項(xiàng)目名稱：“互聯(lián)網(wǎng)+”在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范
項(xiàng)目背景：項(xiàng)目由中國華電集團(tuán)有限公司申報(bào)，華電電力科學(xué)研究院有限公司技術(shù)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(jìn)的信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)供熱行業(yè)的融合，提升供熱的現(xiàn)代化水平。
驗(yàn)收時間：3月21日
達(dá)成目標(biāo)：項(xiàng)目以形成供熱行業(yè)的新型生產(chǎn)消費(fèi)體系和管控體制為目標(biāo)，進(jìn)行智能供熱示范項(xiàng)目建設(shè)，主要建設(shè)內(nèi)容包括智能熱網(wǎng)平臺建設(shè)、熱力生產(chǎn)運(yùn)行智能化、網(wǎng)源一體化協(xié)調(diào)控制、火電機(jī)組靈活性提升、企業(yè)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(wǎng)系統(tǒng)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(wǎng)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(lián)產(chǎn)機(jī)組，設(shè)計(jì)最大供熱面積是1350萬平方米，而經(jīng)過系列技術(shù)改造后目前最大供熱能力已達(dá)1800萬平方米，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，極大提升了企業(yè)贏利能力。去年，我們緊緊依托智能熱網(wǎng)，全面開展熱網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作，降耗明顯，成果喜人，僅熱網(wǎng)側(cè)就節(jié)約水、電、熱成本合計(jì)2300余萬元?！痹诮鹕綗犭姽岱止緺I業(yè)廳，供熱分公司副總經(jīng)理于麗軍告訴記者。
作為華電集團(tuán)“互聯(lián)網(wǎng)+”在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范的實(shí)施電廠，丹東金山熱電展現(xiàn)出了國家能源局“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目的“超能力”，詮釋著傳統(tǒng)火電企業(yè)的轉(zhuǎn)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?yàn)槲覀儾捎昧藷犭姍C(jī)組冷端近零損失技術(shù)?！钡|金山熱電運(yùn)行部主任杜剛介紹說，以“熱電機(jī)組節(jié)能增效、火電靈活性提升”為目的，華電電力科學(xué)研究院有限公司（以下簡稱“華電電科院”）對丹東金山熱電機(jī)組進(jìn)行了一系列關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和改造。
1號機(jī)組進(jìn)行了熱泵余熱回收技術(shù)改造，回收循環(huán)水余熱?！盁岜迷O(shè)在熱網(wǎng)水回來之后進(jìn)首站之前，用提取的熱先對它進(jìn)行加熱。通過這項(xiàng)“發(fā)電與熱泵耦合的梯級供熱技術(shù)”，1號機(jī)組回收機(jī)組循環(huán)水排水余熱131兆瓦，回收的余熱用于滿足丹東市基礎(chǔ)熱負(fù)荷。
2號機(jī)組采用的是新型凝抽背技術(shù)。把中低壓缸之間的閥門關(guān)死，在閥門邊上加開一個冷卻旁路，低壓缸不進(jìn)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(dāng)前我國集中供熱系統(tǒng)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(nèi)供熱采取總量控制、均勻供熱，由于熱網(wǎng)與電廠相分離，首站給定總流量后，各換熱站分?jǐn)?，不是按需索取，造成極大的浪費(fèi)?！闭勂鸶脑斓乃悸?，華電電科院供熱技術(shù)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(shù)，全工況抽汽集成技術(shù)、蓄熱調(diào)峰技術(shù)、耦合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行策略研究等共同構(gòu)成了“熱電機(jī)組冷端近零損失技術(shù)”。
“在電負(fù)荷低的情況下，還要承擔(dān)供熱的責(zé)任，這個時候就需要去找熱源。全工況抽汽集成技術(shù)是一種耦合采暖抽汽、工業(yè)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(tǒng)，把它融合到采暖供熱的需要里面去，并結(jié)合輔助電力調(diào)峰政策，制定供熱機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的全工況運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)梯級高效供熱?！编嵙④娬f。
據(jù)介紹，北方新能源發(fā)展迅速，冬天正是風(fēng)資源很好的時候，但是冬天又是北方采暖季，供熱的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組必須高負(fù)荷運(yùn)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(lián)產(chǎn)在低負(fù)荷情況下如何保證供熱能力的問題。
換熱站智能化運(yùn)行監(jiān)控中心遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)
在綿延幾十千米的金山熱電供熱管網(wǎng)上，共有200多個換熱站。供熱管網(wǎng)的大管道粗達(dá)1.2米，中間還有很多細(xì)的支狀管網(wǎng)。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?，F(xiàn)象”。這其中重要原因是水力平衡沒做好。
“管網(wǎng)水力平衡技術(shù)用于解決變流量時引起管網(wǎng)水力工況差、冷熱不均現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，我們基于網(wǎng)源一體的水力計(jì)算數(shù)學(xué)模型，對水壓圖、流量等參數(shù)分布進(jìn)行分析，解決了管網(wǎng)水力失調(diào)和管網(wǎng)震蕩現(xiàn)象?！编嵙④姳硎?，在丹東的居民小區(qū)還散落著許多測溫點(diǎn)，居民家里溫度有沒有達(dá)標(biāo)在監(jiān)控中心一目了然。
記者在金山熱電供熱分公司的監(jiān)控室看到的“智能熱網(wǎng)架構(gòu)圖”上顯示，在電廠側(cè)有“網(wǎng)源一體化調(diào)控模塊”，在熱力公司側(cè)的調(diào)度中心有“智能控制策略”，在電廠側(cè)和熱力公司側(cè)之外，還有“智能熱網(wǎng)綜合管理平臺信息系統(tǒng)”。
鄭立軍說：“熱電聯(lián)產(chǎn)作為綜合能源系統(tǒng)的一種類型，是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中最重要的板塊之一。我們的示范項(xiàng)目基于熱力企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營及管理需求，將先進(jìn)節(jié)能技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，進(jìn)行供熱系統(tǒng)的信 息物理耦合，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)和管理運(yùn)營模式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理效率的最大化。”
據(jù)介紹，網(wǎng)源一體化智能調(diào)控技術(shù)分為“一站一優(yōu)化”智能調(diào)節(jié)技術(shù)、管網(wǎng)水力平衡技術(shù)、基于數(shù)據(jù)挖掘的熱網(wǎng)運(yùn)行決策研究、廠網(wǎng)一體化預(yù)測調(diào)節(jié)、監(jiān)控中心智能化升級等。
“原來供熱管網(wǎng)布局不合理，熱網(wǎng)存在水力失衡現(xiàn)象，加上換熱站設(shè)備陳舊，自動化水平低，人工調(diào)整無法與天氣及熱網(wǎng)參數(shù)的變化同步，造成熱網(wǎng)能耗高，對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不利影響。通過智能熱網(wǎng)建設(shè)，熱網(wǎng)水力工況變好了，換熱站也實(shí)現(xiàn)了無人值守，運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時上傳至熱網(wǎng)監(jiān)控中心，結(jié)合優(yōu)化曲線對換熱站進(jìn)行動態(tài)實(shí)時調(diào)整，熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)整變得快捷、高效、精確。在保證熱用戶室溫穩(wěn)定的前提下，提高了熱網(wǎng)運(yùn)行效率，節(jié)約了成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)美譽(yù)度與用戶滿意度的共贏。”于麗軍說。
在互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支撐下，丹東金山熱電建立了智能熱網(wǎng)信息化平臺，將收費(fèi)系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)、能耗分析系統(tǒng)、運(yùn)行管理系統(tǒng)、客服系統(tǒng)等集成于一體，推進(jìn)了供熱系統(tǒng)的信息物理集成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的在線監(jiān)控、節(jié)能診斷與智能調(diào)節(jié)。
經(jīng)濟(jì)效益立竿見影社會效益源遠(yuǎn)流長
在華電集團(tuán)“互聯(lián)網(wǎng)+”在智能供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及工程示范體系中，丹東金山熱電完成了熱電機(jī)組節(jié)能增效、火電靈活性提升改造和網(wǎng)源一體化智能調(diào)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(shè)。這些改造給兩家企業(yè)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(shí)現(xiàn)節(jié)煤5.15萬噸，通過網(wǎng)側(cè)智能改造實(shí)現(xiàn)節(jié)煤2.34萬噸，按煤價(jià)折成節(jié)煤收益6315萬元。根據(jù)遼寧省的調(diào)峰補(bǔ)貼，2017~2018年采暖季，金山熱電通過電蓄熱鍋爐實(shí)現(xiàn)電力調(diào)峰收益達(dá)9076萬元。此外，一個采暖季還節(jié)電約132.8萬千瓦時，節(jié)水約108萬噸，根據(jù)電價(jià)、水價(jià)所得效益為444萬元，一個采暖季經(jīng)濟(jì)效益總和高達(dá)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(shè)一個采暖季節(jié)熱為18.8萬吉焦，按熱價(jià)折成節(jié)熱收益為674.5萬元。另外，節(jié)電約96.8萬千瓦時，節(jié)水約6.98萬噸，根據(jù)電價(jià)、水價(jià)所得效 益為99.7萬元。一個采暖季經(jīng)濟(jì)收益共計(jì)為774.2萬元。一個采暖季節(jié)能效果，相當(dāng)于減排二氧化碳為2.05萬噸，二氧化硫?yàn)?87.2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(jī)組電力調(diào)峰能力，三是使熱網(wǎng)側(cè)運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)、高效?！编嵙④姳硎?。
示范項(xiàng)目的社會效益也可圈可點(diǎn)。項(xiàng)目通過火電機(jī)組的熱電解耦運(yùn)行，深度發(fā)掘發(fā)揮了火電機(jī)組的調(diào)峰潛力：不利用電蓄熱鍋爐時，機(jī)組出力可降至30%以下；耦合電蓄熱調(diào)峰時，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組電力零上網(wǎng)，達(dá)到極深度調(diào)峰，促進(jìn)了電網(wǎng)對新能源電力的消納，間接產(chǎn)生了良好的減排效益。
此外，通過檢修管理系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)和經(jīng)營收費(fèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)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(fèi)要到銀行去交，現(xiàn)在用微信就可以了?！钡|市居民張先生樂呵呵地對記者說。
