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华电集团智能供热能源示范项目一举成功

北极星电力会展网 来源:中国电力新闻网 作者:赵冉 2019-09-18 10:06:53

辽宁省丹东市依江而建,沿着鸭绿江而形成的狭长的地域上,热网系统平面图犹如一艘启航的船。丹东金山热电有限公司(以下简称“丹东金山热电”)就在这艘船的船舱中心位置,形成热力管网分左右两路延伸的格局。

“丹东金山热电共有2台30万千瓦热电联产机组,设计最大供热面积是1350万平方米,而经过系列技术改造后目前最大供热能力已达1800万平方米,远超设计值,极大提升了企业赢利能力。去年,我们紧紧依托智能热网,全面开展热网经济运行工作,降耗明显,成果喜人,仅热网侧就节约水、电、热成本合计2300余万元。”在金山热电供热分公司营业厅,供热分公司副总经理于丽军告诉记者。

作为华电集团“互联网+”在智能供热系统中的应用研究及工程示范的实施电厂,丹东金山热电展现出了国家能源局“互联网+”智慧能源示范项目的“超能力”,诠释着传统火电企业的转型升级。

把不用的电降下来把需要的热提上来

没有哗哗下流的“水帘洞”,没有热腾腾的蒸汽,这种别样的冷却塔是记者对丹东金山热电最直观的印象。

“这是因为我们采用了热电机组冷端近零损失技术。”丹东金山热电运行部主任杜刚介绍说,以“热电机组节能增效、火电灵活性提升”为目的,华电电力科学研究院有限公司(以下简称“华电电科院”)对丹东金山热电机组进行了一系列关键技术开发和改造。

1号机组进行了热泵余热回收技术改造,回收循环水余热。“热泵设在热网水回来之后进首站之前,用提取的热先对它进行加热。通过这项“发电与热泵耦合的梯级供热技术”,1号机组回收机组循环水排水余热131兆瓦,回收的余热用于满足丹东市基础热负荷。

2号机组采用的是新型凝抽背技术。把中低压缸之间的阀门关死,在阀门边上加开一个冷却旁路,低压缸不进汽,原本供低压缸的蒸汽直接变成采暖蒸汽抽出来,低压缸没有了冷端损失,大大增加了供热能力。

“当前我国集中供热系统的一次能源消耗水平,比欧洲同纬度甚至更高纬度国家的能耗高出一倍以上。国内供热采取总量控制、均匀供热,由于热网与电厂相分离,首站给定总流量后,各换热站分摊,不是按需索取,造成极大的浪费。”谈起改造的思路,华电电科院供热技术部主任郑立军告诉记者。

除了热泵余热回收和新型凝抽背技术,全工况抽汽集成技术、蓄热调峰技术、耦合系统经济性运行策略研究等共同构成了“热电机组冷端近零损失技术”。

“在电负荷低的情况下,还要承担供热的责任,这个时候就需要去找热源。全工况抽汽集成技术是一种耦合采暖抽汽、工业抽汽、再热蒸汽抽汽等多抽汽方式的全工况抽汽高效集成系统,把它融合到采暖供热的需要里面去,并结合辅助电力调峰政策,制定供热机组经济性的全工况运行策略,实现梯级高效供热。”郑立军说。

据介绍,北方新能源发展迅速,冬天正是风资源很好的时候,但是冬天又是北方采暖季,供热的热电联产机组必须高负荷运行。丹东金山热电改造的目的就是让火电为新能源让路,解决热电联产在低负荷情况下如何保证供热能力的问题。

换热站智能化运行监控中心远程调节

在绵延几十千米的金山热电供热管网上,共有200多个换热站。供热管网的大管道粗达1.2米,中间还有很多细的支状管网。靠近电厂的居民家中暖和,供热末端的居民家中温度不足是“正常现象”。这其中重要原因是水力平衡没做好。

“管网水力平衡技术用于解决变流量时引起管网水力工况差、冷热不均现象严重等问题,我们基于网源一体的水力计算数学模型,对水压图、流量等参数分布进行分析,解决了管网水力失调和管网震荡现象。”郑立军表示,在丹东的居民小区还散落着许多测温点,居民家里温度有没有达标在监控中心一目了然。

记者在金山热电供热分公司的监控室看到的“智能热网架构图”上显示,在电厂侧有“网源一体化调控模块”,在热力公司侧的调度中心有“智能控制策略”,在电厂侧和热力公司侧之外,还有“智能热网综合管理平台信息系统”。

郑立军说:“热电联产作为综合能源系统的一种类型,是能源互联网建设中最重要的板块之一。我们的示范项目基于热力企业生产、运营及管理需求,将先进节能技术与互联网技术结合,进行供热系统的信 息物理耦合,创新生产技术和管理运营模式,实现生产、管理效率的最大化。”

据介绍,网源一体化智能调控技术分为“一站一优化”智能调节技术、管网水力平衡技术、基于数据挖掘的热网运行决策研究、厂网一体化预测调节、监控中心智能化升级等。

“原来供热管网布局不合理,热网存在水力失衡现象,加上换热站设备陈旧,自动化水平低,人工调整无法与天气及热网参数的变化同步,造成热网能耗高,对企业经济效益产生不利影响。通过智能热网建设,热网水力工况变好了,换热站也实现了无人值守,运行数据实时上传至热网监控中心,结合优化曲线对换热站进行动态实时调整,热网运行调整变得快捷、高效、精确。在保证热用户室温稳定的前提下,提高了热网运行效率,节约了成本,实现企业美誉度与用户满意度的共赢。”于丽军说。

在互联网的技术支撑下,丹东金山热电建立了智能热网信息化平台,将收费系统、营销系统、能耗分析系统、运行管理系统、客服系统等集成于一体,推进了供热系统的信息物理集成,实现远程的在线监控、节能诊断与智能调节。

经济效益立竿见影社会效益源远流长

在华电集团“互联网+”在智能供热系统中的应用研究及工程示范体系中,丹东金山热电完成了热电机组节能增效、火电灵活性提升改造和网源一体化智能调控改造,而华电邹城热力有限公司完成了智能供热信息化平台建设。这些改造给两家企业带来了丰厚的收益。

2017~2018年采暖季,丹东金山热电平均供电煤耗率228.25克/千瓦时,比2018年纯凝期下降107.4克/千瓦时。一个采暖季通过热泵实现节煤5.15万吨,通过网侧智能改造实现节煤2.34万吨,按煤价折成节煤收益6315万元。根据辽宁省的调峰补贴,2017~2018年采暖季,金山热电通过电蓄热锅炉实现电力调峰收益达9076万元。此外,一个采暖季还节电约132.8万千瓦时,节水约108万吨,根据电价、水价所得效益为444万元,一个采暖季经济效益总和高达15835万元。

华电邹城热力有限公司仅通过智能供热信息化平台建设一个采暖季节热为18.8万吉焦,按热价折成节热收益为674.5万元。另外,节电约96.8万千瓦时,节水约6.98万吨,根据电价、水价所得效 益为99.7万元。一个采暖季经济收益共计为774.2万元。一个采暖季节能效果,相当于减排二氧化碳为2.05万吨,二氧化硫为187.2吨,氮氧化物为54.6吨,粉尘0.55万吨。

“我们研究解决的主要是三个事情,一是增加电厂的供热能力,二是提高机组电力调峰能力,三是使热网侧运行更经济、高效。”郑立军表示。

示范项目的社会效益也可圈可点。项目通过火电机组的热电解耦运行,深度发掘发挥了火电机组的调峰潜力:不利用电蓄热锅炉时,机组出力可降至30%以下;耦合电蓄热调峰时,可实现机组电力零上网,达到极深度调峰,促进了电网对新能源电力的消纳,间接产生了良好的减排效益。

此外,通过检修管理系统、客户服务系统和经营收费系统,实现了企业对用户投诉、咨询等信息的及时处理与反馈,提升了客服效率,提升了居民采暖的舒适度,增加了居民采暖的满意度。

“以前暖气费要到银行去交,现在用微信就可以了。”丹东市居民张先生乐呵呵地对记者说。

原标题:智慧能源示范项目调查:智能供热一举成功

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