工业园区集中供热对节能环保的贡献

李小婷 江门市新会仁科环保有限公司

近几年，我国许多地区频繁出现雾霾天气。形成雾霾天气的污染物排放源头有很多，包括工厂排放的废气、汽车尾气、路面的扬尘等，甚至烹饪的油烟也被考虑在内。在诸多的污染源中，煤炭消耗所排放的大气污染物最引人注意，其中小型工业锅炉由于配备的环保设施落后，大气污染物排放量相当大。整治工业锅炉，是下一步环境治理的重要且有效的手段。我国政府出台的《大气污染防治行动计划》以及《关于发展热电联产的规定》等政策文件，都对整治燃煤小锅炉，支持发展热电联产和集中供热提出了明确的规定。

本文选取广东省某工业园区——广东银洲湖纸业基地发展集中供热作为案例，具体了分析工业集中供热对节能环保的贡献，并介绍集中供热对供热方和用热方的好处。

1 案例背景

广东银洲湖纸业基地是国家级循环经济试点园区，该纸业基地循环经济规划的主要思路是：将该区域原有的新会双水发电厂改造为热电厂，使之成为基地的公用能源供应岛，集中供热、供电、供冷，实现能源的循环利用。建设集中工业给水厂和集中污水处理厂，进行集中供水、污水处理和排放，实现水资源的循环利用。建设集中固体废弃物处理系统，进行集中固废处理，实现固体材料的循环利用。遵循这种循环经济产业链构建纸业基地的循环经济发展模式，至2013年底，造纸园区共有10个造纸企业，其中7个造纸厂建成投产，造纸产能达119万t/a，销售额达48.3亿元；3个造纸厂在建，产能40万t/a，预计2014年底全部投产。新会双水电厂2×150MW机组进行了可调整抽汽改造，最大供热能力达390t/h，已建成蒸汽管网达7km，是一个比较成熟的通过热电联产发展集中供热的工业园区。

2 节能减排效果

集中供热是该纸业基地发展循环经济最基础的循环链。发电厂和造纸厂都需要蒸汽，发电使用的是高温、高压的过热蒸汽，蒸汽压力等级越高，发电效率越高。发电厂只是利用蒸汽的焓降做功发电，无法利用蒸汽凝结成水过程中排放的汽化潜热，这部分热量通过冷却水释放到环境中，称之为冷端损失；造纸厂使用的是压力在1～2MPa的饱和蒸汽，这种蒸汽虽然仍具备做功发电能力，但发电效率较低。造纸厂并不利用蒸汽的做功能力，而是利用蒸汽的汽化潜热来干燥纸产品。发电和造纸对于蒸汽品质要求的不同，为蒸汽的梯级利用提供了条件，热电厂将高压蒸汽用来高效发电，而将发电后的低压蒸汽供给造纸厂充分利用汽化潜热，提高了蒸汽的能源利用率。

本案例集中供热的节能效果非常明显，造纸厂的蒸汽原来由锅炉效率70%、无脱硫设施的小锅炉产生，实现热电联产之后，使用的蒸汽由锅炉效率90%、脱硫效率90%先进的大锅炉产生。集中供热的节能量计算方法（按1kg 低压蒸汽为单位计算）：汽轮机的抽出的低压蒸汽的焓值大约是2800kJ/kg，造纸厂使用后排放的凝结水的焓值为547 kJ/kg，则大锅炉与小锅炉比较产生1kg 低压蒸汽的节能量为：（2800-547）÷70%-（2800-547）÷90%=715.24kJ。另外，汽轮机的排气焓为2568kJ/kg，不供热时这部分热量全部以冷端损失的形式浪费掉，供热后，汽化潜热被造纸厂利用，这部分节能量为：（2568-547）÷90%=2245.56kJ，考虑到集中供热蒸汽管网损耗率大约5%，最终确定集中供热提供1kg低压蒸汽的节能量折算成标准煤为：（715.24+2245.56）÷29400×(1-5%) =0.096 kg标准煤。2013年该纸业基地集中供热量为1086322t，按上述方法计算的节能量约为104200t标准煤。

集中供热在污染物减排方面也有贡献。假设煤炭的含硫量为1%，并且有80%的硫转化成SO2随着烟气排放，对于用于造纸的1kg低压蒸汽，如果由未安装脱硫设施的小锅炉产生，则排放的SO2量为：（2800-547）÷70%÷29400×1%×2×80%=1.75×10-3kg。如果由脱硫效率90%的大锅炉产生，则排放的SO2量为：（2800-547）÷90%÷29400×1%×2×80%×(1-90%)=1.36×10-4kg，则集中供热用于造纸的1kg低压蒸汽与小锅炉供热相比，减排SO2的量为1.75×10-3-1.36×10-4=1.61×10-3kg，按此计算2013年该纸业基地集中供热减排SO2的总量为1748.98吨。

3 供热方收益

集中供热的供热方一般指拥有热电联产机组的热电厂，就本案例而言，供热方新会双水发电厂在利用集中供热的过程中得到了以下好处：

3.1 增加收入

电厂原来不供热时，只有销售电力的收入。供热后，原来的冷端损失变成了资源，销售给下游造纸厂，增加了收入。2013年，新会双水发电厂因为供热增加销售收入17.7%。

3.2 抵御经营风险

“市场煤，计划电”的经营环境给燃煤火电企业带来很大的经营风险，这种经营风险在供热之后可以得到缓解。因为工业供热的价格由供需双方决定，在煤炭价格上升时，热电厂可以要求提高工业供热的价格。新会双水发电厂在2008年也出现了亏损，但是由于供热的原因减少了亏损的额度。

3.3 电网的优先调度

《 关于发展热电联产的规定》中规定：供热机组参加调峰要在保证供热的前提下进行，背压机组不参加调峰；电力调度必须充分考虑供热负荷因素，不得以电量指标限制热电厂对外供热，更不得迫使热电厂减压减温供汽。这些规定对于热电厂运行非常有利。另外，目前实行的节能发电调度政策也将热电联产机组排在比较靠前的位置。对于本案例的新会双水发电厂，2014年两台热电联产机组在广东省192台发电机组中排序为33和34位，排序比较靠前。如果是相同容量不供热的燃煤发电机组，排序大约为175位。排序靠前就意味着可以获得更多的发电量指标，这是热电联产给热电厂带来的实实在在的好处。

4 热用方的收益

集中供热对于热用方也有很多好处，以本案例中的造纸厂为例，分析如下：

4.1 用热成本降低

用热方通过集中供热获得的热能是由高效率的大锅炉提供的；热用方不用再投资建设锅炉车间，减少了投资和土地占用。用热方不需要配置与锅炉运行相关的管理人员和工人，减少了人工成本。基于以上原因，该纸业基地的用热方使用蒸汽的成本比分散供热低50%，因此，集中供热是一个双赢的模式。

4.2 用热灵活有保障

如果各造纸厂自己供热，会有很多麻烦。如造纸生产线减产时锅炉要低负荷运行，造纸机临时检修时锅炉要保压运行，锅炉检修时造纸厂要停产等。而采用集中供热后，只需要一根管道就可以获得生产所需的蒸汽，用多用少，随意调节。因为热电厂大型的热电联产机组可以通过调整抽汽的方式实现供热量的灵活调节。

4.3 缓解生存压力

环保要求的提高和政府关停小锅炉的政策要求，对于分散供热的企业是很大的压力，对于那些规模比较小且用热成本占总成本高的企业，这种压力甚至是致命的。如果不选择集中供热，换成天然气或电力等清洁能源供热，由于成本过高，这些企业可能在激烈的市场竞争中被淘汰。因此，集中供热是用热企业最佳的选择。

5 结语

在工业园区通过热电联产实施集中供热，替代原来分散的燃煤锅炉，不仅符合国家节能减排的相关政策，而且能够给供热方和用热方带来显著的效益，应该大力推广。