化工园区热电厂的规划和建设需注意的几个问题

第7期 在油气开发、石油炼制、石油及化工生产中, 均消耗大量的电力和蒸汽。许多石油和化学工业 企业大都为特大型联合企业,多数建有自备热电 厂,热电联产会带来成本的降低及排放的减少, 对提高企业的经济效益效果明显。 我国一些经济发达、区位优势较好的地区相 继规划建设了一批大规模的石油和化学工业园区。 化学工业园区发展迅速,使以合理的方式为园区 提供可靠的基础保障成为非常突出的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 在石油和化学工业园区热电供应的规划过程 中,需要关注一些要素,如热电站规模和参数的 确定;热电站的建设数量;热电站的管理方式; 投资主体;热电站的运行;管网建设;政策的支 持等问题。它们之间甚至存在着相互矛盾,在进 行规划和建设时需要进行多方面的衡量。 1 外部条件的支撑 在进行热电联产的规划建设前,首要考虑的 是确认外部支撑条件。这决定了所规划的热电联 产项目的规模、厂址及其未来的发展,也决定了 园区其它功能区的布置。 这些外部支撑条件包括水源、可供支配的水 量、可能的供水 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ;燃料资源的供应地点、供 应量、燃料特性;灰渣综合利用及贮灰场的位置; 石灰石的供应系统;交通运输条件;地区环境承 载能力;工程地质、水文气象条件;电力外网的 供应体系;工业废水集中处理系统等。 2 外供电与自发电的控制 在园区规划时,并不要求一定自供所有的用 电负荷。因为在化工生产过程中,如果按照所需 电量为基准确定蒸汽的供应,会导致所需蒸汽供应 量偏大,锅炉减温减压运行,大量浪费能源。这种 在园区的建设上盲目扩大发电量,追求纯粹自供电 的现象并不少见,甚至存在以 “热电联产”的名 义,实现纯粹发电的目的的情况。所以,根据实际 情况,特别是对于耗电大户,应该考虑一部分外供 电。至于自发电与外供电的比例,应该根据外供电 的能力、投资额及政策等诸多因素确定。 园区供热量和发电量还与园区开发建设的进 度有关。在园区建设的不同阶段,外供电与自发 电的比例会有所区别。对于只有采暖热负荷的热 电联产企业,非采暖期热负荷为零。故采暖期以 热负荷定电负荷,非采暖期以机组技术特性定发 电负荷,以控制全年热效率平均大于45%。 3 供热量和发电量的平衡 园区的发展是一个动态的过程,热负荷一般 呈线性增长,而热源的建设是分期的,类似一个 个台阶。热电联产提倡 “热为主,电为辅”会导 致用热增长与用电增长不能够同步。例如,化工 企业往往需要很大的热负荷,如以汽定电,会出 现电量太大,导致汽、电不平衡。此外,发电方 电量的增长固然与热用户用热的增长相关。同时 也与地区用电水平的增长有密切的关系。因此, 对发电和供热进行机动控制,对销售电价和热价 进行动态调整显得非常重要。 化工园区热电厂的规划和建设需注意的几个问题 陈希章 (石油和化学工业规划院,北京 100013) 摘 要:从外部条件的支撑、自发电量的控制、热电平衡、建设主体、管理形式、热电厂的数量和规模、供热 参数和供热方式、热电联产经济效益分析、热电厂的布置、热电联产的整体性、政策措施等方面进行分析,提 出了化工园区热电厂的规划和建设中,值得关注和需要解决的问题。 关键词:化学工业园区;规划;供电系统;供蒸汽系统 文章编号:1006-253X(2006)07-0017-05 中图分类号:TQ083+.1 文献标识码:A 收稿日期:2006-05-26 作者简介:陈希章 (1973-),男,山东省人,工程师,从事石油 和化学工业前期工作。 化 工 技 术 经 济 CHEMICALTECHNO-ECONOMICS 第24卷第7期 2006年 7月 ·17· 化 工 技 术 经 济 CHEMICALTECHNO-ECONOMICS 2006年 第24卷 此外,如果园区中工艺生产需要的蒸汽的 压力很高,也会产生发电容量和热负荷的匹配 问题。 4 建设主体、管理形式对热电联产的影响 园区的 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 和热电站的运行方式,对热 电厂的实际规划、建设和实际运行影响很大,是 需要考虑的必要因素。 随着我国经济建设的发展和电力改革力度的 加大,热电厂的建设已由电力部门独家建设,发 展为电力部门、地方政府和各部门企业共同建设 的局面。 发展一个企业为主,兼供周围企业的 “联片” 供热的热电厂和企业自备热电厂,以发挥各自的 优越性。对于园区中的大型企业,根据工艺的实 际需要,企业建设热电厂是非常必要的。如氯碱 工业,能量消耗大是突出的问题。电力供应情况 和电价对氯碱产品的成本影响极大。通过自备电 厂的建设,可以提高这类企业的经济效益和市场 竞争力。在规划此类热电厂时,可以考虑适当地 扩大供热和发电的规模,实现规模生产,增加企 业的收益。 此外,随着园区建设数量的增多和建设规模 的增大,公用工程的一体化成为当前化工园区建 设的基本要求。它有利于资源的优化配置,形成 规模优势,从而降低生产和运行成本;通过一体 化建设完善的基础设施,有利于招商引资;有利 于整合服务,便于进行统一的管理,减少不必要 的资源消耗。因此,以在园区集中设置区域热电 厂为主,满足园区内不同用户的热负荷和电力负 荷也是非常必要的。 在石油和化学工业园区的规划建设中,出现 建设主体的多元化的局面,在一定程度上加大了 园区管理的困难。怎样使园区管委会的职能得以 有效的实现,又不会阻碍园区的发展;怎样协调 热电站的建设主体与用户的关系,进行利益合理 分配和风险共同分担;在实现热电厂经济效益的 同时,保障园区内的热用户和电用户的实际利益, 达到一种共赢的局面就显得非常重要。 5 园区热电厂的数量和规模的确定 5.1 产品种类和规模的影响 化工产品种类繁多,不同产品对热和电的供 应的需求不同;即使是同一种产品,制造工艺不 同,对热和电的需求也不相同。 5.2 规划和建设的园区面积的影响 在园区内建设热电厂,主要基于解决园区中 各个石油和化学工艺的用热问题。蒸汽输送受距 离的限制,如输送距离过大,会出现凝水量增加、 水击等现象,且不能确保用户的蒸汽参数的要求。 蒸汽的压力等级也影响它的输送,而输送高压蒸 汽会使建设投资加大。因此,在进行热电厂的规 划和建设中,需根据园区的规模,确定热电厂的 数量和规模。 5.3 园区建设进程的影响 园区建设的进程对园区热电厂的规划也会产 生很大的影响。 在进行园区热电厂的规划过程中,要考虑到 园区建设的进程。首先,各项招商工作是在园区 规划后进行的,招商的进度和效果是一个非常不 确定的因素。其次,园区的建设是分阶段进行的, 许多园区在规划时虽然确定了近、远期,但在园 区的建设过程中会有很多意外,致使对建设进度 或建设项目进行调整。第三,在园区建设开始, 基础建设要先行,启动热电项目规模的确定要基 于对不远的未来的化工项目的预测。 所有这些,都会给园区中热电厂的规划带来 不确定的因素,使锅炉及发电机组的参数及规模 的确定存在一定的困难。因此,在规划和建设热 电厂时,对各个规划的石油和化工项目进展的预 测显得很有必要,以便充分考虑可能遇到的各个 因素,使规划具有可实施性,分步实施方案的确 定会更有针对性。 5.4 公用工程一体化的影响 公用工程一体化是一个很好的理念。公用工 程的一体化客观上要求园区内热电厂进行集中建 设,合理规划和布局。在进行规划和建设中,要 基于一体化,在实施细节上争取灵活多变。 5.5 政策的影响 在 《关于发展热电联产的规定》中,第十六 条内容如下:在已建成的热电联产集中供热和规 划建设热电联产集中供热项目的供热范围内,不 得再建燃煤自备热电厂或永久性燃煤锅炉房。因 此,在进行石油和化学工业园区的规划时,应该 控制热电厂的数量。 考虑到我国经济发展迅速和园区的建设、热 负荷的增长会较快,国家现在允许热源建设的规 模超过负荷线,但超出的时间一般不超过 2年, ·18· 第7期 省级以上开发区不得超过3年。 因此,在进行热电厂的规划和建设中,要讲 究集中,但是又不能绝对集中,要综合考虑多方 面的因素。考虑到园区建设的实际情况,怎样使 规划具有可操作性,是一个非常重要的课题。 有的规划依托大的用汽、用热单位。如某市 盐化工产业基地规划就是这种思路,在产业基地 规划面积10.41km2的区域设计了启动区的加怡热 电厂、氯碱化工区热电厂、电石区热电厂和氟化 工区热电厂等4个热电厂,分别拥有1个大型热、 电用户,别的用户就近接入。 有的园区内规划一个热电站,规划时就确定 热电厂的规模,一次建设而成。有的建设一个热 电厂,但是根据园区建设的实际情况,控制热电 厂的建设进程,分期分批建设。还有的园区在规 划阶段就确定了在近期建设一定规模的热电厂, 远期根据园区的建设情况,在园区的另一个地方 建设另一座热电厂等。 6 关于供热参数、供热方式确定 在进行石油和化学工业园区规划时,要将规 划的化工项目的工艺方案同规划的热电厂方案结 合起来。例如,在动力机械的驱动是采用电机驱 动还是蒸汽透平驱动上,要综合考虑热电厂的布 置、蒸汽透平驱动和电机驱动的成本分析之后确 定。当热电厂距离工艺装置较近、蒸汽成本低时, 可以考虑采用蒸汽透平,充分利用蒸汽透平驱动 相对于电动的优势;但是,当热电厂距离工艺装 置较远、蒸汽成本高时,从技术经济性上分析, 则需要调整工艺流程,不一定采用蒸汽透平驱动, 以减少蒸汽负荷,减小热电厂的规模。 在石油和化学工业规划阶段,由于具体的工 艺方案尚未确定下来,蒸汽用量、蒸汽压力等级、 温度等参数不是很明确,无法进行细致的热动力 平衡,无法确定具体的抽汽参数,从而影响机组 的确定,甚至影响热电规模的确定,影响热电方 案的确定。 现有企业在进行能源潜力分析时,不仅要分 析能量平衡,还要研究不同状态的载能工质所具 有的品质上的差别,才能找到满足一定工艺要求 和设备要求的最优化用能方案,从而挖掘出最大 的节能潜力。因此,使用蒸汽的热力设备,要根 据蒸汽的压力和温度合理使用,品味较高的蒸汽, 尽量多次合理使用,以充分发挥蒸汽的效能。石 油和化学工业用汽的特点正好符合这一要求,以 避免将较高设计压力的锅炉产生出的蒸汽直接节 流降压利用。通过热电联产,用高品位蒸汽带动 汽轮机发电或供较高要求的工艺用户使用,然后 满足一定要求的背压汽或抽汽可作为低品位能源 的再利用。按能量品位多级使用,高参数蒸汽用于 高压透平,低参数蒸汽用于低压透平或加热,实现 蒸汽多级使用,在这些环节采用节能措施,潜力 大。如某碱厂用汽为 3.9、3.5、1.5、0.3MPa四个 层次,采用三台锅炉产出3.9MPa蒸汽,采用B6- 35/5背压机,满足0.3MPa工艺用汽的同时,实现 6000kW功率的发电;采用CC12-35/16/5双抽凝 汽式汽轮机,满足 1.5、0.3MPa的工艺用汽的同 时,实现12000kW功率的发电。这样在满足企业 用汽的同时,满足企业95%左右的用电 (图1)。 此外,在热负荷有保证的情况下,可以考虑 尽可能选用大容量热电机组: (1)大机组热效率 高,更节约能源,有利于环保; (2)大机组技术 含量高,便于管理,且单位造价低; (3)热电机 组寿命较长,大机组可考虑一部分热负荷的增长。 7 热电联产经济效益分析 对于热电联产的经济效益分析和成本核算,需 要关注的是不同因素对成本的影响。就整个热电厂 而言,总成本由以下4部分组成:总投资费用的折 旧成本;燃料成本;运行维护成本;财务成本。 由于热电厂产出两种产品:热和电,怎样对 总成本进行分摊是个相当复杂的问题,直接影响 到供热和供电双方的利益的分配。热价的合理制 定是热电联产事业健康发展的关键所在。尽管用 热量分摊法计算热电联产的供热煤耗及成本是国 家政策法规所确定的,但实践中却不能完全遵照 此供热成本制定热价。这是由于热量法使计算供 图1 某碱厂蒸汽平衡 陈希章:化工园区热电厂的规划和建设需注意的几个问题 ·19· 化 工 技 术 经 济 CHEMICALTECHNO-ECONOMICS 2006年 第24卷 热煤耗及成本要高于实际值。此外,还有热折扣 法、加权法、实际焓降法及损失功法等。 增强客观实在性,削弱人为规定性,最大可能 地保障热电厂、热用户、电用户的利益是确定热电 分摊方案的根本出发点。目前,依据科学的计量法 和确保合理的电价,是制定热电联产热价的关键因 素。对热电联产的支持只能是政策性,不应该在供 热煤耗和成本的计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 上给予哪一方照顾。 8 热电厂的具体布置问题的探讨 首先,高压电力线的输送需要布置高压走廊, 为了便于电力的布置,避免由于高压电力线的输 送占用园区的面积,应该将热电厂布置在园区的 边缘地带。其次,高压电力线的输送投资大,靠 近外网布置,可以节约投资。因此,热电厂适宜 布置在园区的边缘,且靠近外网的进线方向。 但是,由于规划的热电厂除了供电外,还要 考虑给园区的各个项目供应蒸汽。蒸汽不宜长距 离输送,特别是对于高压蒸汽。长距离输送,会 带来蒸汽压力的降低、管网损失的增加及大量凝 结水的产生带来排除的困难等问题,所以热电厂 尽量布置在园区的中心。而且,采用这种布置方 式,可以照顾到园区内不同位置的热负荷用户的 实际需求,节省管网投资。第三,现场发电与在 其它地区发电不同,不存在电力传输以及配电损 耗问题。第四,在竞争激烈的市场环境下,可靠 性将成为一个日益突出的问题。鉴于以上四点, 热电厂又适宜于居中布置。 此外,在热电厂的布置时,要考虑地区主导 风向,尽量布置在主导风向的下风向。要考虑燃 料煤和灰渣的运输,使输送便捷。若采用铁路运 输,尽可能靠近铁路专用线。 因此,在热电厂具体位置的确定上,存在着 统筹兼顾的问题。园区规划中,要确保大的用电 负荷、用热负荷,并考虑热电站的建设园区整体 规划的影响。如果园区占地面积较大,针对电力 并网问题,可以将热电厂建设在园区的中心,采 用中低压输送,一部分直接供应园区中低压用户, 另一部分输送到设在园区边缘的变电站进行升压、 并与外电联网。 9 热源、管网和热用户是密切联系的一个 整体 供热系统是由热源、管网和热用户所组成, 这三者是紧密相连有机结合在一起的。热电厂的 管理范围主要是热源及管网,而热用户即是入园 化工企业及其各生产车间。如果任一环节管理薄 弱,都将导致热损失过大,管道裸露或保温破裂,阀 门套损坏等,也会增加热损失。热用户用热大部 分是通过热换器间接用热,如氯碱厂的烧碱蒸发 工序等,合理回收冷凝水既可回收不少热能,又 可减轻水处理系统的负担,从而降低供热成本。 在园区内部,热电厂供汽压力与化工生产部 门的蒸汽压力需求是一对矛盾。对于热电站方面, 适当低的背压或抽汽压力可以使汽轮发电机组尽 可能多发电;而在化工生产方面,较高的蒸汽压 力可以使蒸发系统获得较大的温差,使装置具有 较大的生产能力。这就要求协调取得经济蒸汽压 力值,而不是仅仅考虑单方面的利益。同样以烧 碱蒸发为例,需安排合理的洗炉周期、处理好各 加热管结垢及加热室不凝性气体排放不良等问题。 提高发电设备的运行率,实现最佳的热电比, 加强管理,合理运行非常重要。只有这样,才能 获得热电联产的最佳效益。所有这些,都要求园 区内热源、热网、热用户等各个环节良好地运转。 10 热电联产管网敷设 热电厂建设中,强调要服从城市总体规划和 城市热力规划,并明确没有城市热力规划的热电 项目不予审批。但是在实际规划过程中,由于规 划的化学工业园区离城镇中心较远,而且城市总 体规划和城市热力规划在一定程度上落后于城市 化学工业的发展,所以只能是依据化学工业本身 的实际情况,确定工业园区的供热和电力规划, 将热电建设纳入园区的长期发展 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中。 在实施热电联产集中供热的过程中,要制定 和完善符合园区发展的集中供热专业规划,充分 做好蒸汽管网敷设经济论证。合理确定集中供热 源的位置,合理敷设蒸汽管线。如果园区内有已 建锅炉,可以考虑与原有锅炉房供热管网的衔接, 做好园区整体管网的布局;既要满足现状,又要 有所发展。 (1)蒸汽管网敷设方式。现有蒸汽管网敷 设分架空和直埋两种方式。如若考虑到园区建 设标准的提高或针对园区内的生活服务区,可 以采用地下直埋敷设方式。地下直埋敷设依据 外套管的材质,主要分为塑套钢直埋和钢套钢 直埋两种方式。采用地下直埋敷设时,要注意 地下水位的影响。 ·20· 第7期 (2)在热电联产管网建设施工中,要结合当 地的实际情况,做好热电联产的经济效益分析, 选择合适的管网敷设方式,同时做好工程招投标 和施工监理,严格按施工规范施工,确保焊接、 防腐、保温等质量。良好的施工质量对管网的运 行和管网使用寿命等至关重要。 (3)根据热电联产的建设的具体形式,确定 热网的投资主体和运行费用的分摊。 11 政策措施 园区内的热电厂在规划和建设过程中,要不 断加强内部管理,更重要的是加强国家、地区、 园区对热电厂的管理和必要的政策支持。 2000年8月原国家计委,原国家经贸委、建 设部、国家环保总局联合颁布了 “计基础 [2000] 1268号 《关于发展热电联产的规定》文”(以下简 称 《规定》),它成为现阶段国家发展热电联产指 导性文件。 对利用余热、余气、余压、城市垃圾和煤歼 石、煤泥等低热值燃料及煤层气的热电联产项目 继续实行鼓励政策。 作为园区基础设施的热电厂的建设,前期投 资巨大。而且热负荷的发展不可能一步到位。一 个区域性的热电厂建成投产,对该地区的节能环 保将起到极大的改善。因此,在热电联产的规划 和建设过程中,需要政府给予减税、补贴、无息 贷款、上网电量、上网电价与联网、热价等相关 优惠政策。 (1)上网电量是影响热电联产的关键问题之 一。在 《规定》中,第九条为 “电力管理部门在制 定热电厂电力调度曲线时,必须充分考虑供热负荷 曲线变化和节能因素,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”要得 到切实执行。可以考虑对符合条件的热电厂上网电 量指标需要有一个细化明确的规定。例如,规定达 到总效率45%,热电比100%时允许上网电量是多 少等。旨在鼓励多供热,多供热者少限发电指标。 (2)企业二次能源等资源综合利用热电联产 发电上网应大力鼓励。随着经济的发展,电力系 统的改革在加速,对于上网会有更多的配套政策。 上网电价和购电价差额应公正、合理,以利鼓励 企业综合利用资源热电联产项目建设的积极性。 (3)要合理制定供热价格。制定热价时应对 热力商品成本有明确规定,同时对涉及全社会范 围内的联合热价,如热电厂热价—热力公司热 价—终端各用户分户计量价三者之间热价联合起 来考虑,而不能单独指定某一方热价,应做到公 平分担,共同受益的原则。而且,热电联产的热 价应体现出质量的差别。 12 结束语 本文从11个方面对石油和化学工业园区中热电 厂的规划和建设进行分析,力求从总体上把握在规 划和建设中遇到的问题,具有一定的指导意义。 园区的建设是一个动态的过程,受外部软环 境和硬环境的影响,决定了在热电规模的规划上必 须有前瞻性,在投资和管理上要体现灵活性和科学 性、在热电厂的设置和布置上要统筹各方面的因 素、在热电厂的经济效益分析上要兼顾各方利益。 将政府、园区管委会、热源厂、管网运营主体、热 用户等密切联系为一个和谐联动的整体,推动石油 和化学工业园区、推动热电联产事业的发展。 参考文献: [1] 张峻峪,王秉均.“热电联产、以汽定电”原则的认 定[J].河北化工,1995,(1):38. 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