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傳統能源清潔高效利用一直是未來科學城能源谷重要的技術創新方向之一。在能源谷入駐企業中國華能清潔能源技術研究院(以下簡稱華能清能院)通過新技術、新手段為燃煤機組降碳減排,已取得喜人新進展。
01
源網協同——智慧供熱助力降能耗
早在2021年初,華能集團董事長舒印彪通過國資小新表示,推進數字化轉型是實現公司戰略目標的必由之路。在華能清能院系統優化部,就有一支團隊致力于通過現代化、科學化、智能化的方式在系統工程層面提升供熱技術以適應綠色發展需求,解決問題的核心技術之一是人工智能按需供熱能耗管理系統,即智慧供熱。目前,華能清能院研究人員已成功開發了具有自主知識產權的智慧供熱平臺并應用于多個大型熱電聯產企業,既可保障居民供熱,又能服務工業生產。
供熱是民生之本,在我國能源結構中占據了舉足輕重的地位,華能清能院就瞄準了粗放型供熱下的節能降耗。在同一棟居民樓中,常常出現冷熱不均的情況,邊角位置容易散熱導致溫度低,有的戶內過熱,居民需要開窗,就浪費了熱能,有的戶內偏冷,導致居民去放氣排水,又浪費了水;戶外氣溫的高低等外部因素都會導致室內溫度動態變化。華能清能院針對高寒地區成功實施了智慧供熱,通過開發熱網智能設備管理及大數據預警分析平臺,實現熱網設備的健康度檢測、狀態診斷和故障提前預警等功能,實現了在居民小區供熱二次管網的系統優化。項目通過基于大數據分析的負荷預測技術以及基于物聯網閥的二次網平衡技術,試點熱力站測試期間熱耗降低8.3%,電耗降低24.3%,節水16%,有效避免了冷熱不均現象。
在工業園區項目中,智慧供熱同樣收到了顯著的節能效果。工業園區用能量大,生產需求波動明顯,原先的粗放型供熱存在著無法與需求側同步、響應嚴重滯后等問題。華能清能院成功實施了華能集團第一個基于工業蒸汽的智慧供熱項目,通過搭建蒸汽供熱綜合管控平臺,實現GIS地理信息展示、供熱系統離線仿真分析、供熱系統運行狀態監測分析、供熱系統運行實時仿真分析、負荷預測、資產管理等功能。項目實施后,根據管損情況,給出中壓低壓母管過熱度建議,通過提高過熱度等手段,將管損從6%降低到3%。根據實時電負荷與熱負荷數據,以及負荷預測結果,給出源側配汽建議,實現源網協同,降低機組能耗,供熱成本降低最高可達1g標煤/kg蒸汽。
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△ 電廠考察智慧供熱項目
針對既有居民區、又有工業區的很多城市區域,熱電需求更加復雜多變。華能清能院還成功實施了民用供熱和工業蒸汽綜合信息一體化的智慧供熱項目。項目建設了涵蓋熱源生產數據、民用和工業熱網管線監控、安全性和經濟性調控、熱力站監控、智慧化的客服收費、預警告警、數據查詢、報表分析等生產和運行數據監控分析平臺。目前工業蒸汽模塊已經成功投運,民用供熱模塊的測試版已上線。系統上線后,負荷預測精度可達到95%以上,通過人工智能算法優供熱調度,實現按需精準供熱,供熱能耗比傳統人工調度降低1.5%。
02
余熱回收——低溫余熱再深度挖潛
近年來,北方地區城市建設快速發展,居民對于生活品質要求也不斷提高,部分熱電聯產機組已滿負荷運行,供熱能力不足,沒有富余供熱能力接帶城市新增供熱負荷。
華能清能院的研發團隊創造性地提出利用閃蒸提熱技術,成功實現脫硫漿液余熱的清潔、高效、低成本回收。華能清能院這項原創技術,巧妙利用濕法脫硫工藝中漿液的沸點會隨著環境壓力降低而降低的特性,建立一個真空相變環境,使脫硫漿液發生閃蒸,產生負壓蒸汽攜帶汽化潛熱輸送至吸收式熱泵加熱熱網回水,使得這部分低溫余熱成功轉化成供熱能量源。
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△ 海拉爾熱電廠閃蒸提熱試驗臺
基于該技術,研發團隊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小時變工況連續試驗,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,華能清能院將在營口熱電廠建設國內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的工業示范工程。工程建成后將在33萬千瓦機組上回收20MW的熱量用于居民集中供熱,折合新增供熱面積43.3萬平方米,有效解決了電廠的供熱擴容難題。
該技術對熱電聯產燃煤電廠增加供熱能力、提高脫硫系統效能、節能節水環保等具有重要意義,技術成果轉化到項目中將為華能集團提供一條新的低碳清潔供熱途徑。
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《“十四五”時期未來科學城發展規劃》明確提出能源谷布局碳減排與碳中和新賽道,打造綠色技術創新高地。無論是智慧供熱還是余熱回收,能源谷華能清能院在傳統燃煤電機的老路上砥礪前行,不斷創新,在從粗放到精細的道路上永不放棄,系統優化再優化,余熱挖潛再進步,為火電轉型升級提供強有力的支撐。








