在剛剛過(guò)去的2021年中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)華能董事長(zhǎng)舒印彪表示，基于我國(guó)的能源特性，煤電、氣電裝機(jī)仍將發(fā)揮兜底保供、輔助和調(diào)節(jié)服務(wù)的作用，由此帶來(lái)的二氧化碳排放，需要依賴零碳、負(fù)碳技術(shù)進(jìn)行中和。在華能清潔能源技術(shù)研究院，為燃煤機(jī)組降碳減排的技術(shù)新招數(shù)，已一一亮相并取得喜人新進(jìn)展。

源網(wǎng)協(xié)同——智慧供熱助力降能耗

在華能清能院系統(tǒng)優(yōu)化部，就有一支團(tuán)隊(duì)致力于通過(guò)現(xiàn)代化、科學(xué)化、智能化的方式在系統(tǒng)工程層面提升供熱技術(shù)，以適應(yīng)綠色發(fā)展需求。解決問(wèn)題的核心技術(shù)之一就是人工智能按需供熱能耗管理系統(tǒng)，也就是“智慧供熱”。目前，團(tuán)隊(duì)已成功開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智慧供熱平臺(tái)并應(yīng)用于多個(gè)大型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，即可保障居民供熱，又能服務(wù)工業(yè)生產(chǎn)。

說(shuō)起智慧供熱，華能清能院系統(tǒng)優(yōu)化部的彭爍博士舉了個(gè)自己身上發(fā)生的事例，“剛參加工作的時(shí)候，我自己曾租住在一個(gè)小區(qū)的邊角戶，每到冬天都凍的夠嗆，問(wèn)了鄰居又說(shuō)得熱得天天開窗，那時(shí)就在想，提高供熱水平還不是光加點(diǎn)燃料就可以解決，供熱不均才是癥結(jié)所在。”在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)舉足輕重的地位，而目前的粗放型供熱往往會(huì)產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。彭爍介紹：“目前熱力行業(yè)的自動(dòng)化、智慧化水平還存在較大的技術(shù)提升空間，我們可以做的事有很多，比如建立智慧熱網(wǎng)管理系統(tǒng)，這能夠幫助供熱企業(yè)科學(xué)有效的控制和管理熱網(wǎng)。”

針對(duì)這些問(wèn)題，華能清能院率先在高寒地區(qū)成功實(shí)施了智慧供熱，通過(guò)開發(fā)熱網(wǎng)智能設(shè)備管理及大數(shù)據(jù)預(yù)警分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)設(shè)備的健康度檢測(cè)、狀態(tài)診斷和故障提前預(yù)警等功能，實(shí)現(xiàn)了在居民小區(qū)供熱二次管網(wǎng)的系統(tǒng)優(yōu)化。項(xiàng)目通過(guò)基于大數(shù)據(jù)分析的負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)以及基于物聯(lián)網(wǎng)閥的二次網(wǎng)平衡技術(shù)，試點(diǎn)熱力站測(cè)試期間熱耗降低8.3%，電耗降低24.3%，節(jié)水16%，更有效避免了戶內(nèi)冷熱不均的現(xiàn)象。

在工業(yè)園區(qū)項(xiàng)目中，智慧供熱同樣收到了顯著的節(jié)能效果。工業(yè)園區(qū)用能量大，但生產(chǎn)隨需求波動(dòng)明顯，原先的粗放型供熱也存在著無(wú)法與需求側(cè)同步或響應(yīng)嚴(yán)重滯后的問(wèn)題，同樣造成了很大浪費(fèi)。考慮到工業(yè)園區(qū)實(shí)際，清能院成功實(shí)施了華能集團(tuán)第一個(gè)基于工業(yè)蒸汽的智慧供熱項(xiàng)目。該項(xiàng)目通過(guò)搭建蒸汽供熱綜合管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地理信息展示、供熱系統(tǒng)離線仿真分析、供熱系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析、供熱系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)仿真分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、資產(chǎn)管理等功能。項(xiàng)目實(shí)施后，根據(jù)管損情況，給出中壓低壓母管過(guò)熱度建議，通過(guò)提高過(guò)熱度等手段，將管損從7%降低到4%。根據(jù)實(shí)時(shí)電負(fù)荷與熱負(fù)荷數(shù)據(jù)，以及負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，給出源側(cè)配汽建議，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)協(xié)同，降低機(jī)組能耗，供熱成本降低最高可達(dá)1g標(biāo)煤/kg蒸汽。

針對(duì)目前既有居民區(qū)、又有工業(yè)區(qū)的城市區(qū)域，華能清能院還成功實(shí)施了民用供熱和工業(yè)蒸汽綜合信息一體化的智慧供熱項(xiàng)目。項(xiàng)目建設(shè)了涵蓋熱源生產(chǎn)數(shù)據(jù)、民用和工業(yè)熱網(wǎng)管線監(jiān)控、安全性和經(jīng)濟(jì)性調(diào)控、熱力站監(jiān)控、智慧化的客服收費(fèi)、預(yù)警告警、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表分析等生產(chǎn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控分析平臺(tái)。目前工業(yè)蒸汽模塊已經(jīng)成功投運(yùn)，民用供熱模塊的測(cè)試版已上線。系統(tǒng)上線后，負(fù)荷預(yù)測(cè)精度可達(dá)到95%以上，通過(guò)人工智能算法優(yōu)供熱調(diào)度，實(shí)現(xiàn)按需精準(zhǔn)供熱，供熱能耗比傳統(tǒng)人工調(diào)度降低1.5%。

余熱回收——低溫余熱再深度挖潛

近年來(lái)，北方地區(qū)城市建設(shè)快速發(fā)展，居民對(duì)于生活品質(zhì)要求不斷提高，城市供熱需求進(jìn)一步提升，但部分熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組已滿負(fù)荷運(yùn)行，沒(méi)有富余供熱能力接帶城市新增供熱負(fù)荷。

華能清能院的研發(fā)人員創(chuàng)造性地提出利用閃蒸提熱技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了脫硫漿液余熱的清潔、高效和低成本回收。華能清能院這項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)，巧妙利用濕法脫硫工藝中漿液的沸點(diǎn)會(huì)隨著環(huán)境壓力降低而降低的特性，建立一個(gè)真空相變環(huán)境，使脫硫漿液發(fā)生閃蒸，產(chǎn)生負(fù)壓蒸汽攜帶汽化潛熱輸送至吸收式熱泵加熱熱網(wǎng)回水，使得這部分低溫余熱成功轉(zhuǎn)化成供熱能量源。

基于該技術(shù)，華能清能院在海拉爾熱電廠搭建了5t/h漿液處理量的閃蒸提熱，并于2020年10月完成48小時(shí)變工況連續(xù)試驗(yàn)，成功收集到不同工況下脫硫漿液閃蒸蒸汽冷凝形成的冷凝水，總硬度不高于0.3 mmol/L。今年，華能清能院還將在營(yíng)口熱電廠建設(shè)國(guó)內(nèi)首套基于脫硫漿液閃蒸提熱的煙氣余熱深度回收利用技術(shù)的工業(yè)示范工程。工程建成后將在33萬(wàn)千瓦機(jī)組上回收20MW的熱量用于居民集中供熱，折合新增供熱面積43.3萬(wàn)平方米，可有效解決電廠的供熱擴(kuò)容難題。

該技術(shù)對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤電廠增加供熱能力、提高脫硫系統(tǒng)效能、節(jié)能節(jié)水環(huán)保等具有重要意義，技術(shù)成果轉(zhuǎn)化到項(xiàng)目中將為華能集團(tuán)提供一條新的低碳清潔供熱途徑。

海拉爾熱電廠閃蒸提熱試驗(yàn)臺(tái)

為了打造綠色技術(shù)創(chuàng)新高地，無(wú)論是智慧供熱還是余熱回收，華能清能院在傳統(tǒng)燃煤機(jī)組從粗放到精細(xì)化創(chuàng)新道路上始終砥礪前行，努力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化再優(yōu)化，余熱挖潛再進(jìn)步，為火電轉(zhuǎn)型升級(jí)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。