新时期我国水泥工业配套余热发电系统并网运行的技术特点与政策落实存在问题和对策研究.doc

新时期我国水泥工业配套余热发电系统并网运行技术特点与政策落实存在问题和对策研究摘要：水泥余热发电是一项非常有效的节能减排途径，2005年也已 被列入我国十大节能工程之一国家已经给予政策上的大力支持，但 在并网运行实际工作中还宥许多无法凹避的问题本文总结了水泥余 热利用发电系统并网运行（并网不上网方式）的技术特点，客观分析 了国家优惠政策落实中存在的问题及原因，站在科学发展观的立场， 提出了建议与对策，供同行参考关键词：水泥余热利用发电系统并网不上网 准同步法分布式发电装置（Distributed Gene rat ion简称CO节能减排0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，到 200畔底新型干法水泥比例已经突破了 6则与此同时，“十一五”又 是我国全面加速现代化建设的关键时期，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200阵已有26爆新型干法熟料生产线装有余热利用发电系统， 装机总容量达到166W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，针对该并网运行方式 从技术层面上科学分析其特点，再深入了解目前B家政策落实执行上 仍存在部分实际操作执行落实难问题并提山相应对策与建议，不仅具 有理论价值，而且更具有现实意义。

1水泥余热利用发电系统并网运行主要技术特点和要求余热发电的基本原理是将工业生产中排出的大量废气通过余热凹收装置__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AQ3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AQ3余热锅炉，冃前，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人多数采取“并网不上网”的并网运 行方式，主要有下列技术特点和技术要求：11并网及上网含义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 TO.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.并网运行按照电能功率交换方式可分为荇通并网和并网不 上网濟中.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P0C处功率流向只能是从外 部电网流向电力用户，因此，水泥余热利用发电系统的“并网不上 网”的含义是指水泥余热利用发电系统虽然与外部常规供配电网并网 但其所发电量由水泥工厂全部自用，即所发电能并不传输到外部电网 使用，纯粹技术上的并网连接点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。

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12并网的条件水泥余热利用发电系统的汽轮发电机-•般选用的是同步发电机， 同步发电机要投入电网并联运行（并网运行）必须满足几个条件： ①发电机的电压应与电网电压大小相等、相位相同②发电机的频 率应和电网频率相同③发电机的相序应和电网相序一致但前两个 条件是允许稍有出入的，但第三个条件必须绝对满足，因为发电机并 网吋，客观上同相之间的电压差和相位差是不可避免的，发电机没并 网前自己算一个电网系统，外部常规配电网算一个，两个电网并列运 行前需要投同期，同期考虑三个问题，电压差，相位差，频率差，理 论上三者差为ft即为最佳同期点，实际上这是几乎不存在的，所以 只需要电压差、相位差和频率差在一个允许的范围内即可发并网信，使发电机组安全可靠并网差越小，冲击电流越小，需要系统无功功率也最小，对外部常规配电网的影响亦越小L 3并网的方法并网的一系列操作步骤称为同步，俗称并车实际的同步方法有 两种，一种称为准同步法（准同期），另一种称为自同步法。

冃前水 泥余热利用发电系统的汽轮发电机并网的方法均采用准同步法，所谓 准同步法是指同步汽轮发电机与外部电网并网时，调节其电压、频率 及相位角，使待并网发电机的电状态尽可能与对方（外部电网）一致， 即完全合乎上述并联运行投入的条件这样的同步过程，亦称为理 想同步一般采用技术先进、安全可靠、精度高的现代同步指示装置 和自动化并联装置，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L 4并网电压我国的水泥工厂其总进线电压一般有10 KV、35 KVRI 110 KX也 就是说其配套余热利用发电系统的发电机组一般都是与110 M压 等级以下的外部常规配电系统并网，我们知道，根据并网发电机组容 量的不同，要选择不同的并网电压.设发电机组容量为S电压为U 电流为I，则三者满足S=7 3UI, I=S/V 3 U可见在发电机组容量一 定的情况下，为了尽量降低电流，就要相应提高发电机组的电压.因此，选择适当的并网电压也是为了将在POC点的注入电流控制在合适 的范围之内，同时降低线路损耗.根据我国各个地方的电网特点及水 泥工厂部配电电压等级，为了使机组运行在一个安全合理的电压水 平上，水泥工业配套余热利用发电系统的发电机组并网电压一般在 & 3 卿3 10. 5 K\居多。

L 5接入容量根据国外分布式发Hi装置（Distributed Generatioq简称DO的运 行经验，常规DC发电机组并网后，会引起系统内潮流的变化，为了使 这种变化处于可控的范围内，一般要对DC发电机组的容量进行合理限 制.另外，由于DC机组的启、停机不受电力系统调度部门的控制，所 以如果单台机组容量过大，启、停机吋就会对周围的用户用电造成较 大的影响.例如感应发电机需耍从电力系统中获得无功支持才能正常 运行，当它们动时会造成电压突然下降，而它运行时吸收大量无功， 使得线路上的无功电流和无功损耗都会增加.在美国德州的K并网规 定中为了减小机组启、停机时的冲击和保证其他用户的安全用电，限 制11机组的总容量不能超过最大负荷的2%.而在水泥行业，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又都布置在水 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 也不超过2%说明其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，因此借鉴国外经验，我们认为余热发电机组 机组的启、停机不受电力系统调度部门的控制也是可以的2水泥余热利用发电系统并网运行政策落实上存在的问题水泥余热发电是一项非常有效的节能减排途径，应该说国家已经给 予政策上的大力支持，2005年也已被列入我国十大节能工程之一。

2 1主要相关法律条文引述1.《中华人民共和国节约能源法》（ 2007年10月28L1修订通过， 自2008年4月1日起施行）：“第三H条国家鼓励工业企业采用 高效、节能的电动机、锅炉、窑炉、风机、泵类等设备，采用热电联 产、余热余压利用、洁净煤以及先进的用能监测和控制等技术第三十二条电网企业应当按照国务院有关部门制定的节能发电 调度管理的规定，安排清洁、高效和符合规定的热电联产、利用余热 余压发电的机组以及其他符合资源综合利用规定的发电机组与电网 并网运行，上网电价执行国家有关规定第七十八条电网企业未按照本法规定安排符合规定的热电联产 和利用余热余压发电的机组与电网并网运行，或者未执行国家有关上 网电价规定的，由国家电力监管机构责令改正；造成发电企业经济损 失的，依法承担赔偿责任2《中华人民共和国循环经济促进法》（ 2008年8月29日第十一 届全国人民代表大会常务委员会第四次会议通过，自2009年1月1 曰起施行）第三十条企业应当按照国家规定，对生产过程中产 生的粉煤灰、煤矸石、尾矿、废石、废料、废气等工业废物进行综合 利用第三十二条企业应当采用先进或者适用的回收技术、工艺和设备， 对生产过程中产生的余热、余压等进行综合利用。

建设利用余热、余压、煤层气以及煤矸石、煤泥、垃圾等低热值 燃料的并网发电项S，应当依照法律和国务院的规定取得行政许可或 者报送备案电网企业应当按照国家规定，与综合利用资源发电的企 业签订并网协议，提供上网服务，并全额收购并网发电项目的上网电里2 2实际政策落实上存在的问题及原因但在实际并网问题上，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”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，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 该问题基本上可以定性为普遍存在的问题，大大侵蚀了水泥企业的利 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为什么一个被国家出台了一系列优 惠和鼓励政策、技术上完全成熟并大力推广的节能减排项目，在实际 政策执行与落实上，有许多偏差、阻力和不公平呢？我们通过调查， 综合分析认为主要有以下原因：①行业利益上有冲突，由于水泥余 热发电会在一定程度上影响了电力电网企业的利益，电力电网企 业从内心里、真实的想法是：对水泥企业的余热利用发电系统的 并网请求是不乐意接受的，态度也是不积极的②在我国，集中发电、远距离输电和大电网互联是电能生产、输送和分配的主要方式， 电力行业尤其是电网行业又是一个高度垄断的的行业，有相当一 部分电力行业人员是有着比较固化的集中发电、远距离输电和大电 网互联及电网安全的行业 ＞』惯思维，对近年来国外发展较快的直接安 置在用户近旁的分布式发电装置（DistributedGeneration简称DO 也不是太了解和熟悉，再加上近年来电力行业多是上大机组淘汰落后 小机组的发展，应该说个别电力行业工作人员对容量一般不大的水泥 余热发电系统的机组（一般有2MV 4胃SMV L胃和2 下几 个规格）能否保持较理想的发电技术指标有些偏见或对水泥行业管理 运行发电机组的技术力量和经验不太信任，认为一旦和他们管理运营 的外部大电网并网运行，会增加外部大电网的不安全运行的风险点。

③一些政策法规尚不健全，尤其在针对水泥行业余热利用发电系统的 并网技术标准上还是空白，已有政策法规条文的实际操作性差，水 泥行业与电力电网行业双方对政策法规条文的理解和领会存在 差距，也是阻碍合理高效进行并网的一个重要原因往往使双方 在并网协议签订时对一些由各方应承担的基本义务、必须满足的技 术条件和行为规范等很难协商一致，存在分歧，就是已经签订的一些 并网协议也不能真正体现平等、A愿、协商一致和诚实信用的公正原 则3建议与对策针对新吋期我国水泥工业配套余热发电系统在并网运行方面客观 存在的许多问题，结合其技术特点，站在科学发展观的立场，本着公平合理不。