发电行业新的产业结构及发展模式的探讨

　　摘要：介绍了煤热解多联产技术工艺的原理；提出了煤基多联产技术应用于发电行业，形成电力、供热、煤气、煤焦油、化工副产品及建材等综合产业平台，建立循环经济产业链。其不但有利于煤炭资源的综合、高效利用，促进节能减排，而且能提高发电企业抗风险能力和经济效益。
　　关键词：煤热解；煤气多联产；IGCC发电
　　
　　以煤炭为原料，以发电为基础，利用煤的分级转化技术，实施煤炭资源的分级高效利用，形成电力、供热、煤气、煤焦油、化工副产品、建材等综合产业，将环保投入变为低碳产品，通过节能促进减排，建立循环经济产业链，提高企业经济效益，是多联产工艺的定位和产业选择。
　　
　　1以煤热解为基础的多联产技术介绍
　　1.1符合国家产业政策
　　自1998年以来，国家颁布了一系列政策法规，积极支持热、电、油、煤气多联产技术的推广和应用。而截止目前我国还没有完整、定型的多联产工艺和系统，需要研发和推广多联产技术；另一方面，发电行业实施和推广多联产，是符合国家转变生产方式和节能减排的产业政策。
　　1.2煤热解多联产技术的特征
　　产品特征：原煤（油母页岩）—→煤气（CO、H2、CH4、CO2、H2O、NH3、H2S）+焦油（液体）+半焦（焦炭）+副产品（包括氨、萘、粗笨、单质硫、酚等）。
　　结构特征：工艺简单、设备成熟、无需空分制氧、反应条件温和、运行安全，既能以热定电，又能以气定电，还能满足电网和热网的调峰要求[3]。
　　
　　2多联产可以促进发电行业产业结构调整
　　多联产工艺不同于通用的工业窑炉和常规火力发电，在上述工艺中煤炭在各种窑、炉里直接烧掉，资源利用效率低、环境污染严重，企业投入的环保成本得不到回收。多联产工艺采取了对煤炭各项成分的分级利用、吃干榨尽工艺，实现了热、电、油、气、化工副产原料一体化生产，以较低的投入减轻了电厂环保压力，提高了煤的经济附加值和能源利用效率。
　　通过多联产生产模式，首先要转变对煤炭的认识。煤炭不单纯是发电行业的“燃料”，而是发电行业的“原料”，煤炭资源应集约、清洁利用，应提高利用效率；第二，发电行业须调整生产方式和产业结构。第三，实施差别化和多元发展模式。电源容量相对过剩是永恒的，所以要积极引用和结合其他行业上下游技术，发展差别化和高附加值可控产品，夯实企业抗风险基础，搭建与地方经济持续发展的产业平台。
　　
　　3多联产电厂可以较好地控制污染和排放
　　多联产技术和工艺结构，为环保投入转化为资源化、产品化和无害化利用奠定了基础。
　　3.1多联产电厂的锅炉烟气SO2控制
　　热解（干馏）过程中，煤中的有机硫、黄铁矿硫、单质硫进行分解并与煤的热解产物发生化学反应生成硫化氢（H2S）、二硫化碳(CS2)、硫氧化碳(COS)等（其中，H2S的量约占80%），随荒煤气排出后回收；剩下的硫份通过循环流化床锅炉在炉内石灰石脱硫，使锅炉烟气中的SO2含量控制在200mg/m3以下。
　　3.2多联产电厂的锅炉烟气NOX控制
　　煤中含氮一般为1～2%，煤在热解（干馏）过程中，转入到煤气中的氮含量在20～40%之间，在煤气中氮以N2、NH3、HCN（氰化氢）的形式存在。通过多联产工艺，在荒煤气中回收6～9g/m3浓氨水（NH3），从而降低了NOX的排放。
　　3.3多联产电厂的锅炉烟气CO2捕集、利用方案[9]
　　在CO2利用方式上，拟跟踪MDEA脱碳联合生产尿素工艺，利用浓氨水吸收锅炉烟气中CO2之后生产长效碳酸氢氨肥料工艺，以二氧化碳(CO2)和氢气为主要原料（用氧化铜、锌、铝、锆和硅作催化剂）制甲醇工艺，在收集CO2过程中回收烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热等工艺。具体方案和项目，需进一步研发和论证。
　　3.4炉灰渣综合利用
　　煤制气工序本身不产生灰渣，干馏煤的灰分随半焦进入循环流化床炉膛。由于半焦燃烧后产生的炉渣和粉煤灰，含炭量较低（烟煤一般2%以下），是较好的水泥原料和建材制品原料，经收集后易于综合利用。
　　
　　4多联产电厂企业经济效益持续可观
　　以上述的案例为例，对多联产电厂的经济效益进行分析。
　　多联产项目投资估算范围包括：提油、制气装置、煤气净化装置、油、气深加工装置及电厂部分。通过投资估算、经济评价和财务评价，效益分析结果如下：
　　4.1财务评价采用的产品含税销售价格
　　表5：产品产量及售价表单位：万元

　　4.2财务指标计算与效益分析
　　（1）财务现金流量计算
　　现金流量（全部投资所得税后）主要计算结果如下：财务净现值为12019万元，内部收益率为14.12％，投资回收期为8.05年（静态）。
　　（2）损益和利润分配计算
　　项目利润总额平均值为26723万元/年，税后利润平均值为20042万元/年。
　　4.3不确定性分析
　　从敏感性分析看出，产品价格和建设投资的变化都不同程度地影响内部收益率、净现值和投资回收期，其中项目产品价格较为敏感，其临界点为-2.27%。在项目建设投资增加7.5％的情况下，税后内部收益率为13.12％，高于项目的基准收益利率13％。上述分析说明，该项目主要技术经济指标优于1000MW超超临界机组，项目运营后盈利能力、抗风险能力、贷款偿还能力较强，企业投资效益持续、可观。
　　
　　5结论
　　发电行业经历了由快速发展到“过猛”、“过热”阶段，全行业面临着能否可持续发展的挑战，现在该回到科学、理性的发展阶段。所以通过科技创新，实施煤的分级利用，建设多联产机组，是发电行业新的产业结构及发展模式。
　　
　　参考文献
　　[1]王坚，中南电力设计院.火力发电厂布置技术与信息化手段的运用[J].电力建设，1000-7229（2010）04-0082-04
　　[2]中国国际工程咨询公司，黑龙江省辰能东宁油页岩加工及废发电综合利用项目技术方案咨询论证报告[R].2010.5

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