發(fā)布日期:2022-12-16
雙碳目標下,供熱企業(yè)如何做好節(jié)能減排增效工作?“中國城鎮(zhèn)供熱協會”將陸續(xù)推出名企管理經驗與大家分享,案例均來自《中國城鎮(zhèn)供熱發(fā)展報告2021》。
多年來,天津能源集團及其下屬供熱企業(yè)通過學習先進技術理念和管理經驗,不斷應用新技術、新設備,通過供熱系統(tǒng)信息化、智能化進行精細化管控,進一步提升了供熱管理水平和能源利用效率。
一、堅持清潔高效原則,提升熱源能源利用效率
集團始終堅持清潔高效供熱,除熱電聯產熱源外,創(chuàng)新應用了煤炭清潔高效利用技術、鍋爐房煙氣余熱回收及高效納米遠紅外噴涂增效技術,節(jié)能減排效果不斷突顯。
1.推動燃煤供熱技術升級,踐行煤炭清潔高效利用示范
深入研究煤炭清潔高效利用技術,2015年實施天津市煤炭清潔高效利用試點,2019年對原4×58MW燃煤鏈條爐完成清潔利用升級改造,建成9×58MW清潔高效燃煤熱源基地。采用最新的“星鳥”耦合文丘里供料、中心逆噴雙錐低氮燃燒和煙氣再利用等核心技術;應用SCR+SNCR脫硝、布袋與濕電除塵結合、濕法脫硫組合煙氣處理技術,大幅提升了鍋爐效率。項目建成后,北京節(jié)能技術監(jiān)測中心及天津市節(jié)能中心進行了兩次性能監(jiān)測,鍋爐效率分別為93.3%、90.7%,遠高于同規(guī)模普通燃煤鍋爐,與燃氣鍋爐效率持平,單位供熱量燃煤消耗量由原鏈條爐的50.19kgce/GJ降低至37.57kgce/GJ,燃煤節(jié)約量達25.1%。
2.持續(xù)開展節(jié)能降耗改造,強化燃氣鍋爐效能提升
為充分挖掘燃氣鍋爐潛力,采用燃氣驅動吸收式熱泵直接接觸換熱煙氣余熱回收技術回收尾部煙氣熱量(見圖1),鍋爐排煙溫度降至25-30℃,效率提升約10%,氮氧化物降低約8%,同時,可實現鍋爐煙氣“消白”和冷凝水回收利用。
圖1 煙氣余熱回收技術流程圖
應用高效納米遠紅外噴涂增效技術,提升鍋爐爐膛輻射受熱面吸熱能力,延長使用壽命。天津市節(jié)能中心對節(jié)能數據進行了深入分析,鍋爐效率提升2.04%-5.22%。
二、堅持智慧供熱引領,構建智能調度調控體系
近年來,集團持續(xù)提升一次網智能平衡調控和二次網精準供熱水平,融合氣候模型,優(yōu)化調控策略,充分發(fā)揮熱力站調控中樞作用,加大新技術、新設備研發(fā)應用,提升精細化管控水平,挖掘系統(tǒng)節(jié)能潛力,實現節(jié)能降耗。
1.加強遠程監(jiān)控和平衡調控,提升系統(tǒng)協同能力
自1996年,集團開始引進國外先進技術,新建水水熱力站實現無人值守自動控制,2004年,新建汽水熱力站實現無人值守遠程調控,2008年,全面推廣水水熱力站遠程監(jiān)控和自動調控,2010年拓展升級預警類功能、優(yōu)化控制系統(tǒng),完善熱力站設備健康狀態(tài)監(jiān)控、設備安全預警、站內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),探索“源網站戶”無人為干預的全流程協調聯動自動調控技術,研發(fā)智能一鍵自啟停換熱機組及其控制系統(tǒng),為系統(tǒng)動態(tài)精準調控、深度節(jié)能降耗奠定堅實基礎。
2.加強動態(tài)調度和科學指揮,發(fā)揮多級聯動效能
立足能源保障和節(jié)能減排,分別于2014、2017年建設完成中心城區(qū)和濱海新區(qū)核心區(qū)供熱“一張網”,構建三級調度體系和多熱源聯網調峰運行調度平臺,建立復雜工況及大數據熱源調度模型,與氣象部門共享各類預報信息及各區(qū)域實時精準氣象實況。集團調度指揮中心對系統(tǒng)進行實時動態(tài)、協調聯動調度指揮,對區(qū)域熱網進行精細熱能分配;供熱初末期,綜合考慮太陽輻射、室外環(huán)境溫度和建筑物輻射散熱等因素,分時段修正熱源供水溫度,實現用戶室溫平穩(wěn)的同時降低熱能消耗。
各熱力站單元實時響應調度指令,根據精細定制化調控策略實施工況調整,實現能耗管控和潛能挖掘。一是依據所在區(qū)域精準氣象數據進行熱量管控,實現不同區(qū)域耗能的有效匹配平衡;二是依據不同圍護結構、用熱性質及采暖形式對熱力站分級分組,科學分析制定供溫與室溫相關性曲線;三是依據室外氣溫特點和負荷特性,分時段熱量調控,尤其針對商場、寫字樓、工廠等夜間無用熱需求的熱力站降低非營業(yè)時間熱能消耗。
應用NB-IOT樓棟回溫測量技術、探索樓棟遠程自動平衡調控和“表閥一體”以戶為單位的精準調控技術、充分發(fā)揮熱量表海量運行數據優(yōu)勢,挖掘數據價值,開發(fā)監(jiān)測分析模塊,實現對樓棟和戶間平衡、流量熱量分配及竊水的實時自主監(jiān)控(見圖2),進一步優(yōu)化二次網水力、熱力平衡效果。
圖2調度指揮及能耗分析系統(tǒng)
3.探索人工智能技術應用,推動精準供熱舒適用熱
2018年始,與國外、國內多家科技企業(yè)開展合作,利用物聯網、云計算技術,結合室外天氣、建筑熱力學特性、用戶習慣和供熱系統(tǒng)強耦合、多約束、高延遲、熱惰性等因素,研究搭建自學習模型并進行大數據分析,通過不斷自我優(yōu)化與完善,實現熱力站多要素的自動耦合聯動聯控,建立了有預測、自學習、自主穩(wěn)定室溫和深度節(jié)能的人工智能供熱系統(tǒng)試點,實現精準供熱、舒適用熱,確保了用戶室溫24小時維持平穩(wěn)區(qū)間,實現節(jié)能3%-6%。
三、加強水力平衡管控,提升系統(tǒng)輸配能效
1.強化水力平衡精細管控
充分發(fā)揮熱力站分級分組遠程自動調控、樓棟回溫監(jiān)測與自動調控、熱量表戶間流量熱量平衡分析優(yōu)勢,強化一、二次網水力平衡調整;利用設備健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)開展板式換熱器換熱效率監(jiān)測分析、處理、優(yōu)化,提升傳熱能力;主動延伸公建自管熱力站服務,有針對性提供平衡調整、板式換熱器清洗等個性化服務,提升水力平衡度。
2.努力降低回水溫度
提前介入供熱項目前期,優(yōu)化技術參數,確保系統(tǒng)特性匹配和整體散熱效能;將主管網一次回水引入供熱機組換熱為地板采暖用戶供熱,降低利用回水溫度約10℃,提升低品位熱能利用率(見圖3);完善考核管理機制,利用設備健康狀態(tài)監(jiān)控、能耗分析系統(tǒng)監(jiān)測一次網回水溫度,提升管網熱能輸配效率。
圖3 一次回水梯級利用技術原理與案例
四、推進基礎管理精細化,確保管網設施健康可靠
集團始終把保溫脫落失效、跑冒滴漏滲水治理作為提升能耗管理工作的重中之重,充分利用技術手段和多項監(jiān)管措施,杜絕管理粗放和能源浪費現象,通過主動監(jiān)測、檢測管道狀況和狀態(tài),努力提高管網健康運行水平。
1.狠抓保溫脫落失效治理,杜絕輸配環(huán)節(jié)直接熱損失
大力開展管道、設備、設施保溫脫落失效的熱能損失及經濟性分析測算,強化精細管理意識;持續(xù)開展閥門、熱力站、熱力入口及樓內管道保溫問題自查、互查、抽查和督查,實施專項治理,徹底解決保溫缺失和失效問題;通過企業(yè)間“互查互比互看”促進整改;嚴肅考核機制,實施強力考核,堅決杜絕熱能浪費。同時開展產學研合作,研發(fā)防火、抗壓、耐腐蝕、效果好的快速拆裝復合材料保溫裝置,保證機組和設施保溫效能發(fā)揮(見圖4)。
圖4 供熱系統(tǒng)保溫性能提升成果
2.強化系統(tǒng)失水滲漏治理,根治輸配環(huán)節(jié)間接熱損失
多年來,集團從技術和管理方面持續(xù)開展全方位長效化失水治理,全力“查漏”“找漏”,最大限度解決失水滲漏難題。
一是全面開展管網安全性評價,實施管網、設施量化定級,對低效系統(tǒng)、老舊管網提升改造,徹底解決跑冒滴漏滲等問題,提升管網輸送能力和系統(tǒng)效率,降低熱能浪費。
二是利用無人機+雙光熱成像智能巡檢狀態(tài)分析專家診斷系統(tǒng)、弱磁無損檢測技術等“組合拳”,快速、準確排查泄漏點,降低管網失水量(見圖5)。
圖5 無人機+雙光熱成像智能巡檢狀態(tài)分析專家診斷系統(tǒng)
三是發(fā)揮熱力站及熱計量系統(tǒng)失水監(jiān)測效能,實施分級監(jiān)測預警(見圖6);利用能耗分析系統(tǒng)TOP排名開展循環(huán)治理,降低管網失水和熱損。
圖6 失水監(jiān)控系統(tǒng)失水規(guī)律分析
四是研發(fā)基于北斗技術的智能巡檢系統(tǒng),定時、定點、定項全面巡檢;利用鐵塔公司資源,在管網沿線鐵塔安裝智能監(jiān)測瞭望系統(tǒng),自動巡檢報警,確保隱患、故障第一時間發(fā)現處理。
五是通過微信公眾號、知識普及卡、宣傳冊、調查問卷和座談會等方式,全面宣講供熱法規(guī)、知識,減少用戶竊水。
六是制定《安全隱患公眾舉報獎勵實施辦法》,鼓勵公眾對公共空間泄漏及時舉報并予以獎勵,加大發(fā)現跑冒滴漏滲的幾率,確保及時發(fā)現、消除缺陷。
五、推進運營管控系統(tǒng)化,確保綜合治理持續(xù)改進
1.堅持全過程管控持續(xù)優(yōu)化
制定《供熱系統(tǒng)配置標準及設計選型導則》,規(guī)范一次網、熱力站、二次網、戶內各環(huán)節(jié)配置標準和技術參數,按統(tǒng)一標準進行設計、施工、運營;對供熱項目前期圖紙、計算書嚴格審查,確保各類參數匹配;制定企業(yè)標準,嚴格控制設計及施工質量;建設階段戶內系統(tǒng)采用“樣板間”模式把控工程質量,驗收嚴格把關;運行階段持續(xù)優(yōu)化,同步完善標準配置內容,確保從設計到運營的系統(tǒng)特性匹配與節(jié)能降耗水平持續(xù)提升。
2.堅持全層級治理持續(xù)深入
建立“集團-公司-供熱服務中心-班組-員工”的逐級能耗管理考核體系,逐級量化分解并簽訂責任書,所屬公司總經理為第一責任人,在保證供熱效果、客服指標同步提升的前提下逐級考核,實行績效激勵,督導能耗管理工作。
所屬公司非供暖期以月為單位,供暖期以周為單位召開經濟活動分析會,開展各層級能耗分析,進行指標對標排名,逐級解析、查找問題、分析原因,分享經驗和解決措施,指導精細化調控。
實行以換熱機組為單位,以水電熱耗、回溫等為指標的統(tǒng)計分析體系,開展周期性橫、縱向對比,引入“度日數熱耗”理念,分級分組TOP排名循環(huán)治理,促進精細管控、累進優(yōu)化,治理綜合能源消耗(見圖7)。
圖7 能耗分析系統(tǒng)及TOP排名
定期開展板式換熱器效率、阻力、參數匹配等問題分析核查,及時調整優(yōu)化。
六、推進創(chuàng)新創(chuàng)效制度化,確保管控能力持續(xù)提升
集團不斷健全以科協、技術工作委員會、專家?guī)鞛橐劳械目萍紕?chuàng)新體系建設。建立完善相關制度和要求,編制了《“互聯網+”智慧能源工作實施方案》《物聯網規(guī)劃》等方案,充分激發(fā)下屬企業(yè)和科技人員積極性;鼓勵各供熱企業(yè)申報國家、市、集團級管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新成果,組織開展集團重點科技項目、創(chuàng)新工作方案、課題攻關研究,加快推動技術進步和科技創(chuàng)新;定期召開科技創(chuàng)新項目交流會,營造科技創(chuàng)新氛圍;以科技成果轉化為目標,不斷強化產學研合作,先后與天津大學、煤科院、中國電信、華為等科研院所、企業(yè)開展戰(zhàn)略合作,實現優(yōu)勢互補,成果共享;組織專業(yè)技術人員赴先進國家和國內行業(yè)領先城市地區(qū)學習交流,學習成果在集團范圍再通過大型交流會研討分享;聘請國內外知名專家就供熱理論、前沿技術等進行專題講座,出版《能源科技信息》,開展科技周、科普日等專項活動,拓展科技人員視野、學習先進技術理念,增強創(chuàng)新意識,促進技術改進和效率提升,發(fā)揮科技創(chuàng)新在能源保障、節(jié)能減排等方面的動能引領和潛能挖掘。
展望未來,集團將緊密依托中國城鎮(zhèn)供熱協會,按照協會的號召和指引,利用好協會提供的寶貴資源和高效平臺,堅持向供熱行業(yè)企業(yè)對標學習,始終堅持“新”發(fā)展理念,不斷學習應用先進技術,持續(xù)強化精細化管理,不斷開創(chuàng)供熱“欣”氣象,履行好能源保障、民生服務的責任擔當,與全國供熱同仁一道,共謀供熱行業(yè)高質量和可持續(xù)發(fā)展大局,共建美麗中國和清潔供暖事業(yè)。