”的不斷創(chuàng)新之路。

“大家看到我們的煙囪冒煙，以為其中含有有害氣體，其實(shí)那是水蒸氣。”電力工人婁琦說。圖為正在建設(shè)的大唐南京發(fā)電廠二期2×655MW燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展示范項目場地。

在江蘇南京揚(yáng)子江畔，坐落著我國歷史最久的發(fā)電廠——大唐南京發(fā)電廠，其前身是始建于1910年的我國第一家官辦發(fā)電廠金陵電燈官廠。進(jìn)入21世紀(jì)，特別是黨的十八大以來，大唐南京發(fā)電廠不斷創(chuàng)新求變，其超低排放技術(shù)走在行業(yè)前列，掀開了“綠色火電”的新篇章。

國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，去年末我國火電裝機(jī)容量占比為56.6%，火電全年發(fā)電量占比為68.5%。在有序推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和過程中，燃煤發(fā)電廠的節(jié)能減排和轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。已于2018年建成國內(nèi)首家燃煤發(fā)電“智慧電廠”的大唐南京發(fā)電廠，如今正在升級“智慧電廠”2.0版、布局綠色轉(zhuǎn)型的道路上繼續(xù)前行。記者日前來到該廠圓形煤場、集控室、“智慧電廠”展示廳現(xiàn)場采訪，探尋百年南電勇于探索、敢于爭先的創(chuàng)新密碼。

讓燒煤像燒天然氣一樣清潔

走進(jìn)大唐南京發(fā)電廠，令記者感受最深的是其厚重的歷史積淀。111年前，這里發(fā)出的電點(diǎn)亮了古城南京的第一盞電燈。在1949年4月人民解放軍渡江戰(zhàn)役中，電廠船員曾駕駛“京電號”接送解放大軍橫渡長江，為解放南京立下赫赫戰(zhàn)功。新中國成立后，該廠一度承擔(dān)了全省三分之一的發(fā)電任務(wù)，向各地輸送培訓(xùn)了1300余名電力人才，被譽(yù)為“培育電業(yè)人才的基地”。

南電人沒有躺在功勞簿上，而是很早就開始考慮降低污染和節(jié)能降耗，成為首批綠色電力的探索者與實(shí)踐者。“我們在同類型機(jī)組中第一個取消了脫硫旁路煙道建設(shè)，真正實(shí)現(xiàn)了脫硫設(shè)施與主機(jī)同步調(diào)試和運(yùn)行。”大唐南京發(fā)電廠黨委副書記、廠長王丙化告訴記者，南電搬遷擴(kuò)建后，于2011年創(chuàng)建了大唐集團(tuán)首個火電“示范電廠工程”，并成為南京市第一個榮獲中國建設(shè)工程“魯班獎”的火電項目。

在該廠集控室，屏幕上顯示的一組實(shí)時排放數(shù)據(jù)吸引了記者的注意——每標(biāo)準(zhǔn)立方米二氧化硫27.26毫克、氮氧化物23.72毫克、煙塵1.42毫克。據(jù)介紹，這樣的排放值已經(jīng)達(dá)到并優(yōu)于燃?xì)廨啓C(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)，即實(shí)現(xiàn)燒煤像燒天然氣一樣清潔。

“大家看到我們的煙囪冒煙，以為其中含有有害氣體，其實(shí)那是水蒸氣。”電力工人婁琦指著室外煙囪冒出的“白煙”說，這背后的技術(shù)可不一般。

原來，2013年原環(huán)境保護(hù)部“史上最嚴(yán)”排放標(biāo)準(zhǔn)以及國務(wù)院“空氣國十條”出臺后，南電率先調(diào)研國際最新的超低排放技術(shù)，并于2014年4月啟動超低排放改造。婁琦說，原本需要4個月工期的改造工程，他們利用2號機(jī)組大修契機(jī)同步實(shí)施，僅用兩個月就成功完成改造，建成了大唐集團(tuán)第一家和江蘇省首批“超低排放”電廠。

不僅如此，為響應(yīng)國務(wù)院、江蘇省政府關(guān)于嚴(yán)格長江沿岸污染物排放總量控制、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和清潔生產(chǎn)等要求，大唐南京發(fā)電廠于2016年先期開展“廢水零排放”項目。改造完成之后，處理后的脫硫廢水可通過噴灑系統(tǒng)噴灑到底渣系統(tǒng)，進(jìn)一步提高企業(yè)廢水復(fù)用率，實(shí)現(xiàn)全廠水資源的高效利用，并且杜絕了電廠外排廢水情況的發(fā)生。

安全是工業(yè)生產(chǎn)的生命線。傳統(tǒng)火電廠通常使用液氨作為減少氮氧化物排放的脫硝還原劑，但液氨是危險化學(xué)品，運(yùn)輸、存儲和使用都有諸多風(fēng)險。近年來，大唐南京發(fā)電廠還將技術(shù)力量投入到液氨改尿素系統(tǒng)和污泥摻燒項目中，既消除了液氨隱患，又解決了城市污泥處置難題。婁琦表示，相較于土地填埋、堆肥等傳統(tǒng)污泥處置方式，憑借高效且實(shí)現(xiàn)污染物超低排放的大機(jī)組優(yōu)勢進(jìn)行摻燒，可實(shí)現(xiàn)年處理污泥5萬噸。

耳聰目明的智能運(yùn)維管理

綠色發(fā)展要靠科技創(chuàng)新來支撐。在裝有大屏幕的展示廳，記者見到了南電人引以為傲的“智慧電廠”。

三維立體電廠、鍋爐CT、智能燃燒、遠(yuǎn)程診斷、鍋爐四管大數(shù)據(jù)分析……在工作人員的演示下，被稱為“智慧電廠”1.0版的六大模塊悉數(shù)亮相。

大唐南京發(fā)電廠維修部主任錢玉君介紹，傳統(tǒng)的電廠安全管理大多依賴制度或管理體系的被動式管理，而“智慧電廠”借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，形成系統(tǒng)對人員位置、重點(diǎn)設(shè)備及敏感區(qū)域的實(shí)時提示，提高了生產(chǎn)過程的可控性，減少了人工干預(yù)。

比如，鍋爐CT系統(tǒng)利用氣體分子的紅外吸收光譜特性，實(shí)時監(jiān)測鍋爐溫度場分布參數(shù)，可揭開鍋爐爐膛燃燒參數(shù)測量的“盲區(qū)”。“在鍋爐爐膛出口安裝鍋爐CT，生成燃燒區(qū)域截面二維影像圖，可以迅速獲得爐內(nèi)燃燒狀況的實(shí)時信息，包括火球是否居中、火焰溫度分布情況。”錢玉君說，這樣可以用于指導(dǎo)鍋爐熱態(tài)動力場試驗和燃燒調(diào)整，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，起到節(jié)能減排的作用。

由于在國內(nèi)電力行業(yè)率先完成燃煤“智慧電廠”1.0版建設(shè)，大唐南京發(fā)電廠被評為“電力企業(yè)科技創(chuàng)新體系建設(shè)先進(jìn)單位”。“‘智慧電廠’可以避免人為操作的失誤，最大限度地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。系統(tǒng)故障維護(hù)時間從原來的36至64小時，降到了8小時以內(nèi)。”錢玉君表示，基于“智慧電廠”的技術(shù)支持，提高了鍋爐的煤種適應(yīng)性和機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，減少了有害氣體的排放，氮氧化物平均排放量降低了四分之三左右。

在王丙化看來，“智慧電廠”除了提升設(shè)備工效，更重要的是實(shí)現(xiàn)了從“人防”到“技防”的變革，即由經(jīng)驗控制轉(zhuǎn)向精細(xì)化控制，由人工決策變?yōu)橹腔蹧Q策。

如今，大唐南京發(fā)電廠的數(shù)字智慧建設(shè)并未止步。以智能燃燒實(shí)時優(yōu)化控制和輸煤系統(tǒng)智能管控等系統(tǒng)為代表的“智慧電廠”2.0版正在緊張部署中，將在年內(nèi)投入使用。

緊鄰該廠自建碼頭的圓形煤場，是一個超大的儲煤庫，堆煤高度可達(dá)33米。錢玉君說，目前煤場里的堆取料機(jī)還是由人來操作的，但很快將在2.0版升級時改為無人操控。通過與輸煤皮帶智能監(jiān)控聯(lián)動，能夠遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)、識別現(xiàn)場異常情況，提升生產(chǎn)效率、巡檢效率和設(shè)備異常識別率。

王丙化介紹，在“智慧電廠”2.0版建設(shè)中，5G和大數(shù)據(jù)技術(shù)不可或缺。應(yīng)用高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、AI攝像機(jī)、紅外熱成像攝像機(jī)、巡檢機(jī)器人，可以做到無人化巡檢、智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程操控安全生產(chǎn)。此外，為了實(shí)現(xiàn)工控設(shè)備自主可控，南電作為大唐集團(tuán)第一家試點(diǎn)，也是在全國電力行業(yè)內(nèi)率先開展DCS（分散控制系統(tǒng)）自主可控項目改造，力求破解關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”難題。

多種能源互補(bǔ)助力提前碳達(dá)峰

在2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和，是中國向世界作出的莊嚴(yán)承諾。隨著《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》今年2月起施行，全國碳市場首個履約周期正式啟動，碳交易作為市場化機(jī)制在推動我國碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)中被寄予厚望。

有專家認(rèn)為，進(jìn)入全國碳市場后，電力企業(yè)首先背負(fù)的是成本壓力。但通過碳交易、置換等市場化手段，在控制區(qū)域碳排放總量基礎(chǔ)上，也極大盤活了電力企業(yè)減排動力，引導(dǎo)企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)低碳綠色發(fā)展。

“雙碳目標(biāo)的提出，給電力企業(yè)的發(fā)展帶來了更多機(jī)遇和更廣闊空間。”王丙化說，中國大唐已經(jīng)建立完整的碳資產(chǎn)管理體系和相關(guān)制度，而南電配合集團(tuán)碳資產(chǎn)專業(yè)公司，已做好近年來碳排放量的數(shù)據(jù)收集核算核查工作，并開展了單位熱值含碳量和氧化率等數(shù)據(jù)實(shí)測工作。

今年初，大唐集團(tuán)召開2021年工作會議提出，到2025年非化石能源裝機(jī)超過50%，提前五年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。這項從傳統(tǒng)電力企業(yè)向綠色低碳能源企業(yè)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)部署，在中國大唐內(nèi)部也被稱為“二次創(chuàng)業(yè)”。

傳統(tǒng)燃煤機(jī)組未來將面臨更大的生存壓力。王丙化認(rèn)為，機(jī)組調(diào)峰進(jìn)入常態(tài)化后，對電廠節(jié)能運(yùn)行和調(diào)峰能力提出更高的要求，同時現(xiàn)有機(jī)組在節(jié)能降耗方面優(yōu)化改造的潛力已十分有限，必須加速最新科技成果向生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)用轉(zhuǎn)化。

如今，大唐南京發(fā)電廠已成功申報國家能源局第一批燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展示范項目并取得批復(fù)。即將建設(shè)的二期燃機(jī)項目承擔(dān)著H級燃機(jī)自主化制造的多項重大國產(chǎn)化示范任務(wù)，燃機(jī)設(shè)備本土化率超過70%。此外，該廠以先進(jìn)節(jié)能技術(shù)推薦目錄為指導(dǎo)，正充分調(diào)研增設(shè)0號高壓加熱器、凝汽器蒸汽噴射抽真空系統(tǒng)、氫氣提純等行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的節(jié)能降碳技術(shù)，進(jìn)一步提高能效水平。

王丙化表示，新形勢倒逼火力發(fā)電企業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級，一方面要加快向高效燃機(jī)和新能源領(lǐng)域的拓展，實(shí)現(xiàn)多種能源互補(bǔ)；另一方面要探索電、熱、冷多聯(lián)供，光伏+儲能等多種綜合能源服務(wù)模式，形成綜合能源供應(yīng)商。

記者在采訪中了解到，南電已經(jīng)在研究布局屋頂光伏、廠區(qū)風(fēng)電、儲能、碳捕捉等多種能源互補(bǔ)項目，推進(jìn)大唐南京龍?zhí)掇r(nóng)光互補(bǔ)60MW光伏發(fā)電等項目簽約，加大進(jìn)口煤采購助力國家“一帶一路”倡議和外貿(mào)經(jīng)濟(jì)。百年南電的創(chuàng)新之路還在繼續(xù)。