智慧電廠建設引領發(fā)電企業(yè)走向發(fā)展新時代
“聚焦我國能源電力技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進智慧電廠建設。”在2018年智慧電廠(第一期)論壇上,與會嘉賓對智能發(fā)電、智慧電廠的概念進行了深入探討;就物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、VR虛擬現(xiàn)實等技術在智能發(fā)電和建設智能電廠中的應用,進行了廣泛交流;結合一批電廠在智能發(fā)電和探索建設智慧電廠方面的實踐介紹了經(jīng)驗;還就實現(xiàn)智能發(fā)電和建設智慧電廠的環(huán)境和政策支持等提出建議。
結合會議取得的成果,我們認為智能發(fā)電、智慧電廠和智慧能源是3個不同的概念。
智能發(fā)電是發(fā)電過程的智能化,也是建設智慧電廠和構建智慧能源的基礎
智能發(fā)電主要是針對發(fā)電過程,是利用現(xiàn)代技術代替人,按預設的程序,實現(xiàn)對發(fā)電過程的智能化監(jiān)控、操作和管理。華北電力大學原校長、中國工程院院士劉吉臻對智能發(fā)電的概念作出過比較權威的定義。劉吉臻說,智能發(fā)電的概念與特征就是,以發(fā)電過程的數(shù)字化、自動化、信息化、標準化為基礎,以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)為平臺,集成智能傳感與執(zhí)行、智能控制與優(yōu)化、智能管理與決策等技術,形成一種具備自學習、自適應、自趨優(yōu)、自恢復、自組織的智能發(fā)電運行控制管理模式,實現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的生產(chǎn)目標。智能發(fā)電是對發(fā)電全過程的智能化監(jiān)控、操作和管理,是智慧電廠的基礎,也是將來實現(xiàn)智慧能源所必不可少的。
國家能源局副局長劉寶華指出,智能發(fā)電是電力行業(yè)邁向工業(yè)4.0的核心內(nèi)容之一。《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》對發(fā)展智能發(fā)電技術進行了專項闡述。其中指出:發(fā)展智能發(fā)電技術,開展發(fā)電過程智能化檢測、控制技術研究與智能儀表控制系統(tǒng)裝備研發(fā),攻關高效燃煤發(fā)電機組、大型風力發(fā)電機組、重型燃氣機組、核電機組等領域先進運行控制技術與示范應用。
近幾年,各發(fā)電集團已經(jīng)開始對新型數(shù)字化電廠、智能化電廠、智慧電廠的建設進行研究和探索,“智能發(fā)電”已成為行業(yè)發(fā)展共識。“智能發(fā)電”也是電力行業(yè)邁向工業(yè)4.0的核心內(nèi)容之一。智能發(fā)電為建設智慧電廠提供前提,是助力我國能源轉型的重要抓手,對于全面提高我國電力系統(tǒng)運行效率,保障安全、經(jīng)濟、高效、清潔的電力供應具有重要意義。
智慧電廠不等同于智能發(fā)電,建設智慧電廠是新時代對發(fā)電企業(yè)的要求
智慧電廠和智能發(fā)電不是同一個概念,智慧電廠不僅以實現(xiàn)發(fā)電過程智能化為基礎,實際上還應突破發(fā)電行業(yè)對經(jīng)營業(yè)務的限制,從對社會服務的功能和貢獻效益的最大化出發(fā),在充分利用能源和資源的基礎上,承擔更多的社會服務功能。
電力的廣泛應用帶動了第二次工業(yè)革命,電力技術的發(fā)展為人類社會和經(jīng)濟發(fā)展提供了重要的支撐和保障。傳統(tǒng)的電廠是以發(fā)電為主,發(fā)電就是主業(yè),但是在當今的時代就不同了,單純的發(fā)電企業(yè)已經(jīng)不能滿足社會的要求:
其一,由于發(fā)電工藝本身的原因,純凝機組大部分的熱源都要在汽輪機排汽冷卻中損失掉。我國火電廠平均能源利用率只有34%,利用率最高的超超臨界機組的效率也沒有超過45%。也就是說,我國燃煤電廠每年消耗約20億噸煤炭,其中超過一半的煤炭燃燒后沒有得到有效利用,一方面是資源的浪費,另一方面是大量排放二氧化碳。
其二,新時代發(fā)電企業(yè)也面臨諸多的困難,尤其是裝機9.8億千瓦的燃煤火電企業(yè),面臨電廠負荷率低、發(fā)電小時少、煤炭燃料價格波動難以預測、機組靈活性調(diào)節(jié)性要求高等問題,單純的發(fā)電企業(yè)效益難以提高,越來越缺乏市場競爭力。
其三,新時代人們要建設綠水青山,向往美好生活,處置工業(yè)固廢和城市生活垃圾、污泥的難度越來越大,而火電企業(yè)具有巨大的消納能力,國家和社會對火電企業(yè)寄予更大的希望。
所以,我們有理由認為,建設智慧電廠是在智能發(fā)電的基礎上,通過與發(fā)電上下游產(chǎn)業(yè)融合延伸,形成循環(huán)經(jīng)濟,提供更多的增值服務,提高能源和資源利用率,并以特有的消納能力,承擔更多環(huán)境保護和社會服務功能。
這些不僅可以成為電廠將來參與市場競爭的資本,也是建設生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展對企業(yè)的要求。
智慧能源是國家能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標
2016年2月,國家發(fā)展改革委、國家能源局和工信部聯(lián)合出臺了關于《推進互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源發(fā)展的指導意見》。三部委推進的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源,簡稱能源互聯(lián)網(wǎng),是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài),具有設備智能、多能協(xié)同、信息對稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征。其目的是提高可再生能源比重,促進化石能源清潔高效利用,提升能源綜合效率,推動能源市場開放和產(chǎn)業(yè)升級,形成新的經(jīng)濟增長點,提升能源國際合作水平。
以“互聯(lián)網(wǎng)+”為手段,以智能化為基礎,緊緊圍繞構建綠色低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系,促進能源和信息深度融合,推動能源互聯(lián)網(wǎng)新技術、新模式和新業(yè)態(tài)發(fā)展,推動能源領域供給側結構性改革,支撐和推進能源革命,實現(xiàn)我國從能源大國向能源強國轉變和經(jīng)濟提質增效升級。這樣看來,構建智慧能源是我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標。
建設智慧電廠任重道遠
現(xiàn)在許多數(shù)字電廠和智能發(fā)電都還算不上是智慧電廠。倪維斗院士在智慧電廠論壇(第一期)上強調(diào),要少一些概念炒作,多一些基礎研究。
上海申能電力科技有限公司總經(jīng)理馮偉忠認為,并不是有了信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、大數(shù)據(jù)、智能化等,就代表電廠有了智慧。智慧電廠離開了人不行,要用新的知識、新的思維,產(chǎn)生智慧,用智慧指導創(chuàng)新。真正的智慧電廠不僅僅是按照電廠原有設計的工藝和流程,實現(xiàn)安全、高效、清潔、優(yōu)化管理,還應不斷有創(chuàng)新技術對生產(chǎn)過程進行革命。
我們認為,建設智慧電廠要在思想觀念上做到兩個轉變:一是不僅要實現(xiàn)發(fā)電智能化,還要敢于創(chuàng)新,在發(fā)電生產(chǎn)過程的改造和創(chuàng)新中充分運用人的智慧;二是要轉變電廠只能發(fā)電的固有思維模式,因地制宜地開發(fā)新的社會服務功能,增加新的效益增長點。
馮偉忠在上海外三發(fā)電廠研究創(chuàng)造的回熱利用技術、臨爐加熱技術、脫硝裝置全天候運行技術、汽輪發(fā)電機組高低位布置等,都是智慧創(chuàng)新在發(fā)電流程中的巧妙應用。這些創(chuàng)新技術也在不斷豐富智慧電廠的內(nèi)容。
華潤電力突破單純發(fā)電模式,在廣西賀州循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)同時建有燃煤電廠、水泥生產(chǎn)線、啤酒生產(chǎn)線,通過電廠、水泥廠和啤酒廠,形成上下游關系的協(xié)同生產(chǎn)方式,取得較好的循環(huán)經(jīng)濟效益。尤其是電廠利用當?shù)卮罄硎庸て髽I(yè)的廢漿,替代石灰石粉用于脫硫,減少了對自然界石灰石山體的開采,保護了環(huán)境,支持了地方經(jīng)濟發(fā)展,也為電廠增加了經(jīng)濟效益。
華潤電力(常熟)有限公司開發(fā)了30萬噸城市污泥耦合燃燒項目,通過摻燒污泥,粉煤灰利用,向外供熱、供應壓縮空氣等,循環(huán)經(jīng)濟項目的收益達到電廠收益的三分之一。
隨著時代的發(fā)展,發(fā)電在企業(yè)里可能只是一部分,或者只是一小部分,電廠還同時可以集中生產(chǎn)并向周圍和社會提供熱能、壓縮空氣,集中制氧、集中制氫,還可以利用電廠特有的消納能力,耦合燃燒生物質燃料,消納城市垃圾、污泥和工業(yè)固廢等。因而對原有電力企業(yè)的管理就不能再停留在電力行業(yè)的概念和思維模式上了。
建設智慧電廠需要經(jīng)歷探索的過程,智慧電廠也需要在實踐中不斷豐富和完善,不應強調(diào)一步到位。應該圍繞電廠的“安全、高效、清潔、環(huán)保”,結合企業(yè)和當?shù)貙嶋H情況,以解決實際問題為導向,最終還是要提高企業(yè)的效率和效益,實現(xiàn)與環(huán)境的友好相處,促進地方經(jīng)濟健康發(fā)展,支持人們實現(xiàn)美好生產(chǎn)。
中國能源研究會常務副理事長史玉波在智慧電廠論壇上講到:當前,電力行業(yè)已由高速增長階段轉向高質量發(fā)展階段,如何在能源變革的新時代里完成轉型升級,并進一步提升電力企業(yè)的效率和效益,這就要求發(fā)電企業(yè)積極應用行業(yè)先進技術和科學管理手段完成“鳳凰涅槃”。電力企業(yè)在信息化的推動下正經(jīng)歷著巨大的變革和創(chuàng)新,面臨前所未有的機遇。建設“智慧電廠”,推行智慧化生產(chǎn)與管理經(jīng)營,助力發(fā)電企業(yè)適應行業(yè)發(fā)展新常態(tài),增強企業(yè)對市場變化的應對能力,是推動電力企業(yè)在新時代、新市場中持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的強大動力。
建設“智慧電廠”是提升發(fā)電企業(yè)綜合競爭力的必然選擇,盡管智慧電廠的建設仍面臨許多問題和障礙,但是我們相信在全球電力工業(yè)技術變革升級改造的浪潮中,在更加激烈的市場競爭中,在國家相關部門的大力推動與支持下,“智慧電廠”的建設必將引領發(fā)電企業(yè)走向變革發(fā)展的新時代。
責任編輯:電朵云
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