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燃氣分布式能源在燃煤熱電廠“煤改氣”中的應(yīng)用

2017-12-08 16:22:35 來源:天然氣分布式能源作者:吳衛(wèi) 　點擊量：評論 (0)

前言：2013年9月國務(wù)院頒布了《大氣污染防治行動計劃》，要求到2017年，全國地級及以上城市可吸入顆粒物濃度比2012年下降10%以上，空氣質(zhì)量達到優(yōu)良的天數(shù)應(yīng)逐年提高;京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域細顆粒物濃度分

實際案例

長沙某熱電廠原裝機規(guī)模為3×75噸/小時循環(huán)流化床鍋爐，配1×C15+1×B6汽輪發(fā)電機組。機組對外年供工業(yè)蒸汽40萬噸，年發(fā)電量9600萬千瓦時，熱用戶以食品加工為主。某投資方擬收購電廠進行燃氣分布式改造。

經(jīng)過對原機組供能負荷的分析，食品加工業(yè)年運行小時較長，季節(jié)性差異不大，因此按工業(yè)蒸汽負荷的需求年利用小時數(shù)為7000小時計算，則工業(yè)蒸汽折合小時耗量為50噸/小時，電負荷折合小時耗量為14兆瓦。

我們以“以熱定電”和“以電定熱”為原則，對改造方案進行了對比：

(一)改造模式

1.“以熱定電”模式

按照滿足蒸汽耗量50噸/小時(近期增加到60噸/小時)的需求，則改造方案為保留15兆瓦抽凝汽輪發(fā)電機組，相應(yīng)新建一臺50兆瓦等級燃氣輪發(fā)電機組 + 一臺72噸/小時余熱鍋爐。

該方案的優(yōu)勢是，可以充分發(fā)揮天然氣分布式能源梯級利用優(yōu)勢，利用部分既有設(shè)備(汽機)，

缺點是，新改造后機組抽汽工況下聯(lián)合循環(huán)出力48兆瓦左右，顯然年發(fā)電量比改造前數(shù)倍增加，需要重新向電力部門申請增加發(fā)電能力(約30兆瓦)的電力并網(wǎng)(或上網(wǎng))手續(xù)和爭取有利電價。

新建燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)設(shè)施，發(fā)電能力50兆瓦，供汽能力約60噸/小時，總投資約2.5億元，年供電量約2.84億千瓦時，年供汽量43.68萬噸，年天然氣消耗量8630萬立方米。

2.“以電定熱”模式

參考現(xiàn)有設(shè)施發(fā)電能力，配置GE LM2500燃氣輪機(25兆瓦) + 余熱鍋爐 +燃氣鍋爐方案。該方案的優(yōu)勢是不需要重新辦理發(fā)電設(shè)施的電力并網(wǎng)手續(xù)，缺點是不能利用現(xiàn)有設(shè)備(汽機)，不能發(fā)揮天然氣分布式能源規(guī)模效益。

新建燃氣輪機單循環(huán)設(shè)施，發(fā)電能力25兆瓦，供汽能力約60噸/小時，總投資約1.6億元，年供電量約1.69億千瓦時，年供汽量43.68萬噸，年天然氣消耗量6790萬立方米。

(二)利舊分析

根據(jù)前期了解到的資料，熱電廠已轉(zhuǎn)固資產(chǎn)2.46億元;未轉(zhuǎn)固的在建工程4042萬元，其中管網(wǎng)2322萬元，脫硫脫硝工程1720萬元。轉(zhuǎn)固和未轉(zhuǎn)固總資產(chǎn)2.86億元，其中廠內(nèi)部分資產(chǎn)2.3億元，廠外管網(wǎng)工程資產(chǎn)0.56億元?，F(xiàn)有資產(chǎn)中可利舊的部分包括：廠外管線設(shè)施、廠內(nèi)廠房設(shè)施、廠內(nèi)設(shè)備。

(三)改造方案

由于改造方案中有含熱電廠整體出售或新建方案，收購按照熱電廠現(xiàn)有資產(chǎn)在后續(xù)建設(shè)天然氣分布式能源設(shè)施中可用性，僅收購可利舊部分資產(chǎn)，建設(shè)天然氣分布式能源設(shè)施;新建為完全自行建設(shè)天然氣分布式能源設(shè)施，既含廠內(nèi)設(shè)施，又包括廠外蒸汽管網(wǎng)。

按熱電廠現(xiàn)行蒸汽售價230元/噸(含稅)、售電價格0.4471元/千瓦時(含稅)，采用三種不同優(yōu)惠的天然氣價格2.14元/立方米、2.30元/立方米、2.50元/立方米進行測算，結(jié)果表明兩個方案下項目均無法回收投資。

分析該項目改造方案不成功的因素主要有：

1. 熱電廠利舊部分投資較大，拉低了整體收益率。

2. 原燃煤熱電廠運行崗位較多，運行人員過多會影響項目收益。

3. 由于燃煤發(fā)電成本較低，上網(wǎng)標桿電價較低，如果用燃氣分布式套用燃煤標桿電價來結(jié)算，顯然無法達到預(yù)期收益。

4. 由于燃煤熱電廠蒸汽成本較低，因此燃氣分布式套用燃煤蒸汽售價來結(jié)算，也無法達到效益平衡。

結(jié)論

綜上所述，燃煤熱電廠改為燃氣分布式能源站，建議在以下幾方面予以重視：(1)應(yīng)先依據(jù)地區(qū)政策條件來確定改造的原則(“以熱定電”或“以電定熱”);(2)對舊有設(shè)備充分利用，以降低工程投資;(3)在上網(wǎng)電量、上網(wǎng)電價補貼以及供能(蒸汽、熱水、制冷)價格上爭取優(yōu)惠，提高項目收益率。

來源：本文刊登在中國城市燃氣協(xié)會分布式能源專業(yè)委員會主辦的刊物《分布式能源》總第19期。