“网源合一”——燃煤背压机的破局之路

李潇涵

（大唐保定供热有限责任公司，河北保定 071000）

0.引言

采用热电联产机组进行供热具有节能环保及综合能源利用率高等特点，是解决城镇和产业园区集中供热的主要热源，目前我国大型抽凝式热电联产机组在火电机组中的占比过高，供热期运行时将引发系统深度调峰及可再生能源消纳等问题。与此同时，燃煤背压热电联产机组占比偏低，原因是燃煤背压机组盈利边界条件较为苛刻，但随着碳达峰、碳中和的提出，季节性运行的背压机组将有了充分优势。目前预计在清洁能源使用效率无法大幅度提升情况下，会有一段属于背压机组的黄金期。

本文将对背压热电联产机组的特点及相关产业政策进行系统性的分析，通过背压机系统讲解及实例经济效益分析来背压机的破局之路。

1.大力支持民生采暖背压机背景

2008年奥运后，“雾霾”一词进入国人视野，雾霾天气逐年增加。

2012年《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）新版本通过并发布，新国标增设了PM2.5浓度值[1]。2013年“雾霾”成为年度关键词。这一年的1月，4次雾霾过程笼罩30个省（区、市），在北京，仅有5天不是雾霾天。根据2013年各媒体报道统计，中国最大的500个城市中，只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准，与此同时，世界上污染最严重的10个城市有7个在中国，随即国务院发布《大气污染防治行动计划》，着重强化PM2.5为重点的大气污染防治工作[2]。2012年1月4日国家发改委发改委建设部再次发布《热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设管理暂行规定》其中其中第十三条：“热电联产项目中，优先安排背压型热电联产机组。背压型机组的发电装机容量不计入电力建设控制规模。”[3]

2015年河北省印发了《河北省燃煤锅炉治理实施方案通知》[4]，2017年两会期间，蓝天保卫战成为政府工作报告12个新词之一，两会有生态环境部印发《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》的通知，“2+26”城市列为北方地区冬季清洁取暖规划首批实施范围，并且明确小燃煤锅炉“清零”工作，以热电联产集中供热或清洁能源取代[5]。2017年4月2日河北省政府也印发《关于强力推进大气污染综合治理的意见》（冀发[2017]7号）及支持民生采暖型背压机组建设的《关于支持民生采暖型背压机组建设的若干意见》。民生采暖型背压机组建设也与北方地区清洁供热、蓝天保卫战蓝天保卫战三年行动计划密切关联在一起。[6]

2.背压机组与抽凝机组生产方式介绍

2.1 背压式汽轮机

背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户使用的汽轮机。其排汽压力（背压）高于大气压力。背压式汽轮机排汽压力高，通流部分的级数少，结构简单，同时不需要庞大的凝汽器和冷却水系统，机组轻小，造价低。当它的排汽用于供热时，热能可得到充分利用，但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接相关，形成了“以电定热”运行模式，因此不可能同时满足热负荷和电（或动力）负荷变动的需要。在无蒸汽的情况下，背压机组将无法进行发电作业。河北南地区年利用小时数约为3000h，仅约为全年1/3的时间，检修外人员完成运行及检修任务后将有半年闲置期，在没有网源一体化的城市背压机项目均大多为亏损状态，也导致在政府大力支持下河北中南部地区背压机项目落地寥寥无几。

2.2 传统抽汽凝汽式汽轮机

抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出部分没做完功的蒸汽，从汽轮机的抽汽口抽出送到热用户，其余部分在汽轮机继续做功后排入凝汽器凝结成水，然后回到锅炉。当热用户所需的蒸汽负荷突然降低时，多余蒸汽可以经过汽轮机抽汽点以后的级继续膨胀发电，能够在较大范围内同时满足热负荷和电负荷的需要，在夏季蒸汽较小或无蒸汽负荷时候依然可以继续进行发电作业。

3.“网源合一”民生采暖背压机破局之路

3.1 首先何为“网源合一”

“网源合一”的概念建立在现有主力热源及城市管网，可以一体化运营。

3.2 “网源合一”为什么将成为民生采暖背压机的破局之路呢

（1）热网项目与热电联产配套建设，能够比热网企业独立建设区域集中锅炉房大幅降低热网投资50%以上；同时热网所需的调峰热源也可以建设在热电厂内，充分利用热电厂公用系统、设施和人员，降低投资和费用。

（2）在“网源一体化”模式下，热源厂与热网企业同属于一家，可以有效进行网源联合调整、相互配合，热源厂按照热网企业提供的每日供热曲线，严格控制流量和温度，减少热网企业参数调整工作量，实现经济性供暖。

（3）“网源一体化”经营模式下，可利用背压机建设周期短的特点，密切跟踪城市负荷需求情况，适时开拓热力市场，实现背压机投产即满负荷运行。

（4）从热能价格来说，“网源一体”化经营热源厂出口热价将提高为到户热价。供热系统优化及节能改造措施将进一步提升热效率及热的价值。

4.民生采暖型背压机经济性评价

实例项目为：3×85MW背压机，其中总投资包含铁路投资，管网建设费与配套费冲抵。经过不同边界的测算如有现有铁路或者使用汽车运煤，回收期可低至6年。如表1所示。

表1 实例“网源合一”背压机的经济性分析

5.结论

通过对背压机特点及实例经济指标分析不难看出，“网源合一”可弥补背压机使用效率低，收益无法回收等问题（如表1所示）。“网源合一”目前来看是背压机的唯一出路，“网源合一”背压机项目也将取代现有抽凝热电厂成为2060年前集中供热主力军。