摘要：杭州蕭山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)熱電有限公司位于通惠路東北塘河以南地段，現(xiàn)有3萬容量的燃煤熱電機組，為開發(fā)區(qū)、城市新區(qū)及周邊地區(qū)集中供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)熱源。根據(jù)開發(fā)區(qū)計劃，該熱電計劃在2022年3月份之前進行關(guān)停淘汰，屆時萬向一二三公司的用汽將轉(zhuǎn)向天然氣鍋爐房或天然氣分布式能源站等清潔能源供應(yīng)方式。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)熱源;天然氣分布式能源;清潔能源供應(yīng)方式

1.項目背景

杭州蕭山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)位于浙江省杭州市蕭山區(qū)，創(chuàng)建于1990年5月，并于1993年5月經(jīng)國務(wù)院批準為國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，是全國首批國家級開發(fā)區(qū)之一，是浙江省大灣區(qū)建設(shè)的主戰(zhàn)場、杭州市擁江發(fā)展的主陣地。下轄市北、橋南、科技城、益農(nóng)拓展區(qū)、寧圍（除錢江世紀城區(qū)域）和新街六大區(qū)塊，總面積近180平方公里。

杭州蕭山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)熱電有限公司現(xiàn)有3萬容量的燃煤熱電機組已不符合開發(fā)區(qū)關(guān)于清潔燃料的要求，熱電項目已確認在2022年3月份之前要進行關(guān)停淘汰。為此，屆時要滿足萬向一二三用汽連續(xù)，保障小時用汽量達到45噸/小時的穩(wěn)定供應(yīng)能力，必須尋求清潔可靠的熱源供應(yīng)方案。基于廠區(qū)條件，及周邊燃氣接入情況，初步可考慮選用天然氣為燃料的能源供應(yīng)方案。

2. 項目建設(shè)規(guī)模

2.1萬向一二三負荷需求

萬向一二三現(xiàn)狀熱負荷調(diào)研情況為月統(tǒng)計供熱量2.3～2.5萬噸/月，折算小時平均用汽量為：32～35噸/小時的蒸汽用量。

考慮到2022年3月份，產(chǎn)能增加，用汽負荷還將進一步增長至45噸/小時。

根據(jù)調(diào)查，工藝用汽參數(shù)為0.6兆帕級飽和蒸汽即可滿足要求。

為此，本項目一階段的設(shè)計負荷暫時按45噸/小時考慮;后續(xù)根據(jù)項目選址情況，結(jié)合周邊公建設(shè)施及其他生產(chǎn)負荷，進一步考慮能源站擴建方案。

2.2能源站方案設(shè)想

2.2.1在萬向一二三現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)僅建設(shè)燃氣蒸汽鍋爐及配套設(shè)施，不考慮征地（利用現(xiàn)有廠區(qū)邊角地）：（1）2臺45噸/小時燃氣鍋爐及配套設(shè)施（1用1備）;

型式：臥式、單壓、帶整體式除氧器

數(shù)量：2臺

余熱鍋爐額定負荷：～45噸/小時

主蒸汽壓力：1.0兆帕

主蒸汽溫度：≈200攝氏度

排煙溫度：<80攝氏度

（2）3臺25噸/小時燃氣鍋爐及配套設(shè)施（2用1備）。

型式：臥式、單壓、帶整體式除氧器

數(shù)量：3臺

余熱鍋爐額定負荷：～25噸/小時

主蒸汽壓力：1.0兆帕

主蒸汽溫度：≈200攝氏度排煙溫度：<80攝氏度

僅燃氣蒸汽鍋爐方案選址位置考慮位于萬向一二三廠區(qū)內(nèi)，暫定位置為35千伏變電站東側(cè)空地，從當前周邊條件看可布置1臺45噸/小時的燃氣鍋爐或2臺25噸/小時的燃氣鍋爐，且鍋爐需進行特殊設(shè)計，項目消防、安全等還需要進一步核實。

配套建設(shè)燃氣調(diào)壓站及配套管路系統(tǒng)、廠區(qū)蒸汽管道，及配套給水排水設(shè)施。

年利用小時按8000計（330天運行），平均負荷45噸/小時，則年供熱量為36萬噸蒸汽/年?？紤]凝結(jié)水回收（回收比例暫按70%計，回水溫度按90攝氏度考慮）。天然氣年低位熱值按34.28兆焦/標立方，則每噸蒸汽的天然氣計算耗量約75.5標立方/蒸噸（考慮設(shè)備及管路系統(tǒng)2%損耗），則年天然氣消耗量為：2718萬標立方。

根據(jù)省發(fā)展改革委等6部門關(guān)于印發(fā)《浙江省工業(yè)企業(yè)自建燃氣設(shè)施排查整治工作方案》（浙發(fā)改能源[2020]377號）要求，新建燃氣蒸汽鍋爐需要做到發(fā)改備案核準;應(yīng)急管理部安全設(shè)計審查;建筑部門消防設(shè)計審查;市場監(jiān)管部門的壓力容器和管道報備及其他有關(guān)合法合規(guī)工作。本方案下選址廠內(nèi)現(xiàn)有的空地，條件局促，與廠區(qū)圍墻及廠區(qū)內(nèi)35千伏變電站、生產(chǎn)廠房等緊鄰，存在審批評估等工作風險，通過的可能性較低。

2.2.2在萬向一二三廠區(qū)附近，就近選址建設(shè)天然氣分布式能源站，首期考慮建設(shè)燃氣蒸汽鍋爐，預(yù)留建設(shè)燃氣分布式機組的場地條件并可兼顧周邊公建設(shè)施的集中供冷供熱需求，且能為萬向一二三實現(xiàn)電力就近供應(yīng)。項目按獨立站房規(guī)劃，預(yù)計新征用地近20畝。

（1）2臺45噸/小時燃氣鍋爐及配套設(shè)施，及1套30兆瓦級燃氣分布式機組及配套1臺50噸/小時余熱鍋爐，及其他設(shè)施。分期建設(shè)，先建燃氣鍋爐。

（2）比較：燃氣分布式機組改3套8兆瓦級燃氣機組及3套16.5噸/小時余熱鍋爐，及其他配套設(shè)施。

天然氣分布式能源站采用燃氣輪機利用天然氣生產(chǎn)高品質(zhì)電能后，通過余熱鍋爐利用排煙余熱生產(chǎn)低品質(zhì)蒸汽實現(xiàn)對外供熱，使得能量“溫度對口，梯級利用”，提高了能源的綜合利用效率，是目前天然氣最為有效的利用手段。

采用天然氣分布式能源站方案，首期仍按鍋爐房方案建設(shè)，預(yù)留建設(shè)燃機的條件，除建設(shè)場地單獨征用之外，運行技術(shù)數(shù)據(jù)與廠內(nèi)布置方案基本相同。

燃氣分布式機組及配套余熱鍋爐的技術(shù)參數(shù)如下，暫按8兆瓦級機組及配套設(shè)施測算。

① 燃氣輪機發(fā)電機組?2臺（預(yù)留再建1臺）

②余熱蒸汽鍋爐

型式：臥式、單壓、帶整體式除氧器

數(shù)量：2臺

余熱鍋爐額定負荷：～17噸/小時

主蒸汽壓力：～1.0兆帕

主蒸汽溫度：≈200攝氏度

排煙溫度：110攝氏度

經(jīng)計算分布式能源站配置情況下的主要技術(shù)經(jīng)濟指標按年利用小時8000計，年供電量約1.4033億度，年供熱量36萬，年耗天然氣約5218.8萬標立方。

以上兩個方案能源站出口參數(shù)均按：1.0兆帕，～200攝氏度（暫定）。

項目燃氣輪機組及余熱鍋爐，以及常開的燃氣鍋爐均按年運行8000小時考慮。

能源站燃機機組供電按并網(wǎng)上網(wǎng)方式運行，上網(wǎng)電價參照《浙江省物價局關(guān)于天然氣分布式機組臨時上網(wǎng)價的通知》（浙價資[2018]154號文），并考慮直供至萬向一二三的可行性，適當下浮至0.63元/千瓦時考慮。

3. 項目建設(shè)條件

3.1規(guī)劃及政策符合性分析

杭州蕭山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)熱電有限公司為開發(fā)區(qū)、城市新區(qū)及周邊地區(qū)集中供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)熱源。本項目為其于2022年3月份關(guān)停之后的清潔能源供熱替代方案。符合區(qū)域集中供熱規(guī)劃、《杭州市打贏“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”暨大氣污染防治2020年實施計劃》以及“十四五”能源有關(guān)政策要求。

3.2熱力市場分析

現(xiàn)狀萬向一二三蒸汽用量平均為32～35噸/小時，預(yù)計到2022年3月份達到45噸/小時，負荷波動極小，全年330天以上運行，基本穩(wěn)定。

除此之外，若采用獨立選址的能源站方案，還可兼顧周邊其他公建設(shè)施的冷、熱、電負荷需求。

因此，本項目一期工程負荷落實;二期可結(jié)合周邊用戶適當拓展，熱力市場具備一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.3燃氣資源及輸送方式

本項目選用管輸天然氣作為燃料。

距離萬向一二三廠區(qū)有新奧公司建設(shè)的燃氣管網(wǎng)（距離約8公里）和中燃公司建設(shè)的燃氣管網(wǎng)（距離約3公里）均可供接入。

本項目的燃氣來源考慮如下幾種方案：

①由中燃或新奧公司送氣并保證氣源供應(yīng)穩(wěn)定，選擇具備相對優(yōu)勢條件的一家。

②城市燃氣公司管網(wǎng)代輸（燃氣分布式能源站方案更具備爭取代輸條件，同類型案例禹越分布式能源站：省網(wǎng)0.2元/標立方、嘉燃管網(wǎng)0.13元/標立方、德清濱海燃氣0.13元/標立方，到站的燃氣價格在2.75元/標立方，相比當前工業(yè)企業(yè)到廠價3.10元/標立方），并與上游中石油等燃氣氣源簽訂供應(yīng)協(xié)議。

4.站址選擇及管網(wǎng)路由方案

4.1在萬向一二三廠內(nèi)選擇邊角地建設(shè)

可供選擇的主要位于廠區(qū)東側(cè)圍墻內(nèi)用地，緊鄰35千伏變電站地塊，目前看僅能布置下1臺45噸/小時燃氣鍋爐或2臺25噸/小時的燃氣鍋爐，場地比較緊張，存在審批不通過的風險。

可考慮做臨時性燃氣設(shè)施建設(shè)，簡化申報手續(xù)。

4.2在萬向一二三廠區(qū)周邊就近選址建設(shè)

預(yù)計本項目用地約20畝，初步可考慮位于萬向一二三廠區(qū)北側(cè)道路以北的地塊（具體待定），或其他有利于燃氣管道接入，且就近有蒸汽管道方便送汽的地塊。

原則上本項目方案階段推薦廠區(qū)外單獨選址建設(shè)。

5.水源情況

能源站用水可接開發(fā)區(qū)自來水管網(wǎng)，并對萬向一二三工藝加熱凝結(jié)水（間接換熱的）進行回收綜合利用，提高系統(tǒng)效率和節(jié)約水資源。

6.電力并網(wǎng)條件

在萬向一二三廠區(qū)內(nèi)時，可就近依托現(xiàn)有的35千伏變電站送入條件。

在外部選擇建設(shè)時，可根據(jù)場地情況，結(jié)合萬向一二三用電接入條件考慮相應(yīng)方案。

本項目燃氣輪機出線可按10千伏電壓等級并網(wǎng)或待政策允許之后直供萬向一二三廠用電。

7.投資及經(jīng)濟效益分析

7.1在萬向一二三現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)僅建設(shè)燃氣蒸汽鍋爐及配套設(shè)施，不考慮征地（利用現(xiàn)有廠區(qū)邊角地）。該方案下按2臺45噸/小時燃氣蒸汽鍋爐及配套設(shè)施進行分析。

項目總投資約為2985萬元，其中資本金占總投資的30%，其余為銀行長期借款，借款利率按目前五年期以上借款利率4.9%計取?？偼顿Y情況（不包括廠外天然氣管道投資）。

本項目總投資2985萬元，基于當前天然氣價格3.1元/標立方時，天然氣則售汽價格要達到265元/蒸噸以上（滿足基準收益率8%的水平），此時年耗天然氣2718萬標方，外購電量356萬度，年供熱負荷為36萬噸（年利用小時8000計）。主要財務(wù)分析數(shù)據(jù)如下表4-1。

7.2在萬向一二三廠區(qū)附近，就近選址建設(shè)天然氣分布式能源站，首期考慮建設(shè)燃氣蒸汽鍋爐及配套設(shè)施。項目按獨立站房規(guī)劃，預(yù)計新征用地近20畝（考慮地塊的特殊性，土地的費用暫不計列入項目總投資內(nèi)）。按2臺45噸/小時燃氣鍋爐及3套8兆瓦級燃氣機組及配套3臺17噸/小時余熱蒸汽鍋爐及配套設(shè)施進行測算。

本方案總投資為29986萬元（不含土地款），其中資本金占總投資的30%，其余為銀行長期借款，借款利率按目前五年期以上借款利率4.9%計取。總投資情況（略）。

本項目投資規(guī)模下，基于分布式能源可能拿到的天然氣價格優(yōu)惠（參考禹越管輸方式）為2.4元/標立方時，要使得項目投資自有資本金在30%，按銀行基準貸款利率4.9%考慮時，投資收益率達到8%，且供電價格按630元/兆瓦時，則售汽價格要達到255元/蒸噸以上，此時年耗天然氣5218.8萬標方，外供電量約1.4033億度，年供熱負荷為36萬噸（年利用小時8000計）。

8.結(jié)論和建議

鑒于本項目的客觀負荷需求，且時間已經(jīng)較為緊迫，建議取得地方政府支持，盡快落實選址方案，就近在萬向一二三廠外單獨選址約20畝用地，以便選擇最佳的供汽技術(shù)路徑，確保萬向一二三用汽連續(xù)穩(wěn)定，并有條件延伸周邊綜合供能服務(wù)，且項目的建設(shè)可做到按國家和浙江省有關(guān)規(guī)定，合法合規(guī)申報并執(zhí)行相關(guān)建設(shè)程序。

同時，建議本項目開展多方面合作模式，比如與中石油等氣源供應(yīng)單位開展天然氣供用氣的直接交易;與管網(wǎng)公司（省網(wǎng)、杭燃、地方城燃等）進行管輸模式合作;與電網(wǎng)公司進行就地天然氣分布式供電合作;與地方城投等單位進行區(qū)域集中供能（冷、熱、電）合作;取得地方政府關(guān)于用地、用水、電力接入、燃氣接入等方面的支持;爭取本項目列入省市分布式能源示范，爭取更多的優(yōu)惠政策。

參考文獻：

[1]桑愛春.天然氣分布式能源站綜合價值的研究[J]，低碳世界，2018年01期

[2]劉月勤.樓宇型天然氣分布式能源站方案設(shè)計[J]，節(jié)能，2020年04期

作者簡介：潘國仁，1969年11月出生，男，籍貫：浙江紹興，現(xiàn)任浙江城建煤氣熱電設(shè)計院有限公司高級工程師及副院長職務(wù)，學(xué)士學(xué)位，高級工程師職稱，研究方向：供熱管網(wǎng)工程技術(shù)。