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摘 要：工业燃煤锅炉“煤改电”作为售电市场电能的主要增长点备受关注，深耕电能替代市场潜力也是当前工作重点。以某地区某50 t/h燃煤锅炉用户为研究对象，介绍了对该燃煤锅炉改造后的不同方案及为用户提供最为合理有效的方案，同时也为其他用户后期改造提供了理论依据，具有较高的推广意义。
关键词：燃煤锅炉; 售电市场; 电能替代;
1 引言
社会经济的高速发展使得能源利用量逐步加大，加上以煤炭、石油、天然气等为主的一次能源逐步枯竭，环境的不断恶化，能源供给越来越离不开电能的支撑。电能替代的宗旨是逐步改变当前终端能源利用格局，使电能在终端能源的消费比例不断提升，实现节能减排、保护环境的目的。
下面以某地区为研究对象，研究该地区电能替代潜力，并选取某燃煤锅炉用户为研究点，对比了燃煤锅炉不同改造方案的经济性，为该地区其他燃煤的改造方向提供了理论参考，促使燃煤锅炉用户改造意愿向电能方向发展。
2 电能替代
2.1电能替代方向
某地区近年为实施重点区域大气污染防治“十二五”规划，开展节能节水工作，鼓励大型工业企业对燃煤锅炉进行“煤改气”改造，使得2019年以来有一定数量的企业完成了“煤改气”、“煤改电”或“煤改生物质”改造。这部分企业对于近期内再次改造锅炉的意愿很低，且“煤改气”政策还在进一步开展中。因此，考虑该地区电锅炉近期的主要替代方向有两个：一是生活供热，包括新建酒店、写字楼等公共建筑的取暖供热、食堂供热水等;二是中小型工业燃煤锅炉改造，中小型企业尚未进行“煤改气”的数量较多，改造成本较低。远期来看，若天然气气源持续紧张，供需矛盾逐步加剧，电锅炉将更具有替代优势。
2.2 电能替代量化模型
电能替代需要以模型化进行量化完成对电能替代潜力的分析，在这里将电能替代量作为分析电能替代潜力的客观依据，为此可以建立理论模型：
式中：Dct为第t年电能替代量;Yct为第t年实际的电能消耗量;TB为基准年，用以衡量其他年份电能替代量的多少;YTB为基准年TB的电能替代量;Yc，TB为基准年TB的所有能源消耗总量;Yt为第t年所有能源消耗的总量。
从经济角度出发，一个大工业用户的改造成本包括设备土建成本、初始投资、安装成本、环评成本、燃料成本和其他成本;得到的经济效益包括政府补贴、电价优惠、基本电费等。用户为实现最优经济改造及效益分析需对自身电能替代量进行预估，然后根据投资成本及其他费用来综合考虑锅炉改造类型。
3 案例分析
2019年某地区电能替代典型示范项目电量指标为6200 MWh，必须推广的替代领域为电锅炉。为此目标，深入分析本地区电能替代潜力，为燃煤企业制定改造计划，分别从建设成本、运营成本等方面分析电能替代的优劣性。以某燃煤锅炉公司为研究对象，对其改造方案进行对比分析，为其制定最优改造方案。
3.1 基础数据描述
该公司目前燃煤锅炉规模为50 t/h，日运行小时数为24 h，日用蒸汽量约为1080 t，年运行天数为300 d，年用蒸汽量约为324 000 t。锅炉最高负荷为50 t/h，最低负荷为37 t/h，平均负荷为45 t/h;该地区水费约为3.5元/t。该公司蒸汽锅炉拥有产品加热及干燥，蒸汽压力为1.25 MPa，蒸汽温度为190℃，回水温度为80℃。
3.2 成本分析
该研究用户意愿将50 t/h的燃煤锅炉进行改造，这里主要针对燃煤锅炉改造为电极式蒸汽锅炉和燃气锅炉进行分析。
1）建设成本
建设成本一般包括土建投资、初始投资、安装费用等，电极锅炉投资费和燃气锅炉相差不大，但是可以节约用地且零排放无环保相关费用支出。
2）电锅炉与燃气锅炉特性分析对比
对比分析电极式蒸汽锅炉与燃气锅炉特性，可以看出电极式锅炉整体优于燃气锅炉。
3）运行方案
为实现用户最优经济分析，通过采用不同锅炉组合运行模式，对纯电极式锅炉、电极式锅炉+燃气锅炉、电极式锅炉+燃煤锅炉3种方案改造成本与运行成本进行分析对比，为用户确定最终的改造方案。
（1）纯电极式锅炉：纯电极式电锅炉前期一次性投入2350万元，完成改造可获得省级财政补贴400万元，实际一次性投入1950万元。可以计算出纯电极式电锅炉年运行成本支出7315.66万元。
（2）电极式锅炉+燃气锅炉：此种方案主要是采用电极式锅炉的丰水期较为便宜电价和枯水期时使用燃气锅炉。电极式锅炉+燃气锅炉前期一次性投4310万元，完成改造可获得省级财政补贴400万元，实际一次性投入3910万元。电极式锅炉+燃气锅炉的年运行成本支出5 880.2万元。该方案较采用纯电极式锅炉多投入1960万元，但年运行成本少支出1435.46万元，在锅炉故障、冬季缺气、电网故障时，两套锅炉可互为备用，提高企业能源供应的可靠性。
（3）电极式锅炉+燃煤锅炉：该方案主要是采用电极式锅炉的丰水期较为便宜电价和枯水期时使用燃煤锅炉。因使用之前的燃煤锅炉，燃煤锅炉未拆除，前期一次性投入2350万元。电极式锅炉+燃煤锅炉的年运行成本支出5374.77万元，较方案1和方案2分别少支出940.89万元、505.44万元，并且两套锅炉可互为备用，提高企业能源供应的可靠性。
通过对该用户的改造方案进行分析可以看出，采用纯电锅炉模式一次性投入最低，但运行成本最高;采用电极式锅炉+燃煤锅炉模式运行成本最低，但后续仍需考虑淘汰燃煤锅炉;采用电极式锅炉+燃气锅炉模式虽一劳永逸，但一次性投入最大。结合该企业综合自身实际情况及改造方案对比，优先推荐用户采用电锅炉+燃煤锅炉模式，待条件成熟后再将燃煤锅炉更换为燃气锅炉。
4 结语
“电能替代”工作作为当前重点营销任务之一，是开拓新增售电市场的关键增长点。为促进某地區“电能替代”工作顺利推进，以辖区某50t/h燃煤锅炉作为研究对象，分别探究了燃气锅炉、电极式锅炉以及上述两者混合改造方案，并计算改造成本及实现经济效益，最终为用户提出合理改造方案。
参考文献
[1]宁晓静，张毅，林湘宁，等.基于物理-信息-价值的能源区块链分析[J].电网技术，2018，42（7）：2312-2323.
[2]孙毅，周爽，单葆国，等.多情景下的电能替代潜力分析[J].电网技术，2017，41（1）：118-123.
[3]吴磊，詹红兵.国际能源转型与中国能源革命[J].云南大学学报（社会科学版），2018，17（3）：116-127.
[4]王伟，黄珂.电能替代战略：机遇、挑战与政策选择[J].华北电力大学学报（社会科学版），2014，9（4）：1-5.
作者信息：林茜，国网福建省电力有限公司安溪县供电公司，助理工程师
关键词：燃煤锅炉; 售电市场; 电能替代;
1 引言
社会经济的高速发展使得能源利用量逐步加大，加上以煤炭、石油、天然气等为主的一次能源逐步枯竭，环境的不断恶化，能源供给越来越离不开电能的支撑。电能替代的宗旨是逐步改变当前终端能源利用格局，使电能在终端能源的消费比例不断提升，实现节能减排、保护环境的目的。
下面以某地区为研究对象，研究该地区电能替代潜力，并选取某燃煤锅炉用户为研究点，对比了燃煤锅炉不同改造方案的经济性，为该地区其他燃煤的改造方向提供了理论参考，促使燃煤锅炉用户改造意愿向电能方向发展。
2 电能替代
2.1电能替代方向
某地区近年为实施重点区域大气污染防治“十二五”规划，开展节能节水工作，鼓励大型工业企业对燃煤锅炉进行“煤改气”改造，使得2019年以来有一定数量的企业完成了“煤改气”、“煤改电”或“煤改生物质”改造。这部分企业对于近期内再次改造锅炉的意愿很低，且“煤改气”政策还在进一步开展中。因此，考虑该地区电锅炉近期的主要替代方向有两个：一是生活供热，包括新建酒店、写字楼等公共建筑的取暖供热、食堂供热水等;二是中小型工业燃煤锅炉改造，中小型企业尚未进行“煤改气”的数量较多，改造成本较低。远期来看，若天然气气源持续紧张，供需矛盾逐步加剧，电锅炉将更具有替代优势。
2.2 电能替代量化模型
电能替代需要以模型化进行量化完成对电能替代潜力的分析，在这里将电能替代量作为分析电能替代潜力的客观依据，为此可以建立理论模型：
式中：Dct为第t年电能替代量;Yct为第t年实际的电能消耗量;TB为基准年，用以衡量其他年份电能替代量的多少;YTB为基准年TB的电能替代量;Yc，TB为基准年TB的所有能源消耗总量;Yt为第t年所有能源消耗的总量。
从经济角度出发，一个大工业用户的改造成本包括设备土建成本、初始投资、安装成本、环评成本、燃料成本和其他成本;得到的经济效益包括政府补贴、电价优惠、基本电费等。用户为实现最优经济改造及效益分析需对自身电能替代量进行预估，然后根据投资成本及其他费用来综合考虑锅炉改造类型。
3 案例分析
2019年某地区电能替代典型示范项目电量指标为6200 MWh，必须推广的替代领域为电锅炉。为此目标，深入分析本地区电能替代潜力，为燃煤企业制定改造计划，分别从建设成本、运营成本等方面分析电能替代的优劣性。以某燃煤锅炉公司为研究对象，对其改造方案进行对比分析，为其制定最优改造方案。
3.1 基础数据描述
该公司目前燃煤锅炉规模为50 t/h，日运行小时数为24 h，日用蒸汽量约为1080 t，年运行天数为300 d，年用蒸汽量约为324 000 t。锅炉最高负荷为50 t/h，最低负荷为37 t/h，平均负荷为45 t/h;该地区水费约为3.5元/t。该公司蒸汽锅炉拥有产品加热及干燥，蒸汽压力为1.25 MPa，蒸汽温度为190℃，回水温度为80℃。
3.2 成本分析
该研究用户意愿将50 t/h的燃煤锅炉进行改造，这里主要针对燃煤锅炉改造为电极式蒸汽锅炉和燃气锅炉进行分析。
1）建设成本
建设成本一般包括土建投资、初始投资、安装费用等，电极锅炉投资费和燃气锅炉相差不大，但是可以节约用地且零排放无环保相关费用支出。
2）电锅炉与燃气锅炉特性分析对比
对比分析电极式蒸汽锅炉与燃气锅炉特性，可以看出电极式锅炉整体优于燃气锅炉。
3）运行方案
为实现用户最优经济分析，通过采用不同锅炉组合运行模式，对纯电极式锅炉、电极式锅炉+燃气锅炉、电极式锅炉+燃煤锅炉3种方案改造成本与运行成本进行分析对比，为用户确定最终的改造方案。
（1）纯电极式锅炉：纯电极式电锅炉前期一次性投入2350万元，完成改造可获得省级财政补贴400万元，实际一次性投入1950万元。可以计算出纯电极式电锅炉年运行成本支出7315.66万元。
（2）电极式锅炉+燃气锅炉：此种方案主要是采用电极式锅炉的丰水期较为便宜电价和枯水期时使用燃气锅炉。电极式锅炉+燃气锅炉前期一次性投4310万元，完成改造可获得省级财政补贴400万元，实际一次性投入3910万元。电极式锅炉+燃气锅炉的年运行成本支出5 880.2万元。该方案较采用纯电极式锅炉多投入1960万元，但年运行成本少支出1435.46万元，在锅炉故障、冬季缺气、电网故障时，两套锅炉可互为备用，提高企业能源供应的可靠性。
（3）电极式锅炉+燃煤锅炉：该方案主要是采用电极式锅炉的丰水期较为便宜电价和枯水期时使用燃煤锅炉。因使用之前的燃煤锅炉，燃煤锅炉未拆除，前期一次性投入2350万元。电极式锅炉+燃煤锅炉的年运行成本支出5374.77万元，较方案1和方案2分别少支出940.89万元、505.44万元，并且两套锅炉可互为备用，提高企业能源供应的可靠性。
通过对该用户的改造方案进行分析可以看出，采用纯电锅炉模式一次性投入最低，但运行成本最高;采用电极式锅炉+燃煤锅炉模式运行成本最低，但后续仍需考虑淘汰燃煤锅炉;采用电极式锅炉+燃气锅炉模式虽一劳永逸，但一次性投入最大。结合该企业综合自身实际情况及改造方案对比，优先推荐用户采用电锅炉+燃煤锅炉模式，待条件成熟后再将燃煤锅炉更换为燃气锅炉。
4 结语
“电能替代”工作作为当前重点营销任务之一，是开拓新增售电市场的关键增长点。为促进某地區“电能替代”工作顺利推进，以辖区某50t/h燃煤锅炉作为研究对象，分别探究了燃气锅炉、电极式锅炉以及上述两者混合改造方案，并计算改造成本及实现经济效益，最终为用户提出合理改造方案。
参考文献
[1]宁晓静，张毅，林湘宁，等.基于物理-信息-价值的能源区块链分析[J].电网技术，2018，42（7）：2312-2323.
[2]孙毅，周爽，单葆国，等.多情景下的电能替代潜力分析[J].电网技术，2017，41（1）：118-123.
[3]吴磊，詹红兵.国际能源转型与中国能源革命[J].云南大学学报（社会科学版），2018，17（3）：116-127.
[4]王伟，黄珂.电能替代战略：机遇、挑战与政策选择[J].华北电力大学学报（社会科学版），2014，9（4）：1-5.
作者信息：林茜，国网福建省电力有限公司安溪县供电公司，助理工程师