工業園區集中供熱對節能環保的貢獻

李小婷 江門市新會仁科環保有限公司

近幾年，我國許多地區頻繁出現霧霾天氣。形成霧霾天氣的污染物排放源頭有很多，包括工廠排放的廢氣、汽車尾氣、路面的揚塵等，甚至烹飪的油煙也被考慮在內。在諸多的污染源中，煤炭消耗所排放的大氣污染物最引人注意，其中小型工業鍋爐由于配備的環保設施落后，大氣污染物排放量相當大。整治工業鍋爐，是下一步環境治理的重要且有效的手段。我國政府出臺的《大氣污染防治行動計劃》以及《關于發展熱電聯產的規定》等政策文件，都對整治燃煤小鍋爐，支持發展熱電聯產和集中供熱提出了明確的規定。

本文選取廣東省某工業園區——廣東銀洲湖紙業基地發展集中供熱作為案例，具體了分析工業集中供熱對節能環保的貢獻，并介紹集中供熱對供熱方和用熱方的好處。

1 案例背景

廣東銀洲湖紙業基地是國家級循環經濟試點園區，該紙業基地循環經濟規劃的主要思路是：將該區域原有的新會雙水發電廠改造為熱電廠，使之成為基地的公用能源供應島，集中供熱、供電、供冷，實現能源的循環利用。建設集中工業給水廠和集中污水處理廠，進行集中供水、污水處理和排放，實現水資源的循環利用。建設集中固體廢棄物處理系統，進行集中固廢處理，實現固體材料的循環利用。遵循這種循環經濟產業鏈構建紙業基地的循環經濟發展模式，至2013年底，造紙園區共有10個造紙企業，其中7個造紙廠建成投產，造紙產能達119萬t/a，銷售額達48.3億元；3個造紙廠在建，產能40萬t/a，預計2014年底全部投產。新會雙水電廠2×150MW機組進行了可調整抽汽改造，最大供熱能力達390t/h，已建成蒸汽管網達7km，是一個比較成熟的通過熱電聯產發展集中供熱的工業園區。

2 節能減排效果

集中供熱是該紙業基地發展循環經濟最基礎的循環鏈。發電廠和造紙廠都需要蒸汽，發電使用的是高溫、高壓的過熱蒸汽，蒸汽壓力等級越高，發電效率越高。發電廠只是利用蒸汽的焓降做功發電，無法利用蒸汽凝結成水過程中排放的汽化潛熱，這部分熱量通過冷卻水釋放到環境中，稱之為冷端損失；造紙廠使用的是壓力在1～2MPa的飽和蒸汽，這種蒸汽雖然仍具備做功發電能力，但發電效率較低。造紙廠并不利用蒸汽的做功能力，而是利用蒸汽的汽化潛熱來干燥紙產品。發電和造紙對于蒸汽品質要求的不同，為蒸汽的梯級利用提供了條件，熱電廠將高壓蒸汽用來高效發電，而將發電后的低壓蒸汽供給造紙廠充分利用汽化潛熱，提高了蒸汽的能源利用率。

本案例集中供熱的節能效果非常明顯，造紙廠的蒸汽原來由鍋爐效率70%、無脫硫設施的小鍋爐產生，實現熱電聯產之后，使用的蒸汽由鍋爐效率90%、脫硫效率90%先進的大鍋爐產生。集中供熱的節能量計算方法（按1kg 低壓蒸汽為單位計算）：汽輪機的抽出的低壓蒸汽的焓值大約是2800kJ/kg，造紙廠使用后排放的凝結水的焓值為547 kJ/kg，則大鍋爐與小鍋爐比較產生1kg 低壓蒸汽的節能量為：（2800-547）÷70%-（2800-547）÷90%=715.24kJ。另外，汽輪機的排氣焓為2568kJ/kg，不供熱時這部分熱量全部以冷端損失的形式浪費掉，供熱后，汽化潛熱被造紙廠利用，這部分節能量為：（2568-547）÷90%=2245.56kJ，考慮到集中供熱蒸汽管網損耗率大約5%，最終確定集中供熱提供1kg低壓蒸汽的節能量折算成標準煤為：（715.24+2245.56）÷29400×(1-5%) =0.096 kg標準煤。2013年該紙業基地集中供熱量為1086322t，按上述方法計算的節能量約為104200t標準煤。

集中供熱在污染物減排方面也有貢獻。假設煤炭的含硫量為1%，并且有80%的硫轉化成SO2隨著煙氣排放，對于用于造紙的1kg低壓蒸汽，如果由未安裝脫硫設施的小鍋爐產生，則排放的SO2量為：（2800-547）÷70%÷29400×1%×2×80%=1.75×10-3kg。如果由脫硫效率90%的大鍋爐產生，則排放的SO2量為：（2800-547）÷90%÷29400×1%×2×80%×(1-90%)=1.36×10-4kg，則集中供熱用于造紙的1kg低壓蒸汽與小鍋爐供熱相比，減排SO2的量為1.75×10-3-1.36×10-4=1.61×10-3kg，按此計算2013年該紙業基地集中供熱減排SO2的總量為1748.98噸。

3 供熱方收益

集中供熱的供熱方一般指擁有熱電聯產機組的熱電廠，就本案例而言，供熱方新會雙水發電廠在利用集中供熱的過程中得到了以下好處：

3.1 增加收入

電廠原來不供熱時，只有銷售電力的收入。供熱后，原來的冷端損失變成了資源，銷售給下游造紙廠，增加了收入。2013年，新會雙水發電廠因為供熱增加銷售收入17.7%。

3.2 抵御經營風險

“市場煤，計劃電”的經營環境給燃煤火電企業帶來很大的經營風險，這種經營風險在供熱之后可以得到緩解。因為工業供熱的價格由供需雙方決定，在煤炭價格上升時，熱電廠可以要求提高工業供熱的價格。新會雙水發電廠在2008年也出現了虧損，但是由于供熱的原因減少了虧損的額度。

3.3 電網的優先調度

《 關于發展熱電聯產的規定》中規定：供熱機組參加調峰要在保證供熱的前提下進行，背壓機組不參加調峰；電力調度必須充分考慮供熱負荷因素，不得以電量指標限制熱電廠對外供熱，更不得迫使熱電廠減壓減溫供汽。這些規定對于熱電廠運行非常有利。另外，目前實行的節能發電調度政策也將熱電聯產機組排在比較靠前的位置。對于本案例的新會雙水發電廠，2014年兩臺熱電聯產機組在廣東省192臺發電機組中排序為33和34位，排序比較靠前。如果是相同容量不供熱的燃煤發電機組，排序大約為175位。排序靠前就意味著可以獲得更多的發電量指標，這是熱電聯產給熱電廠帶來的實實在在的好處。

4 熱用方的收益

集中供熱對于熱用方也有很多好處，以本案例中的造紙廠為例，分析如下：

4.1 用熱成本降低

用熱方通過集中供熱獲得的熱能是由高效率的大鍋爐提供的；熱用方不用再投資建設鍋爐車間，減少了投資和土地占用。用熱方不需要配置與鍋爐運行相關的管理人員和工人，減少了人工成本。基于以上原因，該紙業基地的用熱方使用蒸汽的成本比分散供熱低50%，因此，集中供熱是一個雙贏的模式。

4.2 用熱靈活有保障

如果各造紙廠自己供熱，會有很多麻煩。如造紙生產線減產時鍋爐要低負荷運行，造紙機臨時檢修時鍋爐要保壓運行，鍋爐檢修時造紙廠要停產等。而采用集中供熱后，只需要一根管道就可以獲得生產所需的蒸汽，用多用少，隨意調節。因為熱電廠大型的熱電聯產機組可以通過調整抽汽的方式實現供熱量的靈活調節。

4.3 緩解生存壓力

環保要求的提高和政府關停小鍋爐的政策要求，對于分散供熱的企業是很大的壓力，對于那些規模比較小且用熱成本占總成本高的企業，這種壓力甚至是致命的。如果不選擇集中供熱，換成天然氣或電力等清潔能源供熱，由于成本過高，這些企業可能在激烈的市場競爭中被淘汰。因此，集中供熱是用熱企業最佳的選擇。

5 結語

在工業園區通過熱電聯產實施集中供熱，替代原來分散的燃煤鍋爐，不僅符合國家節能減排的相關政策，而且能夠給供熱方和用熱方帶來顯著的效益，應該大力推廣。