海外重油箱式電站和廠房式電站分析對比

吳繼英

（上海船用柴油機(jī)研究所，上海201108）

1 引言

近年來，石油價格低迷，屢創(chuàng)新低，成品油價格較低。重油電站具有設(shè)備可靠耐用、燃油經(jīng)濟(jì)性適中和建設(shè)周期較短等特點，在南亞、非洲和拉美等電氣化水平較低和市政用電成本較高的區(qū)域，為港口、水泥廠和主力發(fā)電站等項目提供永久供電或臨時供電。

2 工程概況

2.1 項目簡介

中鋁幾內(nèi)亞重油電站一期采用4 臺MAN9L3240 發(fā)電機(jī)組，3 用1 備，單機(jī)容量4.3MW，二期預(yù)留1 臺發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量約22MW，項目2018 年9 月開工，2020 年4 月初為鋁土礦項目24h 不間斷供電。國電投幾內(nèi)亞柴電光伏互補(bǔ)電站一期采用4 臺MAN8L2131 箱式發(fā)電機(jī)組（單機(jī)容量1.7MW，3 用1 備）和1.2MW 光伏電站，二期預(yù)留1 臺箱式發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量約10MW。2020 年項目開工，計劃年內(nèi)竣工。

2.2 陸用電站方案選型

陸用柴油機(jī)電站方案選型應(yīng)遵循可靠性、經(jīng)濟(jì)性和可實施性等原則，綜合考慮當(dāng)?shù)氐挠秒姵杀尽㈨椖坑秒娦枨蠛拖拗茥l件、人材機(jī)資源和環(huán)保要求等因素，永久用電和臨時用電相結(jié)合，降低整體項目造價，提高項目全壽命周期經(jīng)濟(jì)性。

國產(chǎn)中速柴油機(jī)主要有曼恩（MAN）、瓦錫蘭（Wartsila）和卡特皮勒（即卡特CAT）三大品牌[1]。在國內(nèi)，MAN 有8 家中速機(jī)和9 家低速機(jī)許可證生產(chǎn)商[2]，廠商較多，同功率段中速機(jī)國產(chǎn)化率較高，應(yīng)用案例多，價格和服務(wù)有優(yōu)勢；瓦錫蘭有3 家中速機(jī)和1 家低速機(jī)合資廠；CAT 有1 家中速機(jī)合資廠和1 家高速機(jī)廠。國產(chǎn)高速機(jī)主要品牌有康明斯、卡特彼勒、MTU和濰柴等。

對于同品牌同型號的設(shè)備，國產(chǎn)化率高的設(shè)備性價比較高，運(yùn)維備品備件等耗材價格較低；技術(shù)服務(wù)響應(yīng)速度快，運(yùn)維保障能力強(qiáng)；國產(chǎn)成套設(shè)備出口有出口退稅。另外，中信保出口信貸要求海外工程的中國成分（即國產(chǎn)化率）一般不低于35%。

2.3 兩電站項目共同點

中鋁重油電站和國電投柴光互補(bǔ)電站都采用MAN 系列中速機(jī)，都是孤網(wǎng)運(yùn)行的自備電站，為鋁土礦港口等設(shè)施供電。

2.4 兩電站項目不同點

中鋁電站為廠房式電站，主燃料為180cst 重油，柴油用于發(fā)電機(jī)組啟停；國電投柴光互補(bǔ)電站，柴電采用箱式中速發(fā)電機(jī)組，燃料為柴油。

中鋁電站為港口永久供電；國電投電站為港口臨時供電，計劃2～5 年由永久電站供電，箱式電站移動到其他用電點。

國電投電站組成：柴電部分包括主機(jī)箱、輔機(jī)箱、柴油儲罐和日用罐及電氣系統(tǒng)等設(shè)施。各主機(jī)箱附帶進(jìn)氣濾器，頂部配置風(fēng)冷機(jī)組和排氣系統(tǒng)等；輔機(jī)箱成套燃油、冷卻水、壓縮空氣和滑油等系統(tǒng)。光伏部分包括光伏組件、逆變器和匯流箱等設(shè)備。港口變電站內(nèi)配置微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)、電站監(jiān)控系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。

中鋁電站系統(tǒng)設(shè)備較多，除國電投柴電包含的系統(tǒng)外，還有重油處理、導(dǎo)熱油鍋爐、SCR、煙氣除塵、卸油站和加油站、油水處理和固廢焚燒爐以及重油儲罐、沉淀罐和日用罐等設(shè)施。港口和礦山生活營地距重油電站很遠(yuǎn)，用電量很小，各配備1 臺300kW 箱式高速發(fā)電機(jī)組分布式供電。

2.5 中速機(jī)燒柴油方案的由來

選擇中速發(fā)電機(jī)組一般以重油為主燃料，重油價格通常是柴油的60%以內(nèi)，燃燒重油發(fā)電成本較低。綜合考慮了初始投資、項目用電需求和總體規(guī)劃等情況，經(jīng)過比較優(yōu)化得到了中速機(jī)燒柴油方案：

1）按照初始投資要求進(jìn)行限額設(shè)計，箱式電站比廠房式電站節(jié)省了廠房工程，中速組燒柴油，減少了與重油相關(guān)的輔助設(shè)備和設(shè)施，初始投資低。另外，港口泊位距離較遠(yuǎn)，海上重油輸送管路很長，而重油管路需要伴熱保持重油的溫度，現(xiàn)有港口條件很難實現(xiàn)海上重油輸送，減少泊位距離會大大增加港口投資。

2）中速機(jī)燒柴油的發(fā)電成本比幾內(nèi)亞市政供電的用電成本略低，但可靠性更好。

3）在臨時供電時間明確時，箱式電站方案可靈活處理：如供電時間較長，可以改燒重油降低發(fā)電成本，并且箱式電站可擴(kuò)展性好，比廠房式電站改造費(fèi)用低也容易實現(xiàn)；如供電時間較短，維持燒柴油方案不變，并且電站系統(tǒng)設(shè)備少，可移動性更好，新電站再建成本低，工期短。

4）中速機(jī)耐用，運(yùn)維費(fèi)用低：中速機(jī)使用壽命可達(dá)25～30年，大修期24 000h，中速機(jī)一般在現(xiàn)場實施大修也不需要解體，維修間隔長；而高速機(jī)使用壽命一般不超過12 年，大修期一般10 000h，高速機(jī)大修需要徹底解體并更換部件，一般需返廠大修，因此，中速機(jī)備品備件等耗材費(fèi)用低，長期運(yùn)行中速機(jī)燒柴油比高速機(jī)更經(jīng)濟(jì)。

3 箱式電站與廠房式電站對比

在箱式電站和廠房式電站的中速機(jī)（或高速機(jī)）發(fā)電機(jī)組、輔助設(shè)備和油罐區(qū)等系統(tǒng)配置相同的條件下，2 種電站形式對比如表1 所示。陸用高速機(jī)電站主要用于應(yīng)急/備用供電和較短時間的臨時供電。

表1 2 種電站形式對比

4 結(jié)語

永久供電一般采用廠房式電站，采用箱式電站時，集裝箱使用壽命應(yīng)與發(fā)電機(jī)組相當(dāng)。

臨時供電一般采用箱式電站。臨時供電2 年以上一般選用重油箱式電站，2 年以內(nèi)一般選用高速機(jī)箱式電站。

綜合考慮可靠性和經(jīng)濟(jì)性，陸用電站的柴油發(fā)電機(jī)組數(shù)量一般3～10 臺，配備1 臺備用機(jī)組；根據(jù)用電最大負(fù)荷，按總裝機(jī)容量最小原則選擇單機(jī)容量和數(shù)量，初始投資低。

重油電站的優(yōu)勢主要來自燃油的經(jīng)濟(jì)性和重油發(fā)電機(jī)組的耐用性，海外重油電站的優(yōu)勢得到了業(yè)內(nèi)普遍的認(rèn)同，具體問題具體分析，因地制宜優(yōu)化方案，相信有更多的項目應(yīng)用。