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传统电厂如何进行数字化转型?大唐和GE这么做!
时间:2018-04-10 14:04:58

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随着可再生能源的高速发展以及环保的需求的提升,电力市场竞争日趋激烈,全行业都面临降本增效的问题,燃气、燃煤电厂的数字化转型成为摆在传统发电企业面前的重要课题。

中国大唐澳门巴黎人网站公司携手GE(通用电气公司)在此方面做出了新的探索,双方于2016年11月29日在高井热电厂签署了《全面战略合作伙伴关系协议》,并建立了电力数据监测诊断中心、燃机检修中心和清洁能源发电培训中心(下称“三大中心”)。

始建于1959年的高井热电厂是中国大唐在京唯一热电企业,同时也是北京市在役最大燃机电厂。2014年7月23日,为响应北京市节能减排号召,高井电厂6台燃煤机组全部关停,此后顺利完成了从燃煤到燃气的跨越。

目前的高井热电厂拥有GE首台9FB型燃机,总装机容量1380MW,供热能力962MW,供热面积1924万平方米,年平均发电量62亿千瓦时,机组效率和余热锅炉技术均达到世界先进水平。

坐落于高井热电厂的三大中心已经运行一年有余,第一财经记者近日参观高井热电厂三大中心时了解到,通过电力数据监测和诊断,避免发生了十余次非计划停机,提升了机组安全性、可靠性、经济性、环保性,同时也为我国燃机设备检修领域输出了很多专业人员。

燃机检修亟需本土化

中国天然气的发展尚处起步阶段,燃机的发展也仅有十余年,行业经验相比火电而言严重不足。在煤改气的政策导向下,对行业从业人员数量及业务素质都有较高的要求,需要其对燃机特性拥有更加深入的了解。

“燃气轮机与汽轮机不同,燃气轮机全是高温金属合金造的。高温合金的部件中有一小段,比黄金价格还贵。因此在燃汽轮机检修的固件成本极高。”GE全球副总裁,中国发电事业部总裁杨丹表示。

此外,燃机检修对工艺的要求严格,部件之间的距离需要精确掌握、高温燃烧固件的使用频度较高,这要求燃气轮机在检修质量有保证的同时检修成本业要控制在一个合理水平。

在这种情况下,能够提供高效高质量的本地化服务是对整个电厂的运行和经济性至关重要,这也是燃机检修受到重视的原因。

“燃机机组本土化检修的是一个非常大的问题,中国运行的这么多燃机需要自主管理、自主维护、自主检修,自己掌握了技术,心中就有底。”中国大唐澳门巴黎人网站公司副总经理金耀华表示:“这一问题迫在眉睫,中国购买燃机的客户都有这个想法,只不过我们下决心率先迈出了这一步。”

而通过自主服务可以降低燃机的维护,检修的成本。另外,掌握技术后,也可在此基础上进一步创新,提出更好的方案,提高维护与检修的能力。

据悉,高井热电厂人员较多,具有相对丰富的检修资源,但是此前对燃机检修方面接受的培训较少。“在与GE合作初期,GE的队伍去干活,我们观摩。第二步是他们手把手教我们,教完再考试,我们取得资质。第三步目前已经达到了,他们可以放心地让我们放手去干。就这三个步骤,从简单到复杂,经过了大概两年的历程。”

第一财经记者在采访过程中了解到,目前“三大中心”接收的非大唐系统的学员甚至多余大唐系统的学员,未来不排除将非大唐的燃机纳入检修范围。

数字化由燃机扩展至煤机

中国的电力运营体系较为传统,在可靠性和稳定性上并无问题,但在提质增效等方面仍存改进空间,计算机和大数据技术的运用则能够开发出很多传统电厂的潜能。

以三大中心中的数据监测诊断中心为例,目前中心接入了6个电厂,13台机组,分布于深圳、江苏、浙江等地,超过10,875个传感器不间断监测电厂总体与主要部件情况,每天约产生2.3GB的数据。

由这些数据生成的智慧信号(SmartSignal)、监测与诊断系统(M&D)不仅服务GE自身制造的设备,还可诊断其它OEM品牌设备,两者将传感器的实时数据与对应工况下的正常情况进行比对,如果发现异常,则会发出预警信息。事件管理系统(CaseManagementSystem)随后筛选预警信息,将需要注意的事件编入标准化处理流程,防止关键故障恶化。

此外,热效率分析和优化系统(Emap)每五分钟就能获得全场、机组,乃至机组内透平、压气机以及主要辅机的效率,以便运维人员更快找到问题所在,规避潜在的问题,解决了过去燃机效率无法实时监测困扰。

数字化在燃机方面的应用也让双方看到了燃煤领域的前景。

尽管天然气及可再生能源对煤炭的逐步替代是大势所趋,但是按照我国的能源禀赋与目前实际情况,燃煤机组仍占多数,2017年火电增速达到2014年以来的最高值,在未来很长一段时间中,煤炭仍将作为主体能源之一。

“中国最大的装机容量还是传统的煤电机组,在这方面,只要我们做很小的改变,就能带来巨大的经济效益、社会影响和环境影响。”杨丹表示:“全速数字化,不光只是为了做互联网,而是为了把传统的行业引领到下一个阶段,在可靠运行维护的基础上,走向提质增效的台阶。”

目前,大唐和GE在开发燃机项目时已经尝试燃煤机组加入到数据监测平台,目前正处于不断的开发和完善的过程中。而这一尝试在全球范围内也是创新,如若燃煤机数字化取得成果,将具有示范意义。

未来气电或与煤电成本趋平

煤改气是环境需求,也是能源结构改革需求。对于一些环保容量比较大,生态环境比较好的地方,煤改气方面还会按计划的逐步往前推进。

记者在采访中了解到,就大唐而言,东南沿海地区的相关项目较多,西北、东北及华中区域较少。

据了解,不考虑设备改造成本,仅就燃料成本而言,燃气与燃煤成本就相差一倍。但需要看到的是,从发展的角度来看,现在煤电的成本中,很多成本,比如环境成本,并为囊括其中。

“碳市场开放以后,烧煤发电一度电要交不少钱,而天然气发电交的就少很多。现在欧盟已经这么做了,烧煤不仅自己买煤要交钱,发一度电出来还得给社会交钱。按照此计算,将来煤电的成本跟气电的成本可能相差不多。”金耀华表示。

2017年年末,我国碳排放交易体系完成总体设计,并正式启动,发电企业被首批纳入碳交易市场。

谈及碳市场的开放对发电企业可能造成的影响,金耀华对第一财经记者表示:“实实在在的碳交易已经在发电领域开展了,前年底在还在试点时,大唐的第一单碳交易就是高井热电厂完成的。”

“目前碳市场的配额同大唐的排放量相当。我们现在旗下电厂有的多点,有的少点,多的要卖、少的要买,但是我们首先可以在我们系统内进行调剂,基本上缺口不大。”金耀华表示。

他同时也表示,随着以后碳排放越来越严格,配额会越来越少。“比如说你原本排放10000吨,但配额只有8000吨,那2000吨要么会通过减排省下来,要么就要到市场上去买。到那个时候,发电企业压力就大了。我们已经开始买碳了,而且不只这一单,我们有一个碳交易的公司专门负责市场配额。”


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