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智慧能源示范項目調查:智能供熱一舉成功

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國電力新聞網 發布時間:2019-09-18 瀏覽:
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項目名稱:“互聯網+”在智能供熱系統中的應用研究及工程示范   

項目背景:項目由中國華電集團有限公司申報,華電電力科學研究院有限公司技術牽頭,丹東金山熱電有限公司、華電鄒城熱力有限公司落地示范,旨在利用先進的信息通信技術和互聯網平臺的優勢,實現與傳統供熱行業的融合,提升供熱的現代化水平。

驗收時間:3月21日

達成目標:項目以形成供熱行業的新型生產消費體系和管控體制為目標,進行智能供熱示范項目建設,主要建設內容包括智能熱網平臺建設、熱力生產運行智能化、網源一體化協調控制、火電機組靈活性提升、企業管理智能化和客戶管理智慧化。

遼寧省丹東市依江而建,沿著鴨綠江而形成的狹長的地域上,熱網系統平面圖猶如一艘啟航的船。丹東金山熱電有限公司(以下簡稱“丹東金山熱電”)就在這艘船的船艙中心位置,形成熱力管網分左右兩路延伸的格局。

“丹東金山熱電共有2臺30萬千瓦熱電聯產機組,設計最大供熱面積是1350萬平方米,而經過系列技術改造后目前最大供熱能力已達1800萬平方米,遠超設計值,極大提升了企業贏利能力。去年,我們緊緊依托智能熱網,全面開展熱網經濟運行工作,降耗明顯,成果喜人,僅熱網側就節約水、電、熱成本合計2300余萬元。”在金山熱電供熱分公司營業廳,供熱分公司副總經理于麗軍告訴記者。

作為華電集團“互聯網+”在智能供熱系統中的應用研究及工程示范的實施電廠,丹東金山熱電展現出了國家能源局“互聯網+”智慧能源示范項目的“超能力”,詮釋著傳統火電企業的轉型升級。

把不用的電降下來把需要的熱提上來

沒有嘩嘩下流的“水簾洞”,沒有熱騰騰的蒸汽,這種別樣的冷卻塔是記者對丹東金山熱電最直觀的印象。

“這是因為我們采用了熱電機組冷端近零損失技術。”丹東金山熱電運行部主任杜剛介紹說,以“熱電機組節能增效、火電靈活性提升”為目的,華電電力科學研究院有限公司(以下簡稱“華電電科院”)對丹東金山熱電機組進行了一系列關鍵技術開發和改造。

1號機組進行了熱泵余熱回收技術改造,回收循環水余熱。“熱泵設在熱網水回來之后進首站之前,用提取的熱先對它進行加熱。通過這項“發電與熱泵耦合的梯級供熱技術”,1號機組回收機組循環水排水余熱131兆瓦,回收的余熱用于滿足丹東市基礎熱負荷。

2號機組采用的是新型凝抽背技術。把中低壓缸之間的閥門關死,在閥門邊上加開一個冷卻旁路,低壓缸不進汽,原本供低壓缸的蒸汽直接變成采暖蒸汽抽出來,低壓缸沒有了冷端損失,大大增加了供熱能力。

“當前我國集中供熱系統的一次能源消耗水平,比歐洲同緯度甚至更高緯度國家的能耗高出一倍以上。國內供熱采取總量控制、均勻供熱,由于熱網與電廠相分離,首站給定總流量后,各換熱站分攤,不是按需索取,造成極大的浪費。”談起改造的思路,華電電科院供熱技術部主任鄭立軍告訴記者。

除了熱泵余熱回收和新型凝抽背技術,全工況抽汽集成技術、蓄熱調峰技術、耦合系統經濟性運行策略研究等共同構成了“熱電機組冷端近零損失技術”。

“在電負荷低的情況下,還要承擔供熱的責任,這個時候就需要去找熱源。全工況抽汽集成技術是一種耦合采暖抽汽、工業抽汽、再熱蒸汽抽汽等多抽汽方式的全工況抽汽高效集成系統,把它融合到采暖供熱的需要里面去,并結合輔助電力調峰政策,制定供熱機組經濟性的全工況運行策略,實現梯級高效供熱。”鄭立軍說。

據介紹,北方新能源發展迅速,冬天正是風資源很好的時候,但是冬天又是北方采暖季,供熱的熱電聯產機組必須高負荷運行。丹東金山熱電改造的目的就是讓火電為新能源讓路,解決熱電聯產在低負荷情況下如何保證供熱能力的問題。

換熱站智能化運行監控中心遠程調節

在綿延幾十千米的金山熱電供熱管網上,共有200多個換熱站。供熱管網的大管道粗達1.2米,中間還有很多細的支狀管網。靠近電廠的居民家中暖和,供熱末端的居民家中溫度不足是“正常現象”。這其中重要原因是水力平衡沒做好。

“管網水力平衡技術用于解決變流量時引起管網水力工況差、冷熱不均現象嚴重等問題,我們基于網源一體的水力計算數學模型,對水壓圖、流量等參數分布進行分析,解決了管網水力失調和管網震蕩現象。”鄭立軍表示,在丹東的居民小區還散落著許多測溫點,居民家里溫度有沒有達標在監控中心一目了然。

記者在金山熱電供熱分公司的監控室看到的“智能熱網架構圖”上顯示,在電廠側有“網源一體化調控模塊”,在熱力公司側的調度中心有“智能控制策略”,在電廠側和熱力公司側之外,還有“智能熱網綜合管理平臺信息系統”。

鄭立軍說:“熱電聯產作為綜合能源系統的一種類型,是能源互聯網建設中最重要的板塊之一。我們的示范項目基于熱力企業生產、運營及管理需求,將先進節能技術與互聯網技術結合,進行供熱系統的信   息物理耦合,創新生產技術和管理運營模式,實現生產、管理效率的最大化。”

據介紹,網源一體化智能調控技術分為“一站一優化”智能調節技術、管網水力平衡技術、基于數據挖掘的熱網運行決策研究、廠網一體化預測調節、監控中心智能化升級等。

“原來供熱管網布局不合理,熱網存在水力失衡現象,加上換熱站設備陳舊,自動化水平低,人工調整無法與天氣及熱網參數的變化同步,造成熱網能耗高,對企業經濟效益產生不利影響。通過智能熱網建設,熱網水力工況變好了,換熱站也實現了無人值守,運行數據實時上傳至熱網監控中心,結合優化曲線對換熱站進行動態實時調整,熱網運行調整變得快捷、高效、精確。在保證熱用戶室溫穩定的前提下,提高了熱網運行效率,節約了成本,實現企業美譽度與用戶滿意度的共贏。”于麗軍說。

在互聯網的技術支撐下,丹東金山熱電建立了智能熱網信息化平臺,將收費系統、營銷系統、能耗分析系統、運行管理系統、客服系統等集成于一體,推進了供熱系統的信息物理集成,實現遠程的在線監控、節能診斷與智能調節。

經濟效益立竿見影社會效益源遠流長

在華電集團“互聯網+”在智能供熱系統中的應用研究及工程示范體系中,丹東金山熱電完成了熱電機組節能增效、火電靈活性提升改造和網源一體化智能調控改造,而華電鄒城熱力有限公司完成了智能供熱信息化平臺建設。這些改造給兩家企業帶來了豐厚的收益。

2017~2018年采暖季,丹東金山熱電平均供電煤耗率228.25克/千瓦時,比2018年純凝期下降107.4克/千瓦時。一個采暖季通過熱泵實現節煤5.15萬噸,通過網側智能改造實現節煤2.34萬噸,按煤價折成節煤收益6315萬元。根據遼寧省的調峰補貼,2017~2018年采暖季,金山熱電通過電蓄熱鍋爐實現電力調峰收益達9076萬元。此外,一個采暖季還節電約132.8萬千瓦時,節水約108萬噸,根據電價、水價所得效益為444萬元,一個采暖季經濟效益總和高達15835萬元。

華電鄒城熱力有限公司僅通過智能供熱信息化平臺建設一個采暖季節熱為18.8萬吉焦,按熱價折成節熱收益為674.5萬元。另外,節電約96.8萬千瓦時,節水約6.98萬噸,根據電價、水價所得效   益為99.7萬元。一個采暖季經濟收益共計為774.2萬元。一個采暖季節能效果,相當于減排二氧化碳為2.05萬噸,二氧化硫為187.2噸,氮氧化物為54.6噸,粉塵0.55萬噸。

“我們研究解決的主要是三個事情,一是增加電廠的供熱能力,二是提高機組電力調峰能力,三是使熱網側運行更經濟、高效。”鄭立軍表示。

示范項目的社會效益也可圈可點。項目通過火電機組的熱電解耦運行,深度發掘發揮了火電機組的調峰潛力:不利用電蓄熱鍋爐時,機組出力可降至30%以下;耦合電蓄熱調峰時,可實現機組電力零上網,達到極深度調峰,促進了電網對新能源電力的消納,間接產生了良好的減排效益。

此外,通過檢修管理系統、客戶服務系統和經營收費系統,實現了企業對用戶投訴、咨詢等信息的及時處理與反饋,提升了客服效率,提升了居民采暖的舒適度,增加了居民采暖的滿意度。

“以前暖氣費要到銀行去交,現在用微信就可以了。”丹東市居民張先生樂呵呵地對記者說。

關鍵字:智慧能源

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