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现代煤化工动力岛需科学配置

发布者:公司企划部  发布时间:2013-12-07  浏览次数:

 

编者按:
“刻舟求剑”的故事告诉我们一个道理,世界上的事物,总是在不断地发展变化。化工企业建设动力岛也是这样,随着时代的发展,技术的进步,特别是煤化工项目与传统化工项目的差异,再用“以汽定电”的思路来建设煤化工项目的动力岛,显然是“小马拉大车”,无论从动力配置、能源效率还是经济效益,都无法满足煤化工项目建设的需要。
 
“十一五”以前,我国建设的煤化工项目热电方案是按照传统的化工行业的配套热电方案建设的,即按照“以汽定电”的原则配置煤化工动力站方案,以保证化工装置运行的可靠性为前提,配套中小型锅炉和抽凝式发电机组。这样虽然灵活性较好,但热电方案等级较低,影响了装置总体能源转化效率的提高。
据了解,我国一些煤化工示范企业在开展煤制天然气、煤制烯烃等新型煤化工项目的示范过程中,遇到的一个突出问题,就是公用能源岛的配置问题。由于受观念和政策的限制,这些项目配置的能源岛说小不小、说大不大,能源转化率不高、经济性也不好。
以大唐克旗40亿立方米/年煤制天然气项目为例。全厂加热蒸汽负荷为3694吨/时,动力蒸汽负荷为855吨/时,全厂用电负荷328.4兆瓦,工艺副产蒸汽2125吨/时,热电车间配套7台470吨/时,9.81兆帕、540度高温高压锅炉+2台100兆瓦抽凝汽轮发电机组+3台3兆瓦抽背式汽轮发电机。由于热电机组按照“以汽定电”原则设计建设,虽然理论上可满足化工项目用电需求,但实际上由于发电效率等问题,热电机组仅能满足项目一、二期工程用电需求。由于采用单机规模小、锅炉数量多、凝汽量大、副产蒸汽利用率低等问题,无法满足该项目三期工程用电需求。
同电不同价也是煤化工企业动力岛遇到的一个突出问题。克旗煤制气项目由于中石油管线未等原因,一期项目建成后一直未能投产,而发电装置又需营运,按照现行政策,自备电厂富余电量上网电价仅为0.25元/度,为发电企业上网电价的50-70%;而如果项目全部投产后,当自备电厂的电量不够需要购电时,其购电价为0.47元/度。这就是说,购电价要高出卖电价的近一倍,如此一来,“不大不小”的动力岛对大型煤化工企业经济效益的影响却很大。大唐克旗煤制天然气项目中期评估结果表明,项目总体能效为53.23%,项目总体效能不高。而如果该项目要上“大二期”,即将40亿立方米/年规模扩至80亿立方米/年规模,则需要低水平重复再建动力岛。
我国“十一五”期间开建的其它几个大型煤化工示范项目,如煤制合成氨、煤制甲醇、煤制乙二醇等项目,目前大多数都是按照传统的中小型锅炉、热电联产的方式建设,从能源转化的效率角度看,配套热电装置未能优化,也影响了项目总体能源效率的提高。
既然传统的“以汽定电”方案导致的热电效率低下,那么从提高能效、降低污染物排放出发,建设大型高效的发电机组是煤炭深加工能源岛的趋势。大型煤化工项目必须打破传统项目对化工和动力的分割,实施能量优化和集成,提高整体能源转化效率。
专家建言,对于煤化工企业,机组建设台数应在2台及以上,电力的供应充分考虑电网的备用能力。用电规模较小的项目宜配套抽凝、抽背机组;150兆瓦及以上宜配套建设E级IGCC联电联产机组;400兆瓦及以上容量的电力需求宜配套建设大型超临界机组热电联产机组;也可建设F级IGCC热电联产机组。
对于单个建设的大型煤化工项目,动力岛宜大不宜小。具体来说,对于80亿方/年的煤制天然气项目,建议配套建设2台350兆瓦的超临界燃煤机组,提供高温高压,中温中压等级的蒸汽,并将化工过程副产的低品位蒸汽用于补充水系统的加热。对于60万吨/年的煤制烯烃项目,建议配套建设2台E级IGCC,装置驱动采用电力和汽动的组合。对于120万吨/年煤制烯烃项目,建议配套建设2台350兆瓦的超临界燃煤机组。
对于大型综合园区项目用电负荷高,作为多个项目的公用能源岛,用户对供电、供汽的可靠性要求更高,建议建设数台350兆瓦超临界机组,对接入和总降统一考虑,蒸汽用户合理布局,统筹供汽、供气、输电。
目前的问题是,大型煤化工项目动力岛建设往往会遭遇审批难。所以,从节能减排、综合利用能源的角度出发,建议国家应将大型煤化工示范项目真正作为一个煤、化、电、热一体化有源转化项目对待,按化工、供热、供电规模化、一体化的方式配置,在将煤转化为能源(化工)产品的同时,也可兼具公共电源点的功能。煤、化、电、热一体化项目的发电机组,既承担了原有煤炭加工企业的自备电站角色,又承担了区域电厂的功能,国家应对此类电厂应给与系统接入的同等待遇,同电同价。并兼顾煤炭加工企业的用汽、用电需求,给予合理调度。
每一个大型煤化工项目都是一项繁杂的系统工程,而动力岛则是其中重要的一环,也是困绕煤化工企业的一个头疼问题。试想,如果 “动力”不足,今后项目的稳定运行将会难以得到保障,如果能源配置不合理,则项目的效能问题难以解决,如果装置落后,则节能减排落不到实处,企业的经济效益无法得到保障。
国家应出台关于煤炭深加工配套公用能源岛申报、审批的管理规定,理顺关系,明确管理程序。建议不论是采用一体化或独立的建设模式,配套热电项目装置最好与化工装置作为一个整体项目上报、审批,以优化整体方案,简化审批手续,减少企业负担。也有利于切实提高煤炭深加工产业的转化效率,达到社会、经济效益整体高效、协调发展的目的。
其实,煤化工项目动力岛建设应适当超前的道理,设计单位明白,企业也不糊涂,以往的问题主要出在相关产业政策的不协调上。因此,要解决煤化工动力岛的科学配置问题,首先需要政府相关部门解放思想,制定政策,需要电网企业给予支持,从鼓励和扶持煤化工产业发展的角度考虑问题,鼓励企业优化能源配置,提高能源转化效能,增强企业的市场竞争能力。
张明 《 中国能源报 》( 2013年12月02日   第 17 版)
  (作者为大唐能源化工有限责任公司总经理兼大唐克旗煤制天然气公司董事长)