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中国能源研究会王凡:智慧电厂建设必将引领发电企业走向变革发展新时代——2018年智慧电厂论坛(二期)

北极星电力网新闻中心  来源:电力头条APP    2018/7/25 10:48:25  我要投稿  

北极星火力发电网讯:建设智慧电厂就是在智能发电的基础上,通过发电与其他产业的融合延伸,建设“智慧电厂”也是提升发电企业的综合竞争力的必然选择,“智慧电厂”建设必将引领发电企业走向变革发展的新时代。中国能源研究会副秘书长、节能减排中心主任王凡2018年智慧电厂论坛(第二期)上发表了题为《建设智慧电厂 引领创新发展》的演讲时称。北极星电力网全程对会议进行直播,如需了解更多的会议直播,请联系微信号:13693626116

党的十九大报告指出,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,正处在一个转变发展的方式和优化经济结构、转换增长动力的攻关期,中央经济工作会议也提出了“高质量”发展的时代命题,为中国经济下一步的发展指明了方向,对于电力行业而言,“高质量”就是要“高效率、高效益、深度清洁”。

随着国家“两化”融合方针和节能减排政策的驱动,数字化电厂、智能发电、智慧电厂的建设已经成为发展趋势。大数据、物联网、移动互联、云计算等信息为智能发电、智慧电厂的建设提供了支撑。我国智慧电厂的建设工作已经展开了,有的已经进入实际的运行阶段。大唐南京电厂在这方面做了一些探索和实践,大唐姜埝燃机电厂也做了实践,还有国家能源大渡河公司,等等。

国家发改委能源局提出了智能发电以及智慧能源,现在我们电力企业也在从事智慧电厂的实践,这三个概念上是有区别的。

直播地址:2018年智慧电厂(第二期)

智能发电,我们理解主要是针对发电的工艺过程,利用现代的技术替代人,按预设的一些程序,实现对发电过程的智能化监控、操作和管理。智能发电肯定是智慧电厂的一个重要的基础,也是我们将来实现智慧能源所必不可少的组成部分。

中国工程院院士刘吉臻,对智能发电的概念做过定义。南京科远集团刘国耀董事长对智慧电厂也提出了自己的观点,东南大学王培红教授对智慧电厂也有独特的见解,华北电力大学李彦斌教授对智慧电厂也有自己看法。

这几年,各发电集团都在对新型数字化电厂、智能化电厂、智慧电厂的建设进行研究和探索。“智能发电”已经成为行业发展的共识,并且为建设智慧电厂提供了前提,对于全面提高我国电力系统运行效率、保障安全、经济、高效、清洁的电力供应具有重要的意义。

电力的广泛应用带动了第二次工业革命,电力技术的发展为人类社会和经济发展提供了重要的支撑和保障,传统的电厂是以发电为主,发电就是主业,但是在新的时代,单一的发电企业会面临更多的经营压力,面临的压力越来越大,不能完全适应社会的要求,主要是三个方面的原因。

第一,我们发电工艺本身的原因。纯凝发电机组,大部分热源都会在汽轮机排气冷却中损失,我国电厂平均能源利用率只有34%,超超临界机组的效率也没有超过45%,我们现在在研究700度材料,将来700度材料商业化运行以后,效率也很难超过50%,就是说还有一半多的能源、资源并没有有效合理的利用。我们国家每年火电要消耗20亿吨煤,就是有超过一半的煤也烧了,但是没有有效利用,却照样在排放二氧化碳。

第二,我们新时代发电企业面临的一些困难和问题,尤其是我们有10.2亿装机的燃煤火电,面临电厂的负荷率低、发电小时数少、燃煤价格难以预测、机组灵活性调节要求高这些问题,单一的发电企业越来越难以提高它的效率和效益,缺乏市场的竞争力。

第三,新时代人们都要求建设绿水青山,向往美好生活,作为城市要处置大量的工业固废和城市垃圾、污泥,处置也是难度越来越大。像我们北京周围有成千的垃圾堆场,以后就没有地方堆了,我们火电企业具有巨大的消纳能力,这种能力又是一般企业不具备的,所以国家和社会对我们火电企业会寄予更多的希望。

建设智慧电厂就是在智能发电的基础上,通过发电与其他产业的融合延伸,刚才陆启洲副理事长说还有耦合,形成循环经济,提高能源和资源的利用率,并以特有的消纳能力为社会提供增值服务,承担更多环境保护和社会服务方面的功能,这些不仅可以成为我们电厂参与市场经济的资本,也是新时代生态环境建设和社会经济发展对电力企业的要求。

智慧能源也是国家能源局提出的一个概念,智慧能源是国家能源发展的战略目标,推进“互联网+智慧能源”发展指导意见当中指出,推动“互联网+智慧能源”是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,具有社会智能多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。

构建智慧能源的目的,是优化能源结构,增加可再生能源比例,促进化石能源清洁高效利用,提升能源综合效率,推动能源市场开放和产业升级,形成新的经济增长点,提升能源国际合作水平。

有了信息化、数字化、网络化、大数据、智能化等,并不能代表就是智慧电厂。智慧电厂最终离不开人,要用新的知识、新的思维和智慧不断创新。刚才黄院士说的,要用丰富、再丰富的心去创新,我们节能减排中心这几年在全国电力行业竭力的宣传推广电厂的节能减排创新技术,现在我们体会到,要以建设智慧电厂来引领我们的创新发展,与此同时,创新技术也在不断丰富智慧电厂的内容。

智慧来自群众,创新也并不神秘。以前有一位国务院的领导讲了两个故事,一个故事就是,有一个饮料厂生产饮料,经常得到投诉,说饮料灌不满,有的是空的,厂长就想怎么样解决从生产线上把没有灌满的饮料选出来,就在全厂招标,有博士、有硕士,大家都在想,用透视的办法、用称重的办法,最后有一个工人拿了一个电风扇放在传输带旁边,问题解决了,用电风扇对着通过的饮料罐吹,吹倒了就是没有灌或者灌的少的。就是说劳动人民有丰富的智慧。还有乒乓球,体积很小,但是要用作比赛用球,球壁就要均匀,当时没有好的检测方法,有一个工人想了一个办法,做了一个旋转的通道,让这个球从上面进入一个旋转的通道,旋到下面以后有一个出口,在出口正前方有一个筐,符合标准的球自然会落到筐里。因为这个球旋转以后,如果不均匀的话,就会跑偏,偏出去的就是不合格的。

其实我们劳动人民群众有很多的智慧,创新也不神秘。但是我们很多创新技术为什么推广起来有困难呢?这不是技术本身的问题,有体制的问题、有环境的问题,也有单位领导的问题。我们建设智慧电厂不仅要保障发电的安全、高效、清洁、低碳运行,也就是说要实现智能发电,还要不断地挖掘企业自身的潜力,刚才说到我们火电厂,大部分能源没有很好的利用,怎么挖掘潜力?一个要对生产工艺和过程进行创新,,二是要转变单一的发电模式,提高能源和资源的利用率,因地制宜的开发新的社会服务功能。

对发电生产工艺和过程的创新,这一点是非常艰难的,我们大部分电厂在搞的智能发电,主要还是实现生产过程的自动化,对生产工艺过程本身的创新考虑的并不多,而这方面的创新又受到一些约束,受到一些火电生产规程的约束。上海申能的冯伟忠教授研究了一系列的创新技术,包括弹性回热技术、邻炉加热技术、集中变频技术、智能吹灰技术、全天候脱硫脱销技术、发电机组高低位布置技术、亚临界机组升温改造技术等等,每一项技术都不是单一的技术,都是从系统考虑。就是刚刚黄院士说的,系统性、协调性。冯伟忠教授曾经三次被美国工程师协会邀请到美国去,在年会做报告,美国工程师协会秘书长称冯伟忠教授介绍的任何一项技术放到美国一位工程师的身上,都可以称作为终身成就。但是这些技术在国内推广,我们也是花了很大很大的力气,开始接受的人很少,包括当时的五大电力集团对这一问题都持怀疑,包括当时到国家能源局电力司的个别领导,也说即便你成功了也推广不了,人家不愿意推广。但是我们认为这些创新技术对电力行业影响非常大,于是我们决心做这件事情。我们首先在华润电力集团推广,华润电力集团非常支持,当时我们陪着华润电力集团董事局周俊卿主席带着电厂厂长一起去上海外三学习,经过几次调研、考察,华润电力首先愿意进行实验,后来在华润徐州铜山电厂2台百万机组用冯伟忠的技术改造,改造结果百万机组供电煤耗下降10 克以上,测试的时候是14克。开始铜山电厂也有担心,因为没有做过,冯伟忠说可以,没关系,我给你签承诺书,我保证你下降7克,如果下降不到7克可以重罚我,如果超过7克适当给我一些奖励,实际情况是下降10克以上,而且针对我们国家一些大容量的机组,经常是低负荷运行的情况,又做了特别的调整,负荷率50%的情况下,与原来相比煤耗下降18克。

全天候脱硝技术也是世界首创。电厂负荷率低的时候,由于烟温低,脱硝装置是不能运行的,催化剂要中毒,环保部门也允许旁路,但是不脱硝就会对大气有排放,冯伟忠教授以他独特的智慧来解决这个问题,他把电厂的省煤器反过来用,从汽轮机后端抽出蒸汽来加热省煤器里面的水,用水的温度再来加热烟气,让烟气保持在300度左右,所以脱硝装置可以365天、24小时全天候运行。带来的结果,一是排放达标了,可以拿奖励;另外,催化剂也不中毒了,所以他们脱硝的催化剂用了5万小时也不用换。在我们其他电厂基本上过几年就要换的,一层一层的换,今年换这层、明年换那层,百万机组基本上换一层都要1千多万。

发电机组高低位布置,现在正在安徽的平山电厂二期建设,就是把汽轮机的高压缸提到锅炉的顶端去了,这样就省掉200多米的高温高压管道,用600度的设备和材料能够实现接近700度的效率,当然这里面要解决振动问题、膨胀的问题,都些都有解决方案,这项工程已经在安徽平山开始实施了。现在我们对外讲的供电煤耗251克,全世界都在关注这个事情,也是作为我们国家煤电的示范项目在进行。

亚临界机组升温改造。我们国家亚临界机组很多,30万以上的亚临界机组有943台,有3.5亿千瓦,这一部分效率都比较低、煤耗比较高,我们国家要求2020年所有的在役机组煤耗达到310克以下,新建机组300克以下,实际上亚临界机组有的340、450克的都有。这类机组过去想过很多办法,但是性价比不是很好,冯伟忠教授利用他多年的经验,感到超临界机组降压运行的时候,降到一定程度就是亚临界运行,所以把亚临界机组通过升温办法,可以改动少、效益比较好。锅炉基本上不要变,给水系统也不要变,受热面要改一下,增加一些受热面,高温、高压管道要换,汽轮机、高中压缸要换,低压缸可做一下通流改造。这样30万的机组,煤耗可以做到290克以下,可以跟现在超超临界机组实际运行水平差不多,这项技术比高低位布置的意义还要重大,因为我们国家前期已经把30万的机组列入淘汰了,而且今年的国务院政府工作报告里面也讲,说要加速淘汰不达标的30万以上的机组。我们向国家能源局汇报以后,国家能源局也重视这个问题,现在已经在安徽的铜山一期开始改造了,能源局重点关注这个项目。这个技术在电厂里边综合的应用,我们还在抓一个点,就是大唐的吕四电厂,综合运用冯伟忠的技术,供电煤耗可以降低25克,达到276克的供电煤耗,这些创新技术都不是单个设备的改造,是系统的考虑,一个改造项目可以同时在其他的系统里边也产生影响。

我们电厂,尤其是火电厂,还有没有充分利用的资源,刚才陆启洲副理事长也说了,我们在常熟开了一个循环经济的研讨会,介绍了很多经验,华润的广西贺州电厂建成了一个循环经济产业园,电厂、啤酒厂、水泥厂都建在一块,电厂向啤酒厂供气,水泥厂用电厂的粉煤灰,给电厂提供脱硫的原料。最值得称赞的是,贺州电厂运用废浆液来替代石灰粉进行脱硫,当地是全国的大理石加工基地,加工大理石有很多废液流到河里面成为“牛奶河”,影响了当地经济的发展,现在电厂已经成功的运用废浆液来替代石灰粉进行脱硫,不用再开采石灰石山体了,保护了环境,支持了地方经济,也为电厂增加了效益,每年都有2千多万的收益。

国电投霍林河循环经济区项目,建坑口电站烧低质煤,和风电、太阳能结合起来,和电解铝生产结合起来,形成一个独立运行的系统,实现风、光、清洁能源大比例就地消纳,风电利用超出了3400小时,基本没有弃风,而且为电解铝提供了10%的电能,拉动了上下游产业的协调发展,每吨铝的成本降低将近1千元。就是在全国燃煤电厂效益下降,很多企业亏损的情况下,他们仍然保持了大幅的盈利,这就是循环经济的魅力。

电厂在新的形势下还可以为社会提供更多的服务功能。发电将来会成为企业中的一部分,电厂还可以集中向周围和社会提供热能,以及利用低谷电来生产压缩空气、氧气、氢气,为社会企业提供动力源。电厂还可以用特有的消纳能力,耦合燃烧生物质燃料,消纳城市垃圾,工业固废,还有城市污泥。

华润常熟电厂建了一个30万的污泥消纳装置,可以把全市的污泥全部消纳,脱水,然后进锅炉燃烧。常熟电厂利用向外供热,供压缩空气,还有耦合燃烧污泥等等,循环经济的收益就占到厂里面收益的1/3。

华润洛阳热电厂,把城市每年40万吨垃圾全部消纳,每天处理工业固废100吨,处理城市的污泥500吨,为社会作出了贡献。像这样的企业你想停产、市政府都不会让的。

建设智慧电厂需要探索,需要在实践中不断的丰富和完善,并不用强调一步到位。刚才陆启洲副理事长部长也说了,我们不要太多的争论,我们要的是实际行动,应该围绕电厂的“安全、高效、清洁、环保”,结合企业和当地的实际情况,以解决问题为导向,切实提高企业的效率和效益,实现与环境的友好相处,促进地方经济的发展,支持人们实现美好的生活。

建设“智慧电厂”也是提升发电企业的综合竞争力的必然选择,我们相信在全球电力工业技术变革创新的浪潮中,在更加激烈的市场竞争中,通过千万电力人的不懈努力,“智慧电厂”建设必将引领发电企业走向变革发展的新时代。

(发言为电力头条App根据速记整理,未经本人审核)

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