对中国水泥工业余热发电系统并网问题的新认识

　　引言

　　改革开放三十年来，我国水泥工业取得了举世瞩目的成绩。新型干法水泥技术装备进入世界先进行列；水泥结构调整成绩斐然，截止2009年底，全国已有1113条新型干法水泥生产线在运行；与此同时，“十一五”是我国全面加速现代化建设的关键时期,今年又是“十一五”的最后一年，能源对经济发展的约束越来越明显和重要，科学发展、技术创新、节能减排成为水泥工业全行业的实际行动，在这期间水泥纯低温余热发电，亦实现了跨越式发展，截止2009年已有498条新型干法熟料生产线配套装有余热利用发电系统，装机总容量超过3316MW。余热利用发电系统绝大多数采取了所谓的“并网不上网”的并网运行方式，本着实事求是的态度，笔者针对该并网运行方式从技术层面上科学分析其特点，不仅具有理论价值，而且更具有现实意义。

　　水泥余热利用发电系统并网运行难的客观现状

　　虽然被列为中国十大节能工程之一，利用水泥窑原本排放到大气中的余热来发电的项目非常符合世界“低碳经济”潮流与节能减排的要求，但由于涉及水泥和电力两个行业的利益之争，水泥余热发电项目并网仍是老大难问题，水泥行业往往受到当地电力行业的严重不公平待遇和刁难，甚至“敲诈”，只要并网，有许多地区的电力行业（电网企业）还要按余热发电系统发电量的多少收取极不合理的“上网费、并网费或管理费”“系统备用费”等，余热发电机组机组的启、停机还要受到电网企业电力系统调度部门的严格控制，绝大多数水泥余热利用发电系统并网接入方案均是由当地电力部门的设计院进行设计的，个别省市的水泥厂余热发电并网仍然是老大难问题，余热发电系统具备发电条件后往往确因并网问题得不到合理解决而迟迟不能正常发电运行，有的能拖半年之久，有的水泥企业甚至将并网问题反映到省长那里，依然得不到合理公平解决，也有的企业被逼无奈只好偷偷私自并网（在目前的情况下虽然感觉有点不合法但也合情合理）。该问题基本上可以定性为中国普遍存在的问题，大大侵蚀了中国水泥企业的利润空间，一定程度上也影响了新上水泥余热发电项目的积极性，阻碍了国家节能减排计划的有效实施，据《每日经济新闻》调查了解，在辽宁、山东等地，类似余热发电项目建成后却无法及时公平并网发电的水泥企业不在少数，由此带来的经济损失应引起人们更大关注。

　　水泥余热利用发电系统并网运行的技术含义

　　余热发电系统的基本原理是将工业生产中排出的大量废气通过余热回收装置——余热锅炉将废热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机进行发电。在水泥熟料生产过程中，水泥窑的窑头和窑尾产生大量废气(废热)，在废气排出的地方安装余热锅炉，分别称为AQC锅炉(窑头炉)和SP锅炉(窑尾炉)。在余热锅炉内，废气与水进行热交换，使水产生一定温度和压力的过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮发电机组进行发电。主要设备有凝汽式汽轮机、发电机、SP余热锅炉和AQC余热锅炉，目前，我国水泥工业纯低温余热发电技术的核心内容是热力循环系统，热力循环方式主要有单压系统、闪蒸系统、双压系统三种基本模式，以及由此衍生的复合系统构成。理论和实践表明，以上三种热力系统的选择，应依据企业的具体情况来选择合适的系统，采用哪种热力循环方式最合理，应依据热平衡计算、生产线规模、企业管理水平、投资高低等实际情况，进行综合比较分析论证。而且无论何种模式的余热利用发电系统相对于外部常规供配电网绝大多数采取“并网不上网”的并网运行方式，一般意义上的所谓并网运行是指发电机组在正常运行状态下，与外部常规配电网在主回路上存在电气连接，连接点一般称为“公共连接点”(简称PCC)．电气连接包括电缆直接连接、经过变压器连接、经过逆变器连接等方式．在我国，目前并网运行按照电能功率交换方式可分为普通并网和并网不上网2种．前者发电机组可以向外部电网输送多余电能功率，而后者则严格禁止发电机组的电能功率外送，即PCC处功率流向只能是从外部电网流向电力用户 ，而水泥余热利用发电系统的“并网不上网” 实质上是一种“内部并网”，纯粹技术上的并网连接点（PCC）也都在水泥企业的内部供配电网线路上通过电缆直接连接，与外部电网（电力部门的）都有空间上的一定距离,技术上的“外部常规供配电网”实际上就是水泥企业的内部常规供配电网，其所发电量由水泥工厂全部自用，即所发电能并不传输到电力部门管理的外部电网使用，并且水泥行业一般地处城市偏远地区，其配套余热利用发电系统的发电机组均是布置在水泥工厂内部，发电机组容量占水泥工厂全厂总变压器容量的比例一般不超过25%，说明其内部并网对外部电网的影响是很小的，理论上和实践上也都充分证明了这一点。通俗一点讲，“并网”也可理解为技术方面，一般指的是“设备”，是发电机及发电设备与电力系统间存在物理连接。“上网”则是市场交易方面，一般指的是“电”，是电能，电量要通过电力系统向用户传送及销售。

　　水泥余热利用发电系统并网运行没有必要再与电力部门签订并网协议的建议与探讨

　　既然水泥余热利用发电系统的并网纯粹技术上的并网连接点（PCC）都在水泥企业的内部供配电网线路上，并网对象并不是真正意义上的电力部门管理的外部常规供配电网，而是水泥企业的内部供配电网，与外部电力部门也没有上网返售电能的交易，因此笔者大胆建议并提出下列对策：

　　水泥余热利用发电系统如果要以“并网不上网”的方式进行“内部并网”发电，从技术角度讲，水泥余热利用发电机组完全可以被看做一台功率较大的“特殊用电设备”，现在都采用了技术先进、安全可靠、精度高的现代同步指示装置和自动化并联装置进行并网操作，再加上各种保护技术和保护设备的进步，从安全及技术角度讲对电力部门管辖的外部电网影响和普通大功率用电设备的并网通电开停机没有太大异同，不会给电力部门的外部电网的正常运行带来新的威胁，可以说水泥工业配套余热发电系统在这方面设计的已经非常先进可靠与完美了，国内还从未见到因水泥企业的余热发电系统的故障影响到电力行业的外部电网安全的报道。因此本着“公平公正”及“实事求是”的原则，水泥余热利用发电系统的“内部并网”发电问题，已经没有必要还需专门获得没有一点产权联系的电力部门同意，电力部门要树立水泥企业是其用电客户的市场经营理念，加强服务意识，水泥企业与电力行业签订根据余热发电系统装机容量或实际发电量的多少交纳极不合理的“上网费、并网费或管理费”或“系统备用费”等不公平内容并网协议已经是属于不合时宜的行为，也不符合国家科学发展观的构想！与时俱进，开拓创新，国家相关部门应该尽快组织业内专家对此进行专题研究与探讨，加速公平立法，为利国利民的水泥工业余热利用发电系统并网保驾护航。

　　积极学习与借鉴国外先进的经验与理念，促进余热利用发电系统快速和谐科学发展。一些发达国家对于电力网有者一套比较完善与开放的先进管理理念与方法，并网的各种类型电源类型较多，分布式电源发展迅速，我国的水泥余热利用发电系统也是学习日本等国家的技术一步步发展起来的，日本的经验是分布能源系统发达，具有双向运行灵活机动的电力网，其分布能源系统发电容量一般在25-35%之间，不足部分由电网补充，友好供电，相互依存，水泥余热利用发电系统也根本不存在并网难的问题。

　　结束语

　　水泥余热利用发电系统是我国节能减排工作中的重要技术之一，并网运行只是针对水泥企业内部的常规配电网，“并内网不上外网”，其机组并网在技术上是完全可行的，与外部电力部门也没有上网返售电能的交易，站在科学发展观及公平公正的立场，水泥企业完全可以不与电力部门签订专门的并网协议，只在供用电协议（合同）中，细化各方责任就可以了，当然，这需要广大业内人士尤其是水泥界的有志之士积极努力争取及国家进行立法明确，尽快消除目前在水泥余热利用发电系统并网运行中存在的不合理现象，合理平衡水泥行业与电力电网行业之间的关系，促进水泥余热利用发电系统的良性科学和谐发展。