對中國水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的思考與認識

　　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(diào)整成績斐然，截止2010年底，全國應有1236條左右新型干法水泥生產(chǎn)線在運行；今年又是"十二五"的開局之年，能源對經(jīng)濟發(fā)展的約束作用及重要性不會改變，科學發(fā)展、技術創(chuàng)新、節(jié)能減排、低碳清潔生產(chǎn)依然是水泥工業(yè)全行業(yè)的發(fā)展主旋律，水泥純低溫余熱發(fā)電在"十二五"期間，必定實現(xiàn)再一次跨越式發(fā)展，截止2010年應有688條左右新型干法熟料生產(chǎn)線配套裝有余熱利用發(fā)電系統(tǒng)，裝機總?cè)萘繎^4785MW。余熱利用發(fā)電系統(tǒng)絕大多數(shù)采取了所謂的"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的并網(wǎng)運行方式，本著實事求是的態(tài)度，筆者針對水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難的客觀現(xiàn)狀，客觀分析了其產(chǎn)生的原因，并就"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的并網(wǎng)運行方式從技術層面上科學分析其特點，提出新的建議與對策，不僅具有理論價值，而且更具有現(xiàn)實意義。

　　1  水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難的客觀現(xiàn)狀與原因分析

　　1.1水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難客觀現(xiàn)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(jīng)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(wǎng)仍是老大難問題，水泥行業(yè)往往受到當?shù)仉娏π袠I(yè)的嚴重不公平待遇和刁難，甚至"敲詐"，實事求是講和一些企業(yè)的自備電廠的待遇差不多，只要并網(wǎng)，有許多地區(qū)的電力行業(yè)（電網(wǎng)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(wǎng)費、并網(wǎng)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(wǎng)企業(yè)電力系統(tǒng)調(diào)度部門的嚴格控制，絕大多數(shù)水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)接入方案均是由當?shù)仉娏Σ块T的設計院進行設計的（設計費高企現(xiàn)象也是有目共睹的），個別省市的水泥廠余熱發(fā)電并網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)問題反映到所在省的省長那里，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(wǎng)（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(jù)有關人士調(diào)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(wǎng)發(fā)電的水泥企業(yè)不在少數(shù)，由此帶來的經(jīng)濟損失及不公平現(xiàn)狀應引起人們更大關注。

　　1.2水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難深層次原因分析

　　水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難的原因表面上是因涉及水泥和電力兩個行業(yè)的利益之爭，但筆者認為深層次原因更需要認真剖析與澄清：

　　1.2.1 國家政策法律不全不細，條文籠統(tǒng)，含混不清，操作性差，是造成并網(wǎng)難或并網(wǎng)不公平的主要原因

　　在我國，有關涉及水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的法律并不多，筆者認為有點靠譜的是《中華人民共和國節(jié)約能源法》和《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》、主要相關法律條文引述如下：

　　a．《中華人民共和國節(jié)約能源法》（2007年10月28日修訂通過，自2008年4月1日起施行）："第三十一條　國家鼓勵工業(yè)企業(yè)采用高效、節(jié)能的電動機、鍋爐、窯爐、風機、泵類等設備，采用熱電聯(lián)產(chǎn)、余熱余壓利用、潔凈煤以及先進的用能監(jiān)測和控制等技術。

　　第三十二條　電網(wǎng)企業(yè)應當按照國務院有關部門制定的節(jié)能發(fā)電調(diào)度管理的規(guī)定，安排清潔、高效和符合規(guī)定的熱電聯(lián)產(chǎn)、利用余熱余壓發(fā)電的機組以及其他符合資源綜合利用規(guī)定的發(fā)電機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行，上網(wǎng)電價執(zhí)行國家有關規(guī)定。

　　第七十八條　電網(wǎng)企業(yè)未按照本法規(guī)定安排符合規(guī)定的熱電聯(lián)產(chǎn)和利用余熱余壓發(fā)電的機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行，或者未執(zhí)行國家有關上網(wǎng)電價規(guī)定的，由國家電力監(jiān)管機構責令改正；造成發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟損失的，依法承擔賠償責任。"

　　b《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法》（2008年8月29日第十一屆全國人民代表大會常務委員會第四次會議通過，自2009年1月1日起施行）："  第三十條 企業(yè)應當按照國家規(guī)定，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉煤灰、煤矸石、尾礦、廢石、廢料、廢氣等工業(yè)廢物進行綜合利用。

　　第三十二條 企業(yè)應當采用先進或者適用的回收技術、工藝和設備，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱、余壓等進行綜合利用。

　　建設利用余熱、余壓、煤層氣以及煤矸石、煤泥、垃圾等低熱值燃料的并網(wǎng)發(fā)電項目，應當依照法律和國務院的規(guī)定取得行政許可或者報送備案。電網(wǎng)企業(yè)應當按照國家規(guī)定，與綜合利用資源發(fā)電的企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，提供上網(wǎng)服務，并全額收購并網(wǎng)發(fā)電項目的上網(wǎng)電量。"

　　大家看上述法律條文中，都有"并網(wǎng)"和"上網(wǎng)"字眼，現(xiàn)在水泥行業(yè)余熱發(fā)電領域又流行一個詞語"并網(wǎng)不上網(wǎng)"，不知道大家是如何理解這些詞語的，是不是有含混不行的感覺？還是有專業(yè)性、技術性太強的感覺？下面我再引用我們相關部門的一個真實文件或稱得上一個笑話，希望大家進一步深思：

　　關于沂水山水水泥有限公司余熱發(fā)電機組上網(wǎng)電價的批復

　　魯價格發(fā)〔2009〕212號

　　臨沂市物價局：

　　你局《關于沂水山水水泥有限公司9MW純低溫余熱發(fā)電機組上網(wǎng)電價的請示》（臨價格字[2009]132號）收悉。經(jīng)研究，現(xiàn)批復如下：

　　根據(jù)《關于提高我省火力發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電價的通知》（魯價格發(fā)[2008]143號）規(guī)定，沂水山水水泥有限公司0.9萬千瓦純低溫余熱發(fā)電機組上網(wǎng)電價核定為每千瓦時0.4105元，自進入商業(yè)運營之日起執(zhí)行。

　　此復。

　　二〇〇九年十一月十三日

　　1.2.2高素質(zhì)人才缺乏、是造成水泥工業(yè)余熱發(fā)電并網(wǎng)難或并網(wǎng)不公平的重要原因

　　這幾年我國水泥工業(yè)余熱發(fā)電發(fā)展十分迅速，如火如荼，但專業(yè)人才尤其是高素質(zhì)復合型人才還十分缺乏，人才培養(yǎng)存在脫節(jié)，水泥企業(yè)對人才的培養(yǎng)還不十分重視，就是重視也一般停留在口頭上的多，只顧眼前，缺乏長效機制，與電力行業(yè)相比，人才短板較多，再加上中國特有的文化背景，兩大行業(yè)不能平等公正相處、水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行難或受到不公平待遇也就不足為怪了！

　　2.水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)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(chǎn)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(chǎn)生過熱蒸汽推動汽輪機實現(xiàn)熱能向機械能的轉(zhuǎn)換，從而帶動發(fā)電機進行發(fā)電。在水泥熟料生產(chǎn)過程中，水泥窯的窯頭和窯尾產(chǎn)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(nèi)，廢氣與水進行熱交換，使水產(chǎn)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(nèi)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(jù)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(jù)熱平衡計算、生產(chǎn)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(wǎng)絕大多數(shù)采取"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的并網(wǎng)運行方式，一般意義上的所謂并網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)過變壓器連接、經(jīng)過逆變器連接等方式．在我國，目前并網(wǎng)運行按照電能功率交換方式可分為普通并網(wǎng)和并網(wǎng)不上網(wǎng)2種．前者發(fā)電機組可以向外部電網(wǎng)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(wǎng)流向電力用戶 ，而水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的"并網(wǎng)不上網(wǎng)" 實質(zhì)上是一種"內(nèi)部并網(wǎng)"，純粹技術上的并網(wǎng)連接點（PCC）也都在水泥企業(yè)的內(nèi)部供配電網(wǎng)線路上通過電纜直接連接，與外部電網(wǎng)（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(wǎng)"實際上就是水泥企業(yè)的內(nèi)部常規(guī)供配電網(wǎng)，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?shù)诫娏Σ块T管理的外部電網(wǎng)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(nèi)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(nèi)部并網(wǎng)對外部電網(wǎng)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(wǎng)"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。"上網(wǎng)"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。

　　3.水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行沒有必要再與電力部門簽訂并網(wǎng)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(wǎng)純粹技術上的并網(wǎng)連接點（PCC）都在水泥企業(yè)的內(nèi)部供配電網(wǎng)線路上，并網(wǎng)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(wǎng)，而是水泥企業(yè)的內(nèi)部供配電網(wǎng)，與外部電力部門也沒有上網(wǎng)返售電能的交易，因此筆者大膽建議并提出下列對策：

　　3.1  水泥余熱利用發(fā)電系統(tǒng)如果要以"并網(wǎng)不上網(wǎng)"的方式進行"內(nèi)部并網(wǎng)"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"，從電力部門電網(wǎng)電力負荷來看，余熱發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電只是相當于一臺較大功率電動機停機了，即水泥企業(yè)在線用電負荷減少，余熱發(fā)電機組不發(fā)電或解列，只是相當于一臺較大功率電動機開機了，即水泥企業(yè)在線用電負荷增加，并且現(xiàn)在都采用了技術先進、安全可靠、精度高的現(xiàn)代同步指示裝置和自動化并聯(lián)裝置進行并網(wǎng)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(wǎng)影響和普通大功率用電設備的并網(wǎng)通電開停機沒有太大異同，不會給電力部門的外部電網(wǎng)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)在這方面設計得已經(jīng)非常先進可靠、完美了，國內(nèi)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(wǎng)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(nèi)部并網(wǎng)"發(fā)電問題，已經(jīng)沒有必要還需專門獲得沒有一點產(chǎn)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(jīng)營理念，加強服務意識，水泥企業(yè)與電力行業(yè)簽訂根據(jù)余熱發(fā)電系統(tǒng)裝機容量或?qū)嶋H發(fā)電量的多少交納極不合理的"上網(wǎng)費、并網(wǎng)費或管理費"或"系統(tǒng)備用費"等不公平內(nèi)容并網(wǎng)協(xié)議已經(jīng)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(nèi)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(wǎng)保駕護航。

　　3.2  積極學習與借鑒國外先進的經(jīng)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(wǎng)有著一套比較完善與開放的先進管理理念與方法，并網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)，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(wǎng)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(wǎng)難的問題。

　　4.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(wǎng)運行只是針對水泥企業(yè)內(nèi)部的常規(guī)配電網(wǎng)，"并內(nèi)網(wǎng)不上外網(wǎng)"，其機組并網(wǎng)在技術上是完全可行的，與外部電力部門也沒有上網(wǎng)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(wǎng)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(nèi)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(wǎng)運行中存在的不合理現(xiàn)象，合理平衡水泥行業(yè)與電力電網(wǎng)行業(yè)之間的利益關系，促進中國水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統(tǒng)的良性科學和諧發(fā)展。

　　作者簡介：張金營，男，1969年出生,山東魚臺人,1991年畢業(yè)于華東交通大學電氣工程系電氣技術專業(yè),中國新型干法水泥生產(chǎn)技術培訓中心特聘專家，全國水泥科技情報信息網(wǎng)理事，高級工程師，研究方向為水泥行業(yè)發(fā)展前景與規(guī)劃、企業(yè)戰(zhàn)略、企業(yè)節(jié)能管理及工業(yè)電氣自動化與電機技術，熱衷水泥領域深度觀察，擅長項目咨詢、企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，愛好技術創(chuàng)新，已在國家級學術期刊公開發(fā)表技術論文30余篇。