熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃編制的幾點(diǎn)體會(huì)

許高升

（江西省中贛投勘察設(shè)計(jì)有限公司，江西 南昌 330029）

“十三五”期間，受?chē)?guó)家能源和節(jié)能環(huán)保政策的影響，江西省要求：2019年底國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)基本實(shí)現(xiàn)集中供熱，到2020年底省級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)基本實(shí)現(xiàn)集中供熱。到2020年，基本淘汰10 蒸噸/小時(shí)及以下燃煤鍋爐，各設(shè)區(qū)市建成區(qū)35 蒸噸/ 小時(shí)及以下燃煤鍋爐基本完成清潔能源替代。

為提高能源利用效率，降低污染物排放，江西省各縣（市、區(qū)）在此基礎(chǔ)上陸續(xù)開(kāi)展了熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃編制工作。

1 編制原則

熱電聯(lián)產(chǎn)是聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的發(fā)電廠。聯(lián)合生產(chǎn)電能和熱能的方式，取決于采用供熱汽輪機(jī)的形式。熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、增加電力供應(yīng)、 提高能源綜合利用率、 改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量、提高供熱質(zhì)量等綜合效益。熱電聯(lián)產(chǎn)是國(guó)家大力發(fā)展的通用節(jié)能技術(shù)，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃是熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)的必要條件。

1.1 供熱范圍和規(guī)劃期限

（1）供熱范圍

根據(jù)《江西省能源局關(guān)于規(guī)范全省熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃管理的通知》（贛能電力[2017]37 號(hào)）文，江西省縣級(jí)熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)劃范圍應(yīng)為：全縣域，含工業(yè)園區(qū)。因此熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃范圍應(yīng)為全縣域或同級(jí)類(lèi)區(qū)域。通常縣域內(nèi)的熱負(fù)荷主要集中在工業(yè)園區(qū)，但不可以單個(gè)或幾個(gè)工業(yè)園的形式單獨(dú)編制熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃，應(yīng)以全縣域的熱負(fù)荷和供熱方式作為編制范圍統(tǒng)一規(guī)劃熱源點(diǎn)布置。

熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃的編制范圍宜依據(jù)最新城市總體規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)供熱范圍應(yīng)同工業(yè)園區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃確定的范圍相一致。

（2）規(guī)劃期限

熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃期限應(yīng)遵循該區(qū)域最新城市總體規(guī)劃。近期規(guī)劃宜為熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃編制年的3-5年，遠(yuǎn)期規(guī)劃應(yīng)與城市總體規(guī)劃的遠(yuǎn)期規(guī)劃保持一致。

1.2 熱負(fù)荷預(yù)測(cè)

熱負(fù)荷是熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃中最重要、 最基礎(chǔ)的資料之一，直接決定熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組選型。通常熱負(fù)荷按性質(zhì)可分為：建筑采暖（制冷）熱負(fù)荷、生活熱水熱負(fù)荷、工藝用蒸汽熱負(fù)荷。熱負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)上述各類(lèi)負(fù)荷分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不應(yīng)遺漏。

熱負(fù)荷按規(guī)劃期限可分為：現(xiàn)狀熱負(fù)荷、近期新增熱負(fù)荷、 遠(yuǎn)期新增熱負(fù)荷?，F(xiàn)狀熱負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真核實(shí)縣域內(nèi)各單位用熱負(fù)荷及其供熱設(shè)備情況。對(duì)個(gè)別企業(yè)采用燃油、燃?xì)夂蜕镔|(zhì)為燃料以及不屬于淘汰類(lèi)的鍋爐，建議當(dāng)?shù)卣畱?yīng)給予該部分企業(yè)一定的優(yōu)惠政策，逐步將其鍋爐進(jìn)行替代，規(guī)劃階段可將這部分企業(yè)的用汽量納入熱電聯(lián)產(chǎn)的熱負(fù)荷預(yù)測(cè)中。遠(yuǎn)期新增熱負(fù)荷通常主要為縣域工業(yè)園區(qū)規(guī)劃用地范圍內(nèi)用熱負(fù)荷，根據(jù)園區(qū)工業(yè)企業(yè)性質(zhì)不同，其熱負(fù)荷可參照《城市供熱規(guī)劃規(guī)范》（GB/T51074-2015）中常見(jiàn)工業(yè)熱負(fù)荷指標(biāo)按面積指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測(cè)，也可以根據(jù)現(xiàn)狀熱負(fù)荷再按一定的增長(zhǎng)比例進(jìn)行逐年推算。

近期熱負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算最大熱負(fù)荷、平均熱負(fù)荷、最小熱負(fù)荷。在計(jì)算熱網(wǎng)的最大生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)以調(diào)查統(tǒng)計(jì)的各用戶(hù)最大生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷之和乘以同時(shí)使用系數(shù)。通常，同時(shí)系數(shù)一般取0.7～0.9。需要強(qiáng)調(diào)的是：在現(xiàn)狀負(fù)荷統(tǒng)計(jì)時(shí)各用戶(hù)提供的熱負(fù)荷普遍大于其實(shí)際用熱負(fù)荷，造成熱電機(jī)組規(guī)模近期選型偏大，機(jī)組建成投產(chǎn)后多數(shù)時(shí)間處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，系統(tǒng)熱效率低。因此在熱負(fù)荷調(diào)研階段，應(yīng)嚴(yán)格核實(shí)各用戶(hù)的真實(shí)熱負(fù)荷和用熱時(shí)間、用熱制度、用汽參數(shù)，確保熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組規(guī)模選型合理。

1.3 熱源方案和熱源廠

發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)以集中供熱為前提，遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、以熱定電、立足存量、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高能效、環(huán)保優(yōu)先”的原則。

（1）熱源方案

熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組有多種，鍋爐按燃料不同可分為燃煤、燃?xì)?、燃油、生物質(zhì)鍋爐以及垃圾焚燒鍋爐等；常用的供熱汽輪機(jī)有背壓式、單抽汽式、雙抽汽式、抽汽背壓式和凝汽式汽輪機(jī)五種形式。各類(lèi)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組規(guī)劃選型時(shí)均應(yīng)考慮相應(yīng)的備用熱源。

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組應(yīng)優(yōu)先利用規(guī)劃區(qū)及周邊既有的熱源或?qū)ζ鋵?shí)施供熱改造?！督魇∧茉淳株P(guān)于規(guī)范全省現(xiàn)役純凝發(fā)電機(jī)組供熱改造的通知》贛能電力字[2019]24 號(hào)文規(guī)定：優(yōu)先對(duì)城市和工業(yè)園區(qū)周邊具備改造條件且運(yùn)行未滿(mǎn)15年的在役純凝發(fā)電機(jī)組實(shí)施采暖供熱改造。通知同時(shí)要求：供熱改造應(yīng)以不影響機(jī)組發(fā)電能力、 確保運(yùn)行安全為前提。

新建燃煤熱電項(xiàng)目必須采用背壓機(jī)組，并嚴(yán)格實(shí)施煤炭等量或減量替代政策。同時(shí)，新建熱電機(jī)組形式選擇應(yīng)符合 《關(guān)于印發(fā)< 熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法>的通知》（發(fā)改能源[2016]617 號(hào)）相關(guān)規(guī)定。

近年來(lái)，“垃圾圍城”形勢(shì)日益嚴(yán)峻，垃圾焚燒發(fā)電作為“減量化、無(wú)害化、資源化”處置生活垃圾的有效方式，引起國(guó)家高度重視與關(guān)注。其特點(diǎn)主要有： 垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電成本比常規(guī)火力發(fā)電廠低得多，垃圾焚燒發(fā)電廠更適宜于熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。

（2）熱源廠

通常以蒸汽為供熱介質(zhì)的供熱半徑最大不宜超過(guò)10 km，以熱水為供熱介質(zhì)的供熱半徑最大不宜超過(guò)20 km?！督魇〈蜈A藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》（2018-2020年）指出：到2020年底，基本實(shí)現(xiàn)集中供熱范圍內(nèi)的分散供熱鍋爐全部淘汰，不再新建分散供熱鍋爐，確保實(shí)現(xiàn)“一區(qū)一熱源”。原則上一個(gè)縣域內(nèi)只設(shè)置一個(gè)熱源廠，對(duì)于熱負(fù)荷相對(duì)分散的規(guī)劃區(qū)（如縣域內(nèi)有兩個(gè)或多個(gè)分散的工業(yè)園區(qū)），當(dāng)設(shè)置一個(gè)熱源廠難以滿(mǎn)足供熱半徑要求時(shí)，可考慮設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)熱源廠。

規(guī)劃新建熱源廠位置宜靠近熱負(fù)荷集中區(qū)，其用地性質(zhì)應(yīng)符合該區(qū)域相關(guān)規(guī)劃用地要求，熱源廠建設(shè)用地應(yīng)預(yù)留遠(yuǎn)期機(jī)組擴(kuò)建需求。規(guī)劃階段還應(yīng)落實(shí)熱源廠水源、交通、燃料供應(yīng)、設(shè)備運(yùn)輸?shù)冉ㄔO(shè)條件。

1.4 供熱參數(shù)和供熱管網(wǎng)

（1）供熱參數(shù)

供熱介質(zhì)分以蒸汽介質(zhì)和以熱水為供熱介質(zhì)兩種，以蒸汽為介質(zhì)又分為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽兩種。以熱水為介質(zhì)又分為低溫?zé)崴透邷責(zé)崴畠煞N。

①凡以生產(chǎn)工藝供熱為主的系統(tǒng)，應(yīng)選擇以蒸汽為介質(zhì)，熱水供應(yīng)從熱交換器或蒸汽噴射取得。

②凡以生活用熱為主的系統(tǒng)，或有少量低壓（0.3 MPa 以下）生產(chǎn)用蒸汽可選高溫水為介質(zhì)。少量蒸汽由高溫水交換取得。

③既有較高壓力的生產(chǎn)工藝用蒸汽，又有較大量的生活供熱，需經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可選以蒸汽為介質(zhì)或選蒸汽、熱水兩種鍋爐。

供熱介質(zhì)、介質(zhì)溫度、壓力的確定原則上依據(jù)熱用戶(hù)對(duì)用熱介質(zhì)的要求確定。在選擇供熱介質(zhì)參數(shù)時(shí)還應(yīng)考慮介質(zhì)在輸送過(guò)程中的壓降和溫降。

（2）供熱管網(wǎng)

供熱管網(wǎng)規(guī)劃總的原則是技術(shù)上可靠、 經(jīng)濟(jì)上合理和施工維修方便。供熱管道的布置力求短直，主干線(xiàn)應(yīng)通過(guò)熱用戶(hù)密集區(qū)，并靠近熱負(fù)荷大的用戶(hù)。管道的走向宜平行于廠區(qū)或建筑區(qū)域的干道或建筑物。

供熱管網(wǎng)通常采用枝狀管網(wǎng)。枝狀管網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，運(yùn)行管理較方便；其缺點(diǎn)是沒(méi)有供熱的后備性能，即當(dāng)管路上某處發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，在損壞地點(diǎn)或檢修地點(diǎn)以后的所有用戶(hù)供熱中斷，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)停止供熱。

供熱管道敷設(shè)形式宜根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的現(xiàn)狀條件靈活選用，主要有架空敷設(shè)、地溝敷設(shè)和直埋敷設(shè)三種形式。工業(yè)園區(qū)常采用架空支架形式，城市中心區(qū)宜采用管溝或直埋的方式。管道布置應(yīng)符合 《城市工程管線(xiàn)綜合規(guī)劃規(guī)范》GB50289-2016的要求。特別強(qiáng)調(diào)的是：管網(wǎng)布置時(shí)應(yīng)預(yù)留遠(yuǎn)期供熱管網(wǎng)的空間位置要求，對(duì)選用高參數(shù)供熱介質(zhì)時(shí)還應(yīng)論證供熱管道對(duì)經(jīng)過(guò)周邊區(qū)域空間影響。供熱管網(wǎng)布置宜依據(jù)城市總體規(guī)劃土地利用圖和工業(yè)園區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃用地圖，新增的供熱管道布置還應(yīng)符合該區(qū)域綜合管廊規(guī)劃要求。

（3）水力計(jì)算

熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃階段應(yīng)對(duì)選定的供熱參數(shù)和供熱管網(wǎng)進(jìn)行水力計(jì)算，水力計(jì)算一般按近期熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，并用遠(yuǎn)期負(fù)荷進(jìn)行復(fù)核。通常根據(jù)各管段的流量和預(yù)設(shè)的蒸汽流速范圍初選供熱蒸汽管道管徑。水力計(jì)算時(shí)應(yīng)計(jì)算每個(gè)管段的蒸汽流量值、壓損、各節(jié)點(diǎn)的壓力和溫度值，確保供熱管網(wǎng)中每個(gè)點(diǎn)供熱參數(shù)均可滿(mǎn)足用戶(hù)用熱需求。

1.5 節(jié)能環(huán)保

（1）節(jié)能

新建和改造熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組均應(yīng)計(jì)算熱電項(xiàng)目的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并進(jìn)行能源利用效率評(píng)價(jià)。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括年供熱總量、年發(fā)電總量、產(chǎn)用電率、供電年均標(biāo)準(zhǔn)煤耗、供熱年均標(biāo)準(zhǔn)煤耗、熱電比、全廠熱效率和節(jié)煤量等。熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目節(jié)煤量應(yīng)按熱電聯(lián)產(chǎn)耗煤量和熱電分產(chǎn)耗煤量的差值進(jìn)行計(jì)算。熱電分產(chǎn)年發(fā)電耗煤量（t/a）應(yīng)按照當(dāng)?shù)赝萘繖C(jī)組發(fā)電年均標(biāo)準(zhǔn)煤耗（g/kWh）×熱電分產(chǎn)年發(fā)電量（kWh/a）/106進(jìn)行計(jì)算,熱電分產(chǎn)年供熱耗煤量（t/a）應(yīng)按集中供熱鍋爐標(biāo)準(zhǔn)煤耗率（kg/GJ）×熱電分產(chǎn)年供熱總量（GJ/a）/103進(jìn)行計(jì)算。

（2）環(huán)保

根據(jù) 《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》（發(fā)改委[2014]2093 號(hào)）和《關(guān)于印發(fā)< 熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法> 的通知》（發(fā)改能源[2016]617 號(hào)）要求：新建和改造熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的污染物濃度均應(yīng)實(shí)現(xiàn)超低排放。《江西省打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》計(jì)劃提出，在確保全省電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌推進(jìn)全省現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放改造。爐后煙氣應(yīng)設(shè)置脫硫、脫硝和除塵設(shè)施。2018年，全部啟動(dòng)全省所有熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、 循環(huán)流化床機(jī)組以及工業(yè)企業(yè)自備燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放改造。主要污染物煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放濃度應(yīng)分別低于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3。

垃圾焚燒發(fā)電廠供熱的主要污染物為二噁英，具有強(qiáng)致癌性。其防治措施通常為控制垃圾焚燒爐爐內(nèi)溫度；采用石灰石脫硫，同時(shí)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫氯；尾部煙氣采用活性炭吸附、催化分解、紫外光分解、 微生物降解和綜合靜電煙氣凈化等方法進(jìn)行處理。

2 結(jié)論

熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等社會(huì)綜合效益，是城市治理大氣污染和提高能源綜合利用率的重要手段之一，是提高人民生活質(zhì)量的公益性基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃編制過(guò)程中需注意以下幾點(diǎn)。

1）應(yīng)嚴(yán)格核實(shí)現(xiàn)狀熱負(fù)荷調(diào)查，科學(xué)合理預(yù)測(cè)近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃熱負(fù)荷?，F(xiàn)狀熱負(fù)荷應(yīng)為熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃編制年的上一年的熱負(fù)荷。

2）供熱熱源應(yīng)優(yōu)先選用對(duì)城市工業(yè)園區(qū)周邊具備改造條件的在役純凝發(fā)電機(jī)組實(shí)施供熱改造，新建熱電機(jī)組應(yīng)按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施、以熱定電和適度規(guī)?！钡脑瓌t進(jìn)行，以供熱為主要任務(wù)，并符合改善環(huán)境、節(jié)約能源和提高供熱質(zhì)量的要求。

3）新建熱源廠熱源選擇時(shí)應(yīng)因地制宜。鼓勵(lì)利用余熱、余壓、生物質(zhì)能、燃?xì)?、生活垃圾等多種形式的清潔能源和可再生能源供熱。

4）供熱管道建設(shè)應(yīng)與道路建設(shè)同步進(jìn)行，按近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃，有組織、有計(jì)劃、有重點(diǎn)、分期分批實(shí)施。