煤热解多联产改造 实现“煤化工+煤电+X”跨越发展
2019-09-23
关键词:突破桎梏;跨界融合;综合开发;赋能发展
一、方案必要性
2017、2018年度山西漳电国电王坪发电有限公司连续亏损过亿,其年燃煤平均燃用燃料115万吨,每吨煤需承担亏损166元,然而年燃煤采购加权平均价225元/吨。也就是说,假如今年发电量、上网电价、供热量、热力价格等条件不发生显著有益方向变化,那么受制于200MW机组的并网在役最小容量等级,获取更大的发电市场空间基本不可能实现。然而就每吨煤的采购价格在煤质不变的基础上下降166元,降到59元/吨,才可能达到盈亏平衡,这种情况的概率基本为零。而煤电一体化是现阶段立足于同煤集团扶持比较现实的办法,这也只是内部利益的重新组合分配,并没有创造更多价值。经过充分调研论证,实施煤热解多联产改造,实现“煤化工+煤电+X”的跨界赋能生产经营模式的转变,可以从根本上实现扭亏为盈,跨越发展。
二、煤热解分级多联产简要介绍
煤热解分级多联产,通过改造当前循环流化床机组,增加热解炉。入炉煤先在热解炉中进行650℃的低温分解生成半焦、燃气、焦油等,其中半焦以650℃的温度通过返料器进入原锅炉燃烧发电,燃气、焦油可以作为产品销售,实现煤焦油、燃气(甲烷、氢气、一氧化碳、其他烷烃气体)和热电联产的生产模式升级。该技术方案只要煤种挥发分达到20%就具备较高经济性,王坪发电公司煤种完全符合这种要求。
需要特别指出的是,因为热解过程已基本将影响热值较多的水分去除,半焦热值并没有降低,以650℃的温度进入锅炉,不会对锅炉燃烧造成不良影响,而且在热解过程中硫析出50%左右,烟气NOx含量也能降低25%左右,这不仅减少了超低排放的压力,还提高了锅炉的煤种适应性。
三、经济效益
在与浙江大学进行技术交流之后,确立了初步方案,通过每吨煤实现的经济价值进行对比,能够更直观、准确地反应改造前后的经济效益。
1.根据浙大初步方案,热解焦油产量按照煤重量7%为0.07吨,煤气产量按照煤重量10%为0.1吨折130NM3;
生产成本:辅机耗电量98kwh/吨,水0.55吨/吨,废水0.1/吨,废水处理费40元/吨;
改造后完成同等发电量多消耗煤50%,从煤的利用角度考量,相当于产能在发电量不增加的基础上增加50%。
2.供电量以2018年5月供电煤耗387g/ kwh进行测算,改造前每吨煤供电量1108 kwh,改造后供电量为738kwh。
3.价格确定
燃气价格确定为1元/NM3(怀仁陶瓷工业园区煤层气价格1.8元/NM3)
焦油价格按2500元/吨(近期卓创网价格在3300元/吨)
上网电价0.312元/kwh(2018年王坪已经取得电量价格)
水费3元/吨
4.吨煤创造价值:
(1)改造前:
售电收入1108×0.312=345.69元
(2)改造后:
售电收入738×0.312=230.26元
焦油收入0.07×2500=175元
燃气收入130×1=130元
成本增加:
电费98×0.312=30.58元
水费0.56×3=1.68元
废水处理费0.1×40=4元
改造后总价值499元
(3)改造前后每吨煤增加价值为153.3元,考虑完成同等电量增加50%耗煤量,相当于改造前每吨煤增加230元,按16%扣除增值税,税后增加198元,已经可以覆盖2017年每吨煤承担的166元的亏损额,增加王坪发电公司扭亏为盈的可能性。
5.每台炉使用60万吨/年计算,可实现经济效益1.188亿/年。单台炉投资约为2亿元,投资回报期约为2年。
四、实施方案及落地步骤
王坪发电公司地处怀仁陶瓷工业园区,陶瓷业是工业用气大户,完全能消化公司两台机组改造后的产能,考虑到该方案尚未实现商业运行,稳妥起见决定先期进行一台机组改造,燃气接入园区国新能源管网,销售给国新能源。待运行后市场情况再行决定是否进行天然气液化工程以及第二台机组改造,同时展开调研生产粉煤灰陶粒、脱硫石灰等自用燃气项目,实现“煤化工+煤电+X”的跨界赋能生产经营模式。
改造方案需要投资约2亿元,考虑到王坪发电公司现在的经营困境,初步决定采用合同能源以及设备租赁模式,利用锅炉系统甚至煤场打包委托管理,以解决项目的融资投资问题,就合同能源管理模式已与初步方案技术提供方浙江大学联系,对方承诺可在项目立项后提供投资方。
争取2018年内完成公司立项、初可研、可研、环评、安评、能评等工作,同时完成焦油、燃气的市场调研,签订销售意向,进入设计阶段,2019年采暖期结束进入施工阶段,9月完成施工,进行设备系统调试,10月正式投产。
五、王坪发电公司实施改造优势分析
1.技術优势。该方案选用浙江大学热能工程研究所,能源清洁利用国家重点实验室、国家能源煤炭清洁转换利用技术研发(实验)中心的独创技术,已经在云南龙盛能源公司300MW机组上进行40吨/h进行72小时连续运行试验,在淮南矿业集团135MW机组上进行12MW试验,均达到和超过设计指标,特别是与格盟山西平朔煤矸石发电公司联合,成功申报国家级和山西省级科技项目,并已经获国家奖励2700万元,2018年年底实现投产。
2.政策优势。国家能源局2016年5月3日印发的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015~2020年)》确定第五项重点任务,就是煤的分级分质梯级利用,逐步实现“分质分级、能化结合、集成联产”的新型煤炭利用方式,鼓励煤—化—电—热一体化发展,要求在2020年建成一批百万吨级分级提质示范项目,并在保障措施第四条特别提出积极落实税收优惠政策,研究出台更加有力的支持政策。
浙江大学和山西省政府在2016年10月签署战略合作框架合协议,对与浙江大学合作的产业化项目优先纳入山西省科技计划专项支持。
3.市场优势。王坪发电公司坐落于怀仁陶瓷工业园区,园区用气量大于该项目产能,且国新能源管网距公司1.5公里,优势得天独厚。
煤化工行业正在进入高景气周期,同煤甲醇项目现在生产成本1600元,销售价2850元,去年已经实现盈利300万元。据卓创资讯行情显示,焦油价格一路稳步上涨,比初评时3000元再度上涨10%以上,达到3377元。
4.机组优势。王坪发电公司200MW循环流化床锅炉契合该技术的锅炉要求,而且200MW机组是漳泽电力集团内部容量最小的同类在役机组,王坪发电公司改造成功在集团公司层面就是示范,可以在集团公司其他同类机组上推广。
5.煤种优势。该技术需要挥发分在20%以上经济性才能得到充分体现,王坪公司燃煤完全符合这一要求,并且热解可以降低50%的硫、25%的氮,这在很大程度上减轻了超低排放的压力。且格盟山西平朔煤矸石发电公司可研选用热值为2500kcal/kg的煤种,浙大给我们做的初步报告的产出率也是建立在此基础上,依据公司实际煤种产出率可能更高。
6.赋能优势。燃气是清洁能源,正逐步取代直燃煤的市场空间。赋能发展脱硫石灰、粉煤灰陶粒,焦油是基础化工产品,可以依市场情况和便利条件发展汽油、柴油、石墨电极、炭黑等产品,加粗加长产业链,形成产业生态。
(作者单位:山西漳电国电王坪发电有限公司)