华润电力（海丰）刘英伦：CCUS成为减碳必不可少的途径

“气候变化给人类生存和发展带来了严峻的挑战，如何采取方式积极应对气候变化，这也是国际上的共识，尤其是国家在2020年9月提出了2030年碳达峰，2060年碳中和的目标，对于火力发电厂，在建和已经建成的火力发电厂如何脱碳，也是一个非常重要的题目。从国际上来讲，CCUS是一个减碳必不可少的途径”

——华润电力（海丰）有限公司副总经理刘英伦

4月27日，华北电力大学技术转移转化中心与中关村华电能源电力产业联盟联合主办的2021年智慧电厂论坛（第一期）在广东深圳成功举办。 华润电力（海丰）有限公司副总经理刘英伦主旨发言。

直播专题:2021年智慧电厂论坛（第一期）

文字实录如下：

大家好，我叫刘英伦，在海丰县电厂担任副总经理，并推动了智能电厂CCUS开发、建设和运营。很高兴分享智慧电厂介绍及CCUS（碳捕集、利用与封存技术）应用。

分享分为五部分：

第一、华润公司介绍

海丰公司隶属于华润集团，华润集团前身是1938年在香港成立的联合行，1948年更名为华润公司，在1983年改组成立了华润集团有限公司，2003年归属于国务院国资委直接监管。

华润集团有五大业务领域，旗下有7家香港上市公司，这里面包括华润电力、华润水泥、华润医药、华润医疗、华润燃气、华润置地和华润啤酒。

五大业务板块跟我们息息相关的有华润万家、怡宝、三九胃泰、东阿阿胶、华润置地、华润电力、华润金融。

第二、华润电力

华润电力成立于2001年，2003年11月12日在香港主板上市，总资产目前有2300亿港元，总装机容量5000万千瓦，业务涉及到风电、火电、水电、光伏发电和分布式能源、售电以及智慧能源、煤炭等领域。

华润电力实行的是总部、大区、区域、公司的2.5级管控模式，我们在全国有7个区域，海丰就属于区域公司。

第三，华润电力海丰公司介绍

海丰公司位于深汕特别合作区，这是汕尾的四个镇组成的，深汕合作区由深圳管理，属于深圳的第11个区。海丰项目是最早进入深汕合作区的，同时也是电源的支撑点，我们通过500千伏的两个高压线直进东莞的变电站，然后给深圳和东莞供电。

海丰公司也是华润电力独资新建的特大型火力发电厂，也是华润电力在全国的6个百万电厂之一，也是广东省首个百万超低排放的机组，一期是两台1050兆瓦的机组，同时配套了10万吨的煤码头和3000吨的重件码头，总投资66.4亿，两台机组分别于2015年3月和5月转入商业运营，同时我们也是国家优质工程、中国电力优质工程奖获得者。我们三大主机是哈尔滨的锅炉、上海汽轮机、发电机。

第四，海丰公司智慧电厂建设

首先，海丰智慧电厂建设的愿景，第一方面是立体化，利用信息技术固化流程再造成果，打通相对独立的系统，割裂业务流程和信息孤岛，共享信息资源，建造信息与功能有机的融合平台。信息智能部分也做了工作。第二方面是集约化，运用流程分析与优化，实现集中管控分散的生产环节要素，充分利用资源，提高工作效率及人均效益。第三方面是互动化，实现设备与设备、人与设备、人与人、电厂与用户、电厂与环境的实时互动。第四方面是智能化，我们也是利用大数据、云平台、机器学习、人工智能等技术进行数据的横向、纵向的集成，运用数据获取知识、服务企业什么经营的各个环节，实现全价值链的智能化。

智能化电厂整体的构架，技术体系分为四层：一是智能设备层，二是智能控制层，三是智能监控层，四是智能管理层。同时在每个部分都有设备管理界面，项目公司负责生产环境智能、运行智能和设备智能，这一块在现场已经全部实现，后续我会分板块介绍。

（见PPT）已经建成了设备层、控制层和监管层。

首先，大集控建设，在建设初期我和就采用大集控建设方式，原先传统的火力发电厂，不管是输煤、化水、脱硫脱销、除尘以及主控都是分散的控制，我们在设计和建设初期就把辅控的部分和主机单元设计集中控制，同时我们采用一体化的方式来进行整体规划、建设。这样有效减少中间环节，提高工作质量，同时也使机组保持最优的状态，也提高运行优化和智能化这部分的必要条件。人员空间优化的部分也便于值长统一管理，原先传统的火力发电厂的人员最少有20人，目前可以减少到9人。

APS一键启动，发电过程中的起机和停机过程是全自动化的，我们也知道在电厂启机或停机过程中，操作量是非常大的，我们通过一键启停的智能化控制来实现减少人员的参与和干扰，同时我们也避免起机或者停机过程中设备出现故障的情况下，如何去保证一键启停能够有序地进行。我们也设置了6个断点，包括辅助启动断点、锅炉上水、锅炉点火、冷机虫转并网、升降负荷断点、降压负荷断点，我们在不同的断点还能继续往前进行运转。

机组变负荷方面，我们也实现了自动巡航系统，实际这个电厂智能化的部分，都不是基于在信息的系统上实现的，都是在我们所说的E区，是在控制系统进行优化的，我们通过先进的算法和预控的技术，实现制粉系统、脱硫、循环和水处理系统，以及重要辅机部分，在电负荷过程中实现自动的启停和调整，达到少人值守，节能降耗的目标，这部分我们做了很多模型的建立，我们知道不同的负荷或者是不同的煤种，对于升降负荷的控制策略是不同的，我们也做了不同的模型，做了大量的模型之后输入到DCS系统。同时还有边界寻优、迭代算法、神经网络算法、自适应技术，达到自动巡航的目的。

还有智能吹灰系统，火力发电是定时定点吹灰的，它的缺点在于准确性有所降低，另外消耗大量的能源，我们智能吹灰是通过建立精准的功能模型，计算各区域作业面的清洁度，实时控制受热面的污染程度，平衡吹灰后锅炉热损失的减少，还有吹灰消耗蒸汽的成本，获利调整吹灰的方案，减少吹灰的频次，提高机组运行的精密性和安全性。

智能喷氨，喷氨能不能满足环保的要求，这和我们的控制策略是息息相关的，这一块就采用了网络控制升级的版本，在确保CEMS准确的情况下，采用基于渐进变量识别的技术进行控制、建模，我们根据出口的浓度、锅炉的风量、煤量等燃烧的情况，解决喷氨调节滞后、喷氨量大以及控制振荡等问题。

煤场自动化，海丰电厂有两台封闭煤场，它的作业比较大，因此我们做了一个煤场自动控制，激光三维扫描、精确定位技术手段，实现就地和远程全自动一键式控制堆取料机运行，原因是人在原型煤场的领域堆取料机进行控制，这部分就是进行了智能化，把整个操作都移到输煤控制室。自动定位、自动取料、自动堆料各种操作的模式，实现无扰动的切换。同时操作人员在远程控制室也能看到读取的料机的信息，包括煤种、煤质、煤量、煤位。

再一个是智能电除尘。电除尘的效果跟排放是否超标，同时能耗是否节约是有些矛盾的地方，如何既能够满足环保的要求，又能够节能降耗，我们也做了一些智能化的尝试，同时我们也把智能化尝试当中提供了6个档位，电除尘高压系统会根据负荷的变化，自动调节高频电压。另外也是根据烧的煤种和粉尘量、灰分的多少来做一个自动化的识别，进行电除尘智能化的管理。

还有二维码的管理。火力发电厂设备管理当中，信息化程度是非常高的，二维码系统，所有的设备信息都能体现出来，这一块是属于信息化，还不是智能化的部分，这部分所有设备的全周期、全价值链的管理都在系统中有所体现。在设备现场扫描二维码，就能把设备的型号、检修周期、缺陷、存在的问题都能够一目了然，能够诊断出设备前端的情况。

还有风险移动监控系统，这套系统也是基于火力发电厂设备安全方面存在的问题，在安全风险比较高的检修方面做了一些移动监控系统，能够实时监控到存在的安全隐患，在电脑端或者手机端能够实时监控到我们认为风险比较高的环节，对它进行定期管理。

下一个是人车定位系统。也有专家讲到人员定位，在车辆管理方面，电厂每天有200多辆车进出现场，因此也要对它们进行管理，定位车辆的位置，路径的跟踪，包括危险地带滞留的报警，包括车辆是否按照预定的路线行驶，这部分我们都会监控到，并且有报警系统，可以实时进行管控。

公司也成立了一个技术监控中心，这是公司与广东电科院合作建立的电厂技术监控中心，不光是海丰电厂，广东省所有百万电厂的数据都在这个监控系统里能够体现出来，有利于同行进行交流。同时这个监控系统我们构建了15个模块，涵盖了设备故障的诊断、运行状态的分析，包括机组节能、优化运行等模块，也实现了设备健康状况的预检、汽水品质诊断、控制回路品质评估，包括汽轮机转子寿命在线分析、实时节能数据分析以及运行参数寻优等功能。

FOS燃料全价值寻优系统，这是华润电力创新做的一套系统，这套系统中三个核心模块：数字化煤场模块、配煤方案寻优、掺烧寻优，基于这些功能，进行燃料全价值链的管理提升，使我们的效益能达到最优化，我们也通过掺烧使燃料部分综合单价最低，对购买燃料方进行综合成本的比较。

OOS操作寻优系统，这也是华润电力创新做的工作，这部分在火力发电厂，尤其是锅炉燃烧是非常复杂的过程，运行人员不同的操作，能耗是不同的，如何规范操作，如何把操作和绩效挂钩，另外如何取最优值方面，我们做了OOS操作寻优系统。操作寻优首先还是要建立模型，不同的煤种在锅炉中燃烧，它的结果还是有很大的差异，哪些部分能达到最优化，一方面我们进行实验，另外我们也寻找这个工况下在历史最好的能耗点，进行比对，我们设定标杆数据，跟标杆数据进行对比，指导运行操作的过程。

储能调频系统。我们建立了全国最大的配套的容量30兆瓦，每小时15兆瓦时的AGC调频系统。它也是对于完全智能化运行，包括流动性调峰、能源匹配方面起到非常重要的作用。

第五、海丰公司CCUS

CCUS大家比较陌生，C是碳的捕集，U是利用，S是封存。

气候变化给人类生存和发展带来了严峻的挑战，如何采取方式积极应对气候变化，这也是国际上的共识，尤其是国家在2020年9月份提出了2030年碳达峰，2060年碳中和的目标，对于火力发电厂，在建和已经建成的火力发电厂如何脱碳，也是一个非常重要的题目。

从国际上来讲，CCUS是一个减碳必不可少的途径。

海丰县建CCUS的背景。2009年广东省成为全国首批低碳试点省份，2012年CCUS项目列为广东省十二五中点项目，同时广东省发改委要求华润进行先行先试，启动了广东省CCUS示范项目的前期准备。在海丰电厂建成CCUS测试平台，以满足技术测试和产业研发的需求。2019年广东省给我们这个测试平台命名为广东省碳捕集测试中心。原广东省省长与英国能源部签署中英低碳联合声明，包括与华润签定这个可行性研究报告和协议。

在建设和投产方面，我们2018年1月开始建设，2019年5月正式投产。

介绍一下CCUS的工艺过程。

CCUS系统是抽取一部分的烟气，经过预处理单元。火力发电厂都实现了超低排放，粉尘、二氧化碳、氮氧化物浓度在国际上都是很先进的，到碳捕集这套系统中还需要进一步的除去粉尘，这个粉尘要降低到1PPM的浓度，包括氮氧化物和二氧化硫的排放都要降低。

碳捕集单元部分，这里有两种技术，第一种是胺法捕集方法，这是化学方法，在吸收塔和解吸塔中，胺液和烟气中的二氧化碳反应，最终获取98%的二氧化碳气体。第二种是膜法，也就是物理分析法，我们通过3D膜的方式获取95%的气体二氧化碳。

之后进入压缩提纯，变成液体二氧化碳，液体二氧化碳是99.9%的二氧化碳纯度，达到食品级。最后把二氧化碳进行存储，下一步进行利用或者是封存。

海丰CCUS测试平台的特点：测试平台贯穿了胺法和膜法，是世界第三、亚洲第一个基于超超临界燃煤机组多线程碳捕集测试平台，我们的膜是世界首套三级膜组件。我们已经播火了2万吨的二氧化碳，我们也进行了两种技术测试，同时也是广东省的示范项目。

（见PPT）这是我们开展测试的工作，我们开展了荷兰壳牌和美国MTR的测试。

应用方面，利用二氧化碳进行微藻固碳，一顿微藻能固化1.76吨的二氧化碳，比森林固碳的效果高很多，同时微藻的利用价值也是很高的。另外我们也做了一些腐蚀挂片。同时二氧化碳液体可以转换成干冰，二氧化碳加氢还可以制成甲醇、电解质和清洁燃油，这些产品还在研发过程当中。

我们的CCUS也购买了国际上最先进的测试仪器仪表，我们也是测试平台，欢迎有需求的单位到公司来进行测试，我们的仪器仪表是全世界最先进的。

（见PPT）这是测试平台的配套资源，我们可以给不同的行业来进行测试。

海丰项目的测试平台未来运营方面，我们成立了广东润碳科技有限公司，专门对这个平台进行运营，各位如果有需求的话，也可以跟我们这个公司进行联系。

封存的部分，我们一期是两台2万吨的测试平台，因此就没有做封存，后续预计要做一个100万吨的二氧化碳的捕集，封存这部分就是作为我们主要的内容，因为利用还是很少的部分，封存的部分主要是在后续进行安排。

大概的情况就介绍到这里。

（见PPT）这是海丰公司整体的规划和定位，海丰公司是智慧化电厂，同时也有调峰的服务，也能达到黑启动，有智能储能调频部分，还有分布式光伏、充电桩，另外还有风机、码头岸电。同时深圳所有的生活污泥都是在我们公司来焚烧处理的，每天要为深圳处理80%水分的污泥6000吨，也建成了CCUS，目标是打造成火电+智慧电厂。

（来源：北极星电力网，发言为北极星电力网根据速记整理，未经本人审核，如需转载请完整转载全文不允许删减）