基于背压式热电联产的综合节能改造探索

余 帆，亢 凯（国网福建节能服务有限公司，福州350000）

基于背压式热电联产的综合节能改造探索

余 帆，亢 凯（国网福建节能服务有限公司，福州350000）

随着国家政策的密集出台，背压式热电联产作为一种高效节能的企业热电联供模式，获得了广阔的发展空间。本文通过就背压式热电联产原理和模式进行了分析，并通过某企业的综合节能改造案例，分析改造前后的各项指标数据。结果表明：采用背压式热电联产，可以显著降低企业生产成本，提高能源的利用率，减少排放，可以在符合“以热定电”条件的各行业中广泛推广。

背压式；热电联产；综合节能

1 概述

2013年6月28日，国家发展改革委取消和下放管理层级行政审批项目26项，其中，“企业投资燃煤背压热电项目核准权”下放省级投资主管部门。2014年9月份，国家发改委、环保部以及国家能源局下发关于 《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014～2020年）》的通知，为进一步提升煤电高效清洁发展水平，“优先建设高效的背压式热电机组因地制宜制定背压式热电机组税费支持政策”，把热电联产供热改造列为重要内容，燃煤发电机组供热改造深入推进，渐成燃煤机组转型新路径。2014年11月18日，国务院发布《关于发布政府核准的投资项目目录（2014年本）的通知》（国发[2014]53号，以下简称《目录》），将热电站的核准下放至地方政府，其中抽凝式燃煤热电项目由省级政府在国家依据总量控制制定的建设规划内核准。2016年3月22日，国家五部委：发改委、能源局、财政部、住建部、环保部颁发 《热电联产管理办法》（发改能源[2016]617号），明确指出：“在用热需求增长、环境压力加重的情况下，国家将停建燃煤发电厂，停批大热电机组，优先并鼓励建设髙效的背压式热电机组因地制宜制定背压式热电机组税费支持政策。”国家政策的密集出台，热电行业发展进入政策利好时期，以背压为主的、髙效的、又超低排放的燃煤小热电厂（5万kW以下），得到一致的公认和重视，将会得到快速的发展。

2 背压式热电联产的基本原理

热电联产是热能和电能联合生产的一种高效能源生产方式，也是一种公认的节能环保技术。其根据能源梯级利用的原理，将一次能源燃烧后，既生产电能，又利用在汽轮发电机中作过功的蒸汽对用户供热，能够提高能源的利用效率。从中长期看，我国未来的热电联产集中供热存在着巨大的市场发展潜力。

但长期以来，审批程序的繁冗长期制约我国热电联产行业快速发展。虽然热电联产机组尤其是背压式热电联产机组节能减排效果较好，但因项目审批难，有的热负荷发展较快地区，还是选择使用污染较严重、能耗较高、但审批相对简单的燃煤锅炉供热。

背压式汽轮机的排汽全部直接供热，没有冷源损失，热能利用率高，热经济性好[1]。背压式汽轮机组是重要的热电联产方式之一，尤其是在工业领域得到了广泛应用。背压式汽轮机的流量随热负荷变化，其生产方式是“以热定电”，即电负荷随热负荷变化，不能同时满足电负荷和热负荷的需求，电量差额需电网补偿，增大了电力系统的备用容量[1]。因此合理的设计对背压式热电联产非常重要。

基于目前国家政策形势以及企业自身实际情况，本文对某企业的原有燃煤锅炉供热进行背压式热电联产综合节能改造，节能减排效果良好。

3 综合节能改造

3.1 项目概况

某公司原有3台10t/h循环流化床锅炉，随着产能增加，用汽量最大将达到70t/h。原有3台小锅炉：①出力已无法满足生产的需求；②锅炉热效率低，能源利用效率低。所以针对该公司的条件，考虑采用背压式热电联产工程进行升级改造。

3.2 改造方案

采用2×40t/h次高温次高压循环流化床锅炉（参数：压力5.29MPa，温度485℃）+1×6MW背压汽轮发电机组的热电联产供热方案：将蒸汽参数提高，新增一台6MW汽轮发电机组。待现有的3台10t/h循环流化床锅炉拆除后，再建设一台40t/h次高温次高压循环流化床锅炉作为备用锅炉，提高机组安全冗余，热平衡图如图1所示。

图1 背压式热电联产热平衡图

3.3 改造情况

项目自2016年3月开始实施，6月份投入运行，运行效果良好。

表1 节能改造投资收益

从表1中可以看出，项目投资收益良好，不到1.6年即可收回投资。

3.4 节能分析

根据企业用热需求与各设计参数，计算得出机组热经济指标如表2所示。

由表2可见，热电比大于100%，机组总效率大于45%，满足《关于发展热电联产的规定》（计基础[2000]1268号）文件要求，说明方案热经济性的可行。同时，跟传统饱和蒸汽锅炉供热方案相比，能源利用效率提高，年可节约标煤约4300t。

表2 机组热经济指标

4 结论

综上所述，符合条件的企业采用背压式热电联产模式后，与传统的锅炉供热模式相比，有如下优点：

（1）提升效益。背压式热电联产除了可以满足企业的用热需求，还可以产生一部分电能供企业生产运行，降低生产成本，提升企业效率。

（2）节能减排。背压式热电联产的机组热效率和供热煤耗均低于同类供热锅炉，提高能源的利用率，减少排放。

（3）安全保障。在热电联产运行模式下，发电机组可作为一个分布式能源点。在极端情况下发生外网断电时，发电机组可实现孤网运行，满足企业生产重要用电负荷的需求，最大限度地减少由于外网断电对生产的影响。

因此，“以热定电”，推广实施背压式热电联产节能降耗改造，对降低企业生产成本、提高能源利用效率，具有重要意义。

[1]严俊杰，黄锦涛，何茂刚．冷热电联产技术[M]．北京：化学工业出版社，2006：35～37.

F426.61

A

2095-2066（2016）33-0062-02

2016-11-13