對中國水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)并網問題的新認識

　　引言

　　改革開放三十年來，我國水泥工業(yè)取得了舉世矚目的成績。新型干法水泥技術裝備進入世界先進行列；水泥結構調整成績斐然，截止2009年底，全國已有1113條新型干法水泥生產線在運行；與此同時，“十一五”是我國全面加速現代化建設的關鍵時期,今年又是“十一五”的最后一年，能源對經濟發(fā)展的約束越來越明顯和重要，科學發(fā)展、技術創(chuàng)新、節(jié)能減排成為水泥工業(yè)全行業(yè)的實際行動，在這期間水泥純低溫余熱發(fā)電，亦實現了跨越式發(fā)展，截止2009年已有498條新型干法熟料生產線配套裝有余熱利用發(fā)電系統(tǒng)，裝機總容量超過3316MW。余熱利用發(fā)電系統(tǒng)絕大多數采取了所謂的“并網不上網”的并網運行方式，本著實事求是的態(tài)度，筆者針對該并網運行方式從技術層面上科學分析其特點，不僅具有理論價值，而且更具有現實意義。

　　水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網運行難的客觀現狀

　　雖然被列為中國十大節(jié)能工程之一，利用水泥窯原本排放到大氣中的余熱來發(fā)電的項目非常符合世界“低碳經濟”潮流與節(jié)能減排的要求，但由于涉及水泥和電力兩個行業(yè)的利益之爭，水泥余熱發(fā)電項目并網仍是老大難問題，水泥行業(yè)往往受到當地電力行業(yè)的嚴重不公平待遇和刁難，甚至“敲詐”，只要并網，有許多地區(qū)的電力行業(yè)（電網企業(yè)）還要按余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的多少收取極不合理的“上網費、并網費或管理費”“系統(tǒng)備用費”等，余熱發(fā)電機組機組的啟、停機還要受到電網企業(yè)電力系統(tǒng)調度部門的嚴格控制，絕大多數水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網接入方案均是由當地電力部門的設計院進行設計的，個別省市的水泥廠余熱發(fā)電并網仍然是老大難問題，余熱發(fā)電系統(tǒng)具備發(fā)電條件后往往確因并網問題得不到合理解決而遲遲不能正常發(fā)電運行，有的能拖半年之久，有的水泥企業(yè)甚至將并網問題反映到省長那里，依然得不到合理公平解決，也有的企業(yè)被逼無奈只好偷偷私自并網（在目前的情況下雖然感覺有點不合法但也合情合理）。該問題基本上可以定性為中國普遍存在的問題，大大侵蝕了中國水泥企業(yè)的利潤空間，一定程度上也影響了新上水泥余熱發(fā)電項目的積極性，阻礙了國家節(jié)能減排計劃的有效實施，據《每日經濟新聞》調查了解，在遼寧、山東等地，類似余熱發(fā)電項目建成后卻無法及時公平并網發(fā)電的水泥企業(yè)不在少數，由此帶來的經濟損失應引起人們更大關注。

　　水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網運行的技術含義

　　余熱發(fā)電系統(tǒng)的基本原理是將工業(yè)生產中排出的大量廢氣通過余熱回收裝置——余熱鍋爐將廢熱進行熱交換回收，產生過熱蒸汽推動汽輪機實現熱能向機械能的轉換，從而帶動發(fā)電機進行發(fā)電。在水泥熟料生產過程中，水泥窯的窯頭和窯尾產生大量廢氣(廢熱)，在廢氣排出的地方安裝余熱鍋爐，分別稱為AQC鍋爐(窯頭爐)和SP鍋爐(窯尾爐)。在余熱鍋爐內，廢氣與水進行熱交換，使水產生一定溫度和壓力的過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。主要設備有凝汽式汽輪機、發(fā)電機、SP余熱鍋爐和AQC余熱鍋爐，目前，我國水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電技術的核心內容是熱力循環(huán)系統(tǒng)，熱力循環(huán)方式主要有單壓系統(tǒng)、閃蒸系統(tǒng)、雙壓系統(tǒng)三種基本模式，以及由此衍生的復合系統(tǒng)構成。理論和實踐表明，以上三種熱力系統(tǒng)的選擇，應依據企業(yè)的具體情況來選擇合適的系統(tǒng)，采用哪種熱力循環(huán)方式最合理，應依據熱平衡計算、生產線規(guī)模、企業(yè)管理水平、投資高低等實際情況，進行綜合比較分析論證。而且無論何種模式的余熱利用發(fā)電系統(tǒng)相對于外部常規(guī)供配電網絕大多數采取“并網不上網”的并網運行方式，一般意義上的所謂并網運行是指發(fā)電機組在正常運行狀態(tài)下，與外部常規(guī)配電網在主回路上存在電氣連接，連接點一般稱為“公共連接點”(簡稱PCC)．電氣連接包括電纜直接連接、經過變壓器連接、經過逆變器連接等方式．在我國，目前并網運行按照電能功率交換方式可分為普通并網和并網不上網2種．前者發(fā)電機組可以向外部電網輸送多余電能功率，而后者則嚴格禁止發(fā)電機組的電能功率外送，即PCC處功率流向只能是從外部電網流向電力用戶 ，而水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的“并網不上網” 實質上是一種“內部并網”，純粹技術上的并網連接點（PCC）也都在水泥企業(yè)的內部供配電網線路上通過電纜直接連接，與外部電網（電力部門的）都有空間上的一定距離,技術上的“外部常規(guī)供配電網”實際上就是水泥企業(yè)的內部常規(guī)供配電網，其所發(fā)電量由水泥工廠全部自用，即所發(fā)電能并不傳輸到電力部門管理的外部電網使用，并且水泥行業(yè)一般地處城市偏遠地區(qū)，其配套余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機組均是布置在水泥工廠內部，發(fā)電機組容量占水泥工廠全廠總變壓器容量的比例一般不超過25%，說明其內部并網對外部電網的影響是很小的，理論上和實踐上也都充分證明了這一點。通俗一點講，“并網”也可理解為技術方面，一般指的是“設備”，是發(fā)電機及發(fā)電設備與電力系統(tǒng)間存在物理連接?！吧暇W”則是市場交易方面，一般指的是“電”，是電能，電量要通過電力系統(tǒng)向用戶傳送及銷售。

　　水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網運行沒有必要再與電力部門簽訂并網協(xié)議的建議與探討

　　既然水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的并網純粹技術上的并網連接點（PCC）都在水泥企業(yè)的內部供配電網線路上，并網對象并不是真正意義上的電力部門管理的外部常規(guī)供配電網，而是水泥企業(yè)的內部供配電網，與外部電力部門也沒有上網返售電能的交易，因此筆者大膽建議并提出下列對策：

　　水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)如果要以“并網不上網”的方式進行“內部并網”發(fā)電，從技術角度講，水泥余熱利用發(fā)電機組完全可以被看做一臺功率較大的“特殊用電設備”，現在都采用了技術先進、安全可靠、精度高的現代同步指示裝置和自動化并聯(lián)裝置進行并網操作，再加上各種保護技術和保護設備的進步，從安全及技術角度講對電力部門管轄的外部電網影響和普通大功率用電設備的并網通電開停機沒有太大異同，不會給電力部門的外部電網的正常運行帶來新的威脅，可以說水泥工業(yè)配套余熱發(fā)電系統(tǒng)在這方面設計的已經非常先進可靠與完美了，國內還從未見到因水泥企業(yè)的余熱發(fā)電系統(tǒng)的故障影響到電力行業(yè)的外部電網安全的報道。因此本著“公平公正”及“實事求是”的原則，水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的“內部并網”發(fā)電問題，已經沒有必要還需專門獲得沒有一點產權聯(lián)系的電力部門同意，電力部門要樹立水泥企業(yè)是其用電客戶的市場經營理念，加強服務意識，水泥企業(yè)與電力行業(yè)簽訂根據余熱發(fā)電系統(tǒng)裝機容量或實際發(fā)電量的多少交納極不合理的“上網費、并網費或管理費”或“系統(tǒng)備用費”等不公平內容并網協(xié)議已經是屬于不合時宜的行為，也不符合國家科學發(fā)展觀的構想！與時俱進，開拓創(chuàng)新，國家相關部門應該盡快組織業(yè)內專家對此進行專題研究與探討，加速公平立法，為利國利民的水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網保駕護航。

　　積極學習與借鑒國外先進的經驗與理念，促進余熱利用發(fā)電系統(tǒng)快速和諧科學發(fā)展。一些發(fā)達國家對于電力網有者一套比較完善與開放的先進管理理念與方法，并網的各種類型電源類型較多，分布式電源發(fā)展迅速，我國的水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)也是學習日本等國家的技術一步步發(fā)展起來的，日本的經驗是分布能源系統(tǒng)發(fā)達，具有雙向運行靈活機動的電力網，其分布能源系統(tǒng)發(fā)電容量一般在25-35%之間，不足部分由電網補充，友好供電，相互依存，水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)也根本不存在并網難的問題。

　　結束語

　　水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)是我國節(jié)能減排工作中的重要技術之一，并網運行只是針對水泥企業(yè)內部的常規(guī)配電網，“并內網不上外網”，其機組并網在技術上是完全可行的，與外部電力部門也沒有上網返售電能的交易，站在科學發(fā)展觀及公平公正的立場，水泥企業(yè)完全可以不與電力部門簽訂專門的并網協(xié)議，只在供用電協(xié)議（合同）中，細化各方責任就可以了，當然，這需要廣大業(yè)內人士尤其是水泥界的有志之士積極努力爭取及國家進行立法明確，盡快消除目前在水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網運行中存在的不合理現象，合理平衡水泥行業(yè)與電力電網行業(yè)之間的關系，促進水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的良性科學和諧發(fā)展。