供热量420万吉焦(2×30万)单位供热量为7万吉焦/万千瓦。一般的厂,供电标煤耗315克/千瓦时,单位供热量为3-6万吉焦/万千瓦。

根据中电联的统计资料

2012年全国热电联产的装机容量为22075万千瓦,年供热量为307749万吉焦,其单位供热量为13.94万吉焦/万千瓦。

根据中国电力企业联合会科技服务中心出版的《2011年度全国火电300MW级机组能效对标及竞赛资料》的刊出报来参赛的300MW级供热机组供电煤耗为:

\

在"2011年度全国火电300MW-370MW供热湿冷机组竞赛得分统计表"中查出128台机组中,绝大多数机组的供电标煤耗均在300g/kWh以上,最高的机组为348g/kWh。

其他几个公司的情况,请见后面的"大小供热机组的供热能效对比表"。

2.中小热电机组的实况

⑴苏州

根据苏州市电力行业协会、苏州市发电供热行业协会编制的《苏州市电、热生产与能源消耗统计简报(2015年)》,全市发电设备容量1867万千瓦。

全市发电平均发电标煤耗288.95克/千瓦时。

全市供热量  13057万吉焦。

全市供热标煤耗  39.73公斤/吉焦。

全市有统一调度电厂19家  总容量1712.94万千瓦

发电标煤耗285.65克/千瓦时。

非统一调度电厂59家 总容量154.9万千瓦

发电标煤耗317.93克/千瓦时统一调度电厂年供热量4170.86万吉焦    供热标煤耗39.95公斤/吉焦

非统一调度电厂年供热量8886.9万吉焦

供热标煤耗39.63公斤/吉焦

统调电厂中有12家为热电厂  总容量为1494万千瓦

单位千瓦供热量 2.79万吉焦/万千瓦

非统调59家均为热电厂,因而扣除垃圾发电后苏州非统调热电厂总容量为154.91万千瓦,其单位千瓦供热量为57.38万吉焦/万千瓦。

统调电厂19家,共1712.94万千瓦,平均容量为90.15万千瓦

非统调电厂59家,共154.9万千瓦,平均容量为2.63万千瓦

⑵杭联

杭联热电有限公司是个总装机仅57MW的小热电厂,装有3×75t/h和2×130t/h循环流化床锅炉,1×C15+1×C12+β15和2×Cβ7.5机组,其近两年的实际运行数据为:

杭联的实际运行数据

\

\

绍兴25个小热电厂,总装机容量才96.8万千瓦,2012年总供热量9099万吉焦,其单位供热量为94万吉焦/万千瓦,年节约标煤0.5047万吨/万千瓦,供电标煤耗254克/千瓦时,优于300MW的大机组。

绍兴地区的嵊州热电厂,2010年的供电标煤耗已达165克/千瓦时,2012年超高压机组投产后全厂发展为全背压运行,供电标煤耗又下降为157克/千瓦时。2011年供热量为338.4万吉焦,其单位供热量为94万吉焦/万千瓦。2013年供热量为421.5万吉焦,其单位供热量为111万吉焦/万千瓦。

\


\

\

\

三、小型热电厂可满足"超低排放"、"超低能耗"的严格要求

小型热电厂一般能认识到自身与大热电的不足,坚持技术改造的意识较强,认为不自我革命就将被淘汰。绍兴市嵊州新中港热电厂长年坚持技术改造,几年来不断革新,近年来在炉内脱硫、喷液氨脱硝、电干法脱硫、布袋精细除尘之后,加装了湿式电除尘器,投资500万元实现了超低排放;粉尘0.8-1.6mg/m?、二氧化硫3-22mg/m?、氮氧化物8.09-23mg/m?,均优于"燃气轮机大气污染物特别排放限值",达到了煤炭超洁净燃烧要求,实现了煤炭消费使用的"超低排放",做到了"烧煤也可以象烧天然气一样清洁"。

\

湿式电除尘器的应用,将能达到5 mg/m?的超低排放,可保证现有小热电的生存发展。从2009年至今已有近百台锅炉的业绩,使用经验表明,燃煤热电厂在湿法脱硫后,增建湿式电除尘器,完全可作为烟囱前的最后一道技术把关措施,能实现超低排放5 mg/m?,还能全面解决烟尘、PM2.5、石膏雨、SO?、汞、多种重金属、二恶英不多环芬烃(PAHS)等多污染排放问题,达到燃气排放的清洁水平,有望保证城市周边燃煤现有热电厂无需搬迁,实现超低能耗的就近集中供热,成为燃煤的分布式能源,得以生存发展。

事实向我们表明单机300MW的大机组,有很多优势,但在单位千瓦的供热量和节能量上远不如中小机组。建一个2×300MW的大热电,在增加装机容量,增加地方GDP缓解当地电力紧张等方面受人欢迎,但我们不应忘记,发展热电联产最终是为了节约能源,改善环境质量。2×300MW热电机组,可研报告中的供电标煤耗均在300克/千瓦时以下,但从中电联统计参赛的300MW大机组中,前20%优秀机组为305.12克/千瓦时,平均为319.63克/千瓦时,单位千瓦的供热量均低于全国平均水平。

事实说明中小热电机组远比大型热电机组的节能减排贡献大是"以热定电"的优秀企业。

四、几点体会

1、热电联产的发展应坚持"以热定电"

今年我国领导机关下发《热电联产管理办法》(发改能源)【2016】617号,强调热电联产发展应遵循:"统一规划、以热定电、立足存量、结构优化、提高能效、环保优先"的基本原则,近期《国家创新驱动发展战略纲要》提出六大转变之一是:发展方式从以规模扩张为主导的粗放式增长向以质量效益为主导的可持续发展转变。我国单独发展大型供热机组就是以规模扩张为主,应予转变。

我国热电联产发展几十年的历史和国外各国热电发展的经验说明热电的健康发展是应坚持"以热定电"。不应以机组的大小论"英雄",而应根据承担的热负荷大小来优选热电机组以求用最少能源,获得最佳的能源效率,才会得到很好的经济效益、环保效益和社会效益。我国近几年热电装机容量均以两位数增减,而供热量仅以一位数增减;许多大热电厂亏损,而不少小型热电厂盈利,说明我们的热电建设方针,不能一味追求大机组,而忽视中小热电机组的合理权益。

热电厂的建设应以满足当地热负荷的发展需要为主,不应为满足缺电需求而建大型热电机组,更不能为增加当地政府和本部门GDP而搞大机组,应考虑热电厂投产后的实际运行效果。

2、大型热电机组的优势与不足

大型热电机组单机容量大,参数高,机组能源效率高,基建投资单位千瓦造价低、发供电煤耗低,运行人员少,还能缓解当地的电力紧张,五大发电集团和地方政府GDP及利税增值大等,受人欢迎。但发展热电联产的目的是节能环保,提高能源利用率,减少能源消耗总量,从我国热电联产实际运行情况来看,并不理想,国家用很大精力建设的大型热电厂,实际不尽如人意,还远不如中小热电厂为国家的节能环保贡献大。

有的地方在"上大压小"政策影响下,建大型热电厂代替就近供热的小热电厂,结果不得不投资数亿元建设远距离供热的大热网,不仅增加基建初投资,还使今后的运行增加8%以上的热网损失,增加了成本,还使原来预想的经济效益大打折扣。有的地方建大热电厂代替原有的小热电厂还增加央企与地方企业的矛盾。

一座2×300MW的大型热电厂,年耗煤100万吨左右,仅产生CO2就达236万吨,几乎与年耗1000升93号汽油的100万辆小汽车相当,把这么多煤拉到城市周边来烧,是改善环境还是污染环境?近年来的雾霾天气给我们上了生动的一课。2015年4月15日《北京青年报》报导"广东河源市民为何抑制火电扩建项目":

河源电厂一期建有2×600MW超超临界燃煤机组,已于2008、2009年投产。二期规划建设2×1000MW超超临界燃煤机组。当地政协委员刘东斌提出,自2011年以来,河源市空气质量在迅速下降。空气质量从2011年的365天全优,到2014年前11个月,优的天数已减到129天,与河源电厂项目密不可分。对于二期工程,一方面是地方政府要发展经济和调整结构,一方面是当地民众"还我蓝天"的强烈环境诉求。今后类似事件恐会更多。

3、中小热电机组的优势与不足

在计划经济时代,使人们形成一个概念"大的就比小的好",规模效益,其实热电发展中体现出中小机组有很多优势:

(1)中小热电机组的优势:

①机组容量小,可随热负荷增加,不断的扩建,减少初投资。

②机组容量小、参数低,热效率低于大机组(对抽汽机组如此 ,而对背压机组则高于大型机组,如浙江五个先进的小热电厂,热效率为83.8-87.2%,远高于单机1000MW超超临界玉环电厂的45%和2×300MW大型热电厂的57.4%。

③机组容量小,小热电厂总投资少,易于吸收民间资本。

④小热电厂一般均建在用户侧,靠近热负荷,有的与用户仅一墙之隔,热损失小。

⑤根据近期中办【2015】9号文《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》精神,小热电厂发的电,可以就近给周围的企业供电,减少输变电线损,减少能耗,降低成本。

⑥由于投资少,建设快,一般的县、乡、镇可以因地制宜,建设发展。

⑦以背压机为主的小热电厂,其单位千瓦的供热量与节能量远高于大型的供热机组,能得到优于大型供热机组的节能、环保效益。

(2)中小热电机组的不足:

①由于单机容量小,基建投资千瓦造价高。

②对于纯供采暖热负荷的中小热电厂,在非采暖期,由于煤耗高,就得停机运行。

③五大发电集团不想搞小项目。

江、浙的中小热电厂,目前基本已转制为民营企业,企业家对中央的政策最敏感,对技术改造,向科技要生产力积极性最大。浙江嵊州热电厂,几年来搞了几十项技术革新,不断坚持改造,取得供电标煤耗157g/kwh的顶好成绩,还总结出"六个转变"的好经验:

转变为以供热为主

转变为以背压机运行为主

转变为以高参数为主

转变以新型循环流化床锅炉为主

转变为以应用信息技术的新型高效辅机和计算机控制系统为主

转变为关注工质的做功能力及脱硫脱硝除尘率为主

嵊州的先进经验实现"超低排放"、"超低能耗",达到燃气电厂排放标准,已在浙江省内和部分外省、市宣传推广,成为中小热电厂先进的旗帜。

④吸取国外的经验

国外工业发达的国家对热电联产都非常重视,因为热电联产集中供热能有效节能环保,因而都制订有法律、法规、支持政策和有效的支持措施。

发达国家发展热电联产的思路是实行集中供热,因地制宜,区别对待的原则,以降低成本,提高能源利用率,减少排放量,保护环境为目标。没有一个国家提出只搞大机组。

丹麦是热电联产发展较好的国家,在过去的25年中,丹麦人均GDP从一万多美元,发展到三万,二次能源供应虽有增加,但一次能源消耗却没有增加,排污还大幅度下降。其做法是:所有火力发电厂都对外供热,所有锅炉房都搞个小的发电机组,解决自用电。将热和电分别生产改造为热电联产,提高了能源利用率。

国外以提高能源利用率为主,不管机组大小,对环保有利就支持,用法律来保证,在利税、金融等方面有若干优惠政策,叫热电企业得到更多的实惠。

因此,中小型热电机组和大型火电机组只是形式不同,孰优孰劣不可简单而论。两者都可通过不断创新、不断发展、不断提升做到"超低排放、超低能耗"。所以应该大中小并举协调发展才是科学的做法,才能达到更好的节能减排效果。

五、几点建议

1、落实产业政策

我国历届政府在能源政策的文件中,均提出"鼓励、支持、发展热电联产",并强调要"以热定电",但无具体的配套措施。在金融、环保、税收方面一直未有任何支持的内容,甚至还出台一些限制的文件,制约了小型热电厂的发展,将小热电厂与小火电混为一谈,实行打压。

建议明确产业政策,落实热电联产的法律地位和支持的具体内容。

2、建议增设热电联产的领导机构

到2014年底,我国单机6000千瓦及以上的热电联产机组,已达28326万千瓦,占同容量火电装机容量的30.84%,占全国发电机组总容量的20.67%。超过2093号文件要求,2020年达28%的目标。但几十年来我国一直没有专管热电联产的机构,总是由管火力发电的机构来代管。现在来看,热电联产无论在政策上还是技术上均有若干重大问题,急需研究处理,因此在新组建的能源局内应增设热电联产处来统管。

3、明确各类热电企业的考核标准

领导应责成有关科研单位,制订不同类型热电厂的考核标准。促其技术改造,明确不同机组应达到的热电比、热能利用率、发供电标煤耗、供热标煤耗和环保排放标准,达到要求者,奖励技改资金30%,指标先进、达超低排放者,奖励技改资金50%。

限制一些以热电名义建设的大机组,实为假热电骗取发电指标。

调研小组成员:

王振铭    中国电机工程学会热电专委会原秘书长教授级高工 

杨元华    新华社资深研究员                             

赵长春    中国节能协会热电产业联盟执行理事长           

孙宝玉    中国节能协会热电产业联盟(原)秘书长               

王晋声    中国节能协会热电产业联盟专家委员             

中国节能协会热电产业联盟地址:

北京市朝阳区东四环中路82号金长安大厦C座1810室

中国节能协会热电产业联盟邮箱:[email protected]

文件整理:热电产业联盟秘书处

完成时间:二〇一六年六月二十六日


责任编辑: 江晓蓓

更多

行业报告 ?