對中國水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的思考與認(rèn)識
改革開放三十年來,我國水泥工業(yè)取得了舉世矚目的成績。新型干法水泥技術(shù)裝備進入世界先進行列;水泥結(jié)構(gòu)調(diào)整成績斐然,截止2010年底,全國應(yīng)有1236條左右新型干法水泥生產(chǎn)線在運行;今年又是"十二五"的開局之年,能源對經(jīng)濟發(fā)展的約束作用及重要性不會改變,科學(xué)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能減排、低碳清潔生產(chǎn)依然是水泥工業(yè)全行業(yè)的發(fā)展主旋律,水泥純低溫余熱發(fā)電在"十二五"期間,必定實現(xiàn)再一次跨越式發(fā)展,截止2010年應(yīng)有688條左右新型干法熟料生產(chǎn)線配套裝有余熱利用發(fā)電系統(tǒng),裝機總?cè)萘繎?yīng)超過4785MW。余熱利用發(fā)電系統(tǒng)絕大多數(shù)采取了所謂的"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的并網(wǎng)運行方式,本著實事求是的態(tài)度,筆者針對水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難的客觀現(xiàn)狀,客觀分析了其產(chǎn)生的原因,并就"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的并網(wǎng)運行方式從技術(shù)層面上科學(xué)分析其特點,提出新的建議與對策,不僅具有理論價值,而且更具有現(xiàn)實意義。
1 水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難的客觀現(xiàn)狀與原因分析
1.1水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難客觀現(xiàn)狀
雖然被列為中國十大節(jié)能工程之一,利用水泥窯原本排放到大氣中的余熱來發(fā)電的項目非常符合世界"低碳經(jīng)濟"潮流與節(jié)能減排的要求,但由于涉及水泥和電力兩個行業(yè)的利益之爭,水泥余熱發(fā)電項目并網(wǎng)仍是老大難問題,水泥行業(yè)往往受到當(dāng)?shù)仉娏π袠I(yè)的嚴(yán)重不公平待遇和刁難,甚至"敲詐",實事求是講和一些企業(yè)的自備電廠的待遇差不多,只要并網(wǎng),有許多地區(qū)的電力行業(yè)(電網(wǎng)企業(yè))還要按余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的多少收取極不合理的"上網(wǎng)費、并網(wǎng)費或管理費""系統(tǒng)備用費"等,余熱發(fā)電機組機組的啟、停機還要受到電網(wǎng)企業(yè)電力系統(tǒng)調(diào)度部門的嚴(yán)格控制,絕大多數(shù)水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入方案均是由當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的設(shè)計院進行設(shè)計的(設(shè)計費高企現(xiàn)象也是有目共睹的),個別省市的水泥廠余熱發(fā)電并網(wǎng)仍然是老大難問題,余熱發(fā)電系統(tǒng)具備發(fā)電條件后往往確因并網(wǎng)問題得不到合理解決而遲遲不能正常發(fā)電運行,有的能拖半年之久,有的水泥企業(yè)甚至將并網(wǎng)問題反映到所在省的省長那里,依然得不到合理公平解決,也有的企業(yè)被逼無奈只好偷偷私自并網(wǎng)(在目前的情況下雖然感覺有點不合法但也合情合理)。該問題基本上可以定性為中國普遍存在的問題,大大侵蝕了中國水泥企業(yè)的利潤空間,一定程度上也影響了新上水泥余熱發(fā)電項目的積極性,阻礙了國家節(jié)能減排計劃的有效實施,據(jù)有關(guān)人士調(diào)查了解,在遼寧、山東等地,類似余熱發(fā)電項目建成后卻無法及時公平并網(wǎng)發(fā)電的水泥企業(yè)不在少數(shù),由此帶來的經(jīng)濟損失及不公平現(xiàn)狀應(yīng)引起人們更大關(guān)注。
1.2水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難深層次原因分析
水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難的原因表面上是因涉及水泥和電力兩個行業(yè)的利益之爭,但筆者認(rèn)為深層次原因更需要認(rèn)真剖析與澄清:
1.2.1 國家政策法律不全不細(xì),條文籠統(tǒng),含混不清,操作性差,是造成并網(wǎng)難或并網(wǎng)不公平的主要原因
在我國,有關(guān)涉及水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的法律并不多,筆者認(rèn)為有點靠譜的是《中華人民共和國節(jié)約能源法》和《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》、主要相關(guān)法律條文引述如下:
a.《中華人民共和國節(jié)約能源法》(2007年10月28日修訂通過,自2008年4月1日起施行):"第三十一條 國家鼓勵工業(yè)企業(yè)采用高效、節(jié)能的電動機、鍋爐、窯爐、風(fēng)機、泵類等設(shè)備,采用熱電聯(lián)產(chǎn)、余熱余壓利用、潔凈煤以及先進的用能監(jiān)測和控制等技術(shù)。
第三十二條 電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照國務(wù)院有關(guān)部門制定的節(jié)能發(fā)電調(diào)度管理的規(guī)定,安排清潔、高效和符合規(guī)定的熱電聯(lián)產(chǎn)、利用余熱余壓發(fā)電的機組以及其他符合資源綜合利用規(guī)定的發(fā)電機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行,上網(wǎng)電價執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)定。
第七十八條 電網(wǎng)企業(yè)未按照本法規(guī)定安排符合規(guī)定的熱電聯(lián)產(chǎn)和利用余熱余壓發(fā)電的機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行,或者未執(zhí)行國家有關(guān)上網(wǎng)電價規(guī)定的,由國家電力監(jiān)管機構(gòu)責(zé)令改正;造成發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟損失的,依法承擔(dān)賠償責(zé)任。"
b《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》(2008年8月29日第十一屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第四次會議通過,自2009年1月1日起施行):" 第三十條 企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照國家規(guī)定,對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉煤灰、煤矸石、尾礦、廢石、廢料、廢氣等工業(yè)廢物進行綜合利用。
第三十二條 企業(yè)應(yīng)當(dāng)采用先進或者適用的回收技術(shù)、工藝和設(shè)備,對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱、余壓等進行綜合利用。
建設(shè)利用余熱、余壓、煤層氣以及煤矸石、煤泥、垃圾等低熱值燃料的并網(wǎng)發(fā)電項目,應(yīng)當(dāng)依照法律和國務(wù)院的規(guī)定取得行政許可或者報送備案。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照國家規(guī)定,與綜合利用資源發(fā)電的企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議,提供上網(wǎng)服務(wù),并全額收購并網(wǎng)發(fā)電項目的上網(wǎng)電量。"
大家看上述法律條文中,都有"并網(wǎng)"和"上網(wǎng)"字眼,現(xiàn)在水泥行業(yè)余熱發(fā)電領(lǐng)域又流行一個詞語"并網(wǎng)不上網(wǎng)",不知道大家是如何理解這些詞語的,是不是有含混不行的感覺?還是有專業(yè)性、技術(shù)性太強的感覺?下面我再引用我們相關(guān)部門的一個真實文件或稱得上一個笑話,希望大家進一步深思:
關(guān)于沂水山水水泥有限公司余熱發(fā)電機組上網(wǎng)電價的批復(fù)
魯價格發(fā)〔2009〕212號
臨沂市物價局:
你局《關(guān)于沂水山水水泥有限公司9MW純低溫余熱發(fā)電機組上網(wǎng)電價的請示》(臨價格字[2009]132號)收悉。經(jīng)研究,現(xiàn)批復(fù)如下:
根據(jù)《關(guān)于提高我省火力發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電價的通知》(魯價格發(fā)[2008]143號)規(guī)定,沂水山水水泥有限公司0.9萬千瓦純低溫余熱發(fā)電機組上網(wǎng)電價核定為每千瓦時0.4105元,自進入商業(yè)運營之日起執(zhí)行。
此復(fù)。
二〇〇九年十一月十三日
1.2.2高素質(zhì)人才缺乏、是造成水泥工業(yè)余熱發(fā)電并網(wǎng)難或并網(wǎng)不公平的重要原因
這幾年我國水泥工業(yè)余熱發(fā)電發(fā)展十分迅速,如火如荼,但專業(yè)人才尤其是高素質(zhì)復(fù)合型人才還十分缺乏,人才培養(yǎng)存在脫節(jié),水泥企業(yè)對人才的培養(yǎng)還不十分重視,就是重視也一般停留在口頭上的多,只顧眼前,缺乏長效機制,與電力行業(yè)相比,人才短板較多,再加上中國特有的文化背景,兩大行業(yè)不能平等公正相處、水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難或受到不公平待遇也就不足為怪了!
2.水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的技術(shù)含義
余熱發(fā)電系統(tǒng)的基本原理是將工業(yè)生產(chǎn)中排出的大量廢氣通過余熱回收裝置--余熱鍋爐將廢熱進行熱交換回收,產(chǎn)生過熱蒸汽推動汽輪機實現(xiàn)熱能向機械能的轉(zhuǎn)換,從而帶動發(fā)電機進行發(fā)電。在水泥熟料生產(chǎn)過程中,水泥窯的窯頭和窯尾產(chǎn)生大量廢氣(廢熱),在廢氣排出的地方安裝余熱鍋爐,分別稱為AQC鍋爐(窯頭爐)和SP鍋爐(窯尾爐)。在余熱鍋爐內(nèi),廢氣與水進行熱交換,使水產(chǎn)生一定溫度和壓力的過熱蒸汽,過熱蒸汽進入汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。主要設(shè)備有凝汽式汽輪機、發(fā)電機、SP余熱鍋爐和AQC余熱鍋爐,目前,我國水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電技術(shù)的核心內(nèi)容是熱力循環(huán)系統(tǒng),熱力循環(huán)方式主要有單壓系統(tǒng)、閃蒸系統(tǒng)、雙壓系統(tǒng)三種基本模式,以及由此衍生的復(fù)合系統(tǒng)構(gòu)成。理論和實踐表明,以上三種熱力系統(tǒng)的選擇,應(yīng)依據(jù)企業(yè)的具體情況來選擇合適的系統(tǒng),采用哪種熱力循環(huán)方式最合理,應(yīng)依據(jù)熱平衡計算、生產(chǎn)線規(guī)模、企業(yè)管理水平、投資高低等實際情況,進行綜合比較分析論證。而且無論何種模式的余熱利用發(fā)電系統(tǒng)相對于外部常規(guī)供配電網(wǎng)絕大多數(shù)采取"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的并網(wǎng)運行方式,一般意義上的所謂并網(wǎng)運行是指發(fā)電機組在正常運行狀態(tài)下,與外部常規(guī)配電網(wǎng)在主回路上存在電氣連接,連接點一般稱為"公共連接點"(簡稱PCC).電氣連接包括電纜直接連接、經(jīng)過變壓器連接、經(jīng)過逆變器連接等方式.在我國,目前并網(wǎng)運行按照電能功率交換方式可分為普通并網(wǎng)和并網(wǎng)不上網(wǎng)2種.前者發(fā)電機組可以向外部電網(wǎng)輸送多余電能功率,而后者則嚴(yán)格禁止發(fā)電機組的電能功率外送,即PCC處功率流向只能是從外部電網(wǎng)流向電力用戶 ,而水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的"并網(wǎng)不上網(wǎng)" 實質(zhì)上是一種"內(nèi)部并網(wǎng)",純粹技術(shù)上的并網(wǎng)連接點(PCC)也都在水泥企業(yè)的內(nèi)部供配電網(wǎng)線路上通過電纜直接連接,與外部電網(wǎng)(電力部門的)都有空間上的一定距離,技術(shù)上的"外部常規(guī)供配電網(wǎng)"實際上就是水泥企業(yè)的內(nèi)部常規(guī)供配電網(wǎng),其所發(fā)電量由水泥工廠全部自用,即所發(fā)電能并不傳輸?shù)诫娏Σ块T管理的外部電網(wǎng)使用,并且水泥行業(yè)一般地處城市偏遠(yuǎn)地區(qū),其配套余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機組均是布置在水泥工廠內(nèi)部,發(fā)電機組容量占水泥工廠全廠總變壓器容量的比例一般不超過25%,說明其內(nèi)部并網(wǎng)對外部電網(wǎng)的影響是很小的,理論上和實踐上也都充分證明了這一點。通俗一點講,"并網(wǎng)"也可理解為技術(shù)方面,一般指的是"設(shè)備",是發(fā)電機及發(fā)電設(shè)備與電力系統(tǒng)間存在物理連接。"上網(wǎng)"則是市場交易方面,一般指的是"電",是電能,電量要通過電力系統(tǒng)向用戶傳送及銷售。
3.水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行沒有必要再與電力部門簽訂并網(wǎng)協(xié)議的建議與探討
既然水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)純粹技術(shù)上的并網(wǎng)連接點(PCC)都在水泥企業(yè)的內(nèi)部供配電網(wǎng)線路上,并網(wǎng)對象并不是真正意義上的電力部門管理的外部常規(guī)供配電網(wǎng),而是水泥企業(yè)的內(nèi)部供配電網(wǎng),與外部電力部門也沒有上網(wǎng)返售電能的交易,因此筆者大膽建議并提出下列對策:
3.1 水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)如果要以"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的方式進行"內(nèi)部并網(wǎng)"發(fā)電,從技術(shù)角度講,水泥余熱利用發(fā)電機組完全可以被看做一臺功率較大的"特殊用電設(shè)備",從電力部門電網(wǎng)電力負(fù)荷來看,余熱發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電只是相當(dāng)于一臺較大功率電動機停機了,即水泥企業(yè)在線用電負(fù)荷減少,余熱發(fā)電機組不發(fā)電或解列,只是相當(dāng)于一臺較大功率電動機開機了,即水泥企業(yè)在線用電負(fù)荷增加,并且現(xiàn)在都采用了技術(shù)先進、安全可靠、精度高的現(xiàn)代同步指示裝置和自動化并聯(lián)裝置進行并網(wǎng)操作,再加上各種保護技術(shù)和保護設(shè)備的進步,從安全及技術(shù)角度講,對電力部門管轄的外部電網(wǎng)影響和普通大功率用電設(shè)備的并網(wǎng)通電開停機沒有太大異同,不會給電力部門的外部電網(wǎng)的正常運行帶來新的威脅,可以說水泥工業(yè)配套余熱發(fā)電系統(tǒng)在這方面設(shè)計得已經(jīng)非常先進可靠、完美了,國內(nèi)還從未見到因水泥企業(yè)的余熱發(fā)電系統(tǒng)的故障影響到電力行業(yè)的外部電網(wǎng)安全的報道。因此本著"公平公正"及"實事求是"的原則,水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的"內(nèi)部并網(wǎng)"發(fā)電問題,已經(jīng)沒有必要還需專門獲得沒有一點產(chǎn)權(quán)聯(lián)系的電力部門同意,電力部門要樹立水泥企業(yè)是其用電客戶的市場經(jīng)營理念,加強服務(wù)意識,水泥企業(yè)與電力行業(yè)簽訂根據(jù)余熱發(fā)電系統(tǒng)裝機容量或?qū)嶋H發(fā)電量的多少交納極不合理的"上網(wǎng)費、并網(wǎng)費或管理費"或"系統(tǒng)備用費"等不公平內(nèi)容并網(wǎng)協(xié)議已經(jīng)是屬于不合時宜的行為,也不符合國家科學(xué)發(fā)展觀的構(gòu)想!與時俱進,開拓創(chuàng)新,國家相關(guān)部門應(yīng)該盡快組織業(yè)內(nèi)專家對此進行專題研究與探討,加速公平立法,為利國利民的水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)保駕護航。
3.2 積極學(xué)習(xí)與借鑒國外先進的經(jīng)驗與理念,促進余熱利用發(fā)電系統(tǒng)快速和諧科學(xué)發(fā)展。一些發(fā)達國家對于電力網(wǎng)有著一套比較完善與開放的先進管理理念與方法,并網(wǎng)的各種類型電源類型較多,分布式電源發(fā)展迅速,我國的水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)也是學(xué)習(xí)日本等國家的技術(shù)一步步發(fā)展起來的,日本的經(jīng)驗是分布能源系統(tǒng)發(fā)達,具有雙向運行靈活機動的電力網(wǎng),其分布能源系統(tǒng)發(fā)電容量一般在25-35%之間,不足部分由電網(wǎng)補充,友好供電,相互依存,水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)也根本不存在并網(wǎng)難的問題。
4.結(jié)束語
水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)是我國節(jié)能減排工作中的重要技術(shù)之一,并網(wǎng)運行只是針對水泥企業(yè)內(nèi)部的常規(guī)配電網(wǎng),"并內(nèi)網(wǎng)不上外網(wǎng)",其機組并網(wǎng)在技術(shù)上是完全可行的,與外部電力部門也沒有上網(wǎng)返售電能的交易,站在科學(xué)發(fā)展觀及公平公正的立場,水泥企業(yè)完全可以不與電力部門簽訂專門的并網(wǎng)協(xié)議,只在供用電協(xié)議(合同)中,細(xì)化各方責(zé)任就可以了,當(dāng)然,這需要廣大業(yè)內(nèi)人士尤其是水泥界的有志之士積極努力爭取及國家進行立法明確,盡快消除目前在水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行中存在的不合理現(xiàn)象,合理平衡水泥行業(yè)與電力電網(wǎng)行業(yè)之間的利益關(guān)系,促進中國水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的良性科學(xué)和諧發(fā)展。
作者簡介:張金營,男,1969年出生,山東魚臺人,1991年畢業(yè)于華東交通大學(xué)電氣工程系電氣技術(shù)專業(yè),中國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)中心特聘專家,全國水泥科技情報信息網(wǎng)理事,高級工程師,研究方向為水泥行業(yè)發(fā)展前景與規(guī)劃、企業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)節(jié)能管理及工業(yè)電氣自動化與電機技術(shù),熱衷水泥領(lǐng)域深度觀察,擅長項目咨詢、企業(yè)發(fā)展規(guī)劃,愛好技術(shù)創(chuàng)新,已在國家級學(xué)術(shù)期刊公開發(fā)表技術(shù)論文30余篇。
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