发布日期:2022-12-16
双碳目标下,供热企业如何做好节能减排增效工作?“中国城镇供热协会”将陆续推出名企管理经验与大家分享,案例均来自《中国城镇供热发展报告2021》。
多年来,天津能源集团及其下属供热企业通过学习先进技术理念和管理经验,不断应用新技术、新设备,通过供热系统信息化、智能化进行精细化管控,进一步提升了供热管理水平和能源利用效率。
一、坚持清洁高效原则,提升热源能源利用效率
集团始终坚持清洁高效供热,除热电联产热源外,创新应用了煤炭清洁高效利用技术、锅炉房烟气余热回收及高效纳米远红外喷涂增效技术,节能减排效果不断突显。
1.推动燃煤供热技术升级,践行煤炭清洁高效利用示范
深入研究煤炭清洁高效利用技术,2015年实施天津市煤炭清洁高效利用试点,2019年对原4×58MW燃煤链条炉完成清洁利用升级改造,建成9×58MW清洁高效燃煤热源基地。采用最新的“星鸟”耦合文丘里供料、中心逆喷双锥低氮燃烧和烟气再利用等核心技术;应用SCR+SNCR脱硝、布袋与湿电除尘结合、湿法脱硫组合烟气处理技术,大幅提升了锅炉效率。项目建成后,北京节能技术监测中心及天津市节能中心进行了两次性能监测,锅炉效率分别为93.3%、90.7%,远高于同规模普通燃煤锅炉,与燃气锅炉效率持平,单位供热量燃煤消耗量由原链条炉的50.19kgce/GJ降低至37.57kgce/GJ,燃煤节约量达25.1%。
2.持续开展节能降耗改造,强化燃气锅炉效能提升
为充分挖掘燃气锅炉潜力,采用燃气驱动吸收式热泵直接接触换热烟气余热回收技术回收尾部烟气热量(见图1),锅炉排烟温度降至25-30℃,效率提升约10%,氮氧化物降低约8%,同时,可实现锅炉烟气“消白”和冷凝水回收利用。

图1 烟气余热回收技术流程图
应用高效纳米远红外喷涂增效技术,提升锅炉炉膛辐射受热面吸热能力,延长使用寿命。天津市节能中心对节能数据进行了深入分析,锅炉效率提升2.04%-5.22%。
二、坚持智慧供热引领,构建智能调度调控体系
近年来,集团持续提升一次网智能平衡调控和二次网精准供热水平,融合气候模型,优化调控策略,充分发挥热力站调控中枢作用,加大新技术、新设备研发应用,提升精细化管控水平,挖掘系统节能潜力,实现节能降耗。
1.加强远程监控和平衡调控,提升系统协同能力
自1996年,集团开始引进国外先进技术,新建水水热力站实现无人值守自动控制,2004年,新建汽水热力站实现无人值守远程调控,2008年,全面推广水水热力站远程监控和自动调控,2010年拓展升级预警类功能、优化控制系统,完善热力站设备健康状态监控、设备安全预警、站内环境监测系统,探索“源网站户”无人为干预的全流程协调联动自动调控技术,研发智能一键自启停换热机组及其控制系统,为系统动态精准调控、深度节能降耗奠定坚实基础。
2.加强动态调度和科学指挥,发挥多级联动效能
立足能源保障和节能减排,分别于2014、2017年建设完成中心城区和滨海新区核心区供热“一张网”,构建三级调度体系和多热源联网调峰运行调度平台,建立复杂工况及大数据热源调度模型,与气象部门共享各类预报信息及各区域实时精准气象实况。集团调度指挥中心对系统进行实时动态、协调联动调度指挥,对区域热网进行精细热能分配;供热初末期,综合考虑太阳辐射、室外环境温度和建筑物辐射散热等因素,分时段修正热源供水温度,实现用户室温平稳的同时降低热能消耗。
各热力站单元实时响应调度指令,根据精细定制化调控策略实施工况调整,实现能耗管控和潜能挖掘。一是依据所在区域精准气象数据进行热量管控,实现不同区域耗能的有效匹配平衡;二是依据不同围护结构、用热性质及采暖形式对热力站分级分组,科学分析制定供温与室温相关性曲线;三是依据室外气温特点和负荷特性,分时段热量调控,尤其针对商场、写字楼、工厂等夜间无用热需求的热力站降低非营业时间热能消耗。
应用NB-IOT楼栋回温测量技术、探索楼栋远程自动平衡调控和“表阀一体”以户为单位的精准调控技术、充分发挥热量表海量运行数据优势,挖掘数据价值,开发监测分析模块,实现对楼栋和户间平衡、流量热量分配及窃水的实时自主监控(见图2),进一步优化二次网水力、热力平衡效果。


图2调度指挥及能耗分析系统
3.探索人工智能技术应用,推动精准供热舒适用热
2018年始,与国外、国内多家科技企业开展合作,利用物联网、云计算技术,结合室外天气、建筑热力学特性、用户习惯和供热系统强耦合、多约束、高延迟、热惰性等因素,研究搭建自学习模型并进行大数据分析,通过不断自我优化与完善,实现热力站多要素的自动耦合联动联控,建立了有预测、自学习、自主稳定室温和深度节能的人工智能供热系统试点,实现精准供热、舒适用热,确保了用户室温24小时维持平稳区间,实现节能3%-6%。
三、加强水力平衡管控,提升系统输配能效
1.强化水力平衡精细管控
充分发挥热力站分级分组远程自动调控、楼栋回温监测与自动调控、热量表户间流量热量平衡分析优势,强化一、二次网水力平衡调整;利用设备健康状态监控系统开展板式换热器换热效率监测分析、处理、优化,提升传热能力;主动延伸公建自管热力站服务,有针对性提供平衡调整、板式换热器清洗等个性化服务,提升水力平衡度。
2.努力降低回水温度
提前介入供热项目前期,优化技术参数,确保系统特性匹配和整体散热效能;将主管网一次回水引入供热机组换热为地板采暖用户供热,降低利用回水温度约10℃,提升低品位热能利用率(见图3);完善考核管理机制,利用设备健康状态监控、能耗分析系统监测一次网回水温度,提升管网热能输配效率。


图3 一次回水梯级利用技术原理与案例
四、推进基础管理精细化,确保管网设施健康可靠
集团始终把保温脱落失效、跑冒滴漏渗水治理作为提升能耗管理工作的重中之重,充分利用技术手段和多项监管措施,杜绝管理粗放和能源浪费现象,通过主动监测、检测管道状况和状态,努力提高管网健康运行水平。
1.狠抓保温脱落失效治理,杜绝输配环节直接热损失
大力开展管道、设备、设施保温脱落失效的热能损失及经济性分析测算,强化精细管理意识;持续开展阀门、热力站、热力入口及楼内管道保温问题自查、互查、抽查和督查,实施专项治理,彻底解决保温缺失和失效问题;通过企业间“互查互比互看”促进整改;严肃考核机制,实施强力考核,坚决杜绝热能浪费。同时开展产学研合作,研发防火、抗压、耐腐蚀、效果好的快速拆装复合材料保温装置,保证机组和设施保温效能发挥(见图4)。


图4 供热系统保温性能提升成果
2.强化系统失水渗漏治理,根治输配环节间接热损失
多年来,集团从技术和管理方面持续开展全方位长效化失水治理,全力“查漏”“找漏”,最大限度解决失水渗漏难题。
一是全面开展管网安全性评价,实施管网、设施量化定级,对低效系统、老旧管网提升改造,彻底解决跑冒滴漏渗等问题,提升管网输送能力和系统效率,降低热能浪费。
二是利用无人机+双光热成像智能巡检状态分析专家诊断系统、弱磁无损检测技术等“组合拳”,快速、准确排查泄漏点,降低管网失水量(见图5)。




图5 无人机+双光热成像智能巡检状态分析专家诊断系统
三是发挥热力站及热计量系统失水监测效能,实施分级监测预警(见图6);利用能耗分析系统TOP排名开展循环治理,降低管网失水和热损。


图6 失水监控系统失水规律分析
四是研发基于北斗技术的智能巡检系统,定时、定点、定项全面巡检;利用铁塔公司资源,在管网沿线铁塔安装智能监测瞭望系统,自动巡检报警,确保隐患、故障第一时间发现处理。
五是通过微信公众号、知识普及卡、宣传册、调查问卷和座谈会等方式,全面宣讲供热法规、知识,减少用户窃水。
六是制定《安全隐患公众举报奖励实施办法》,鼓励公众对公共空间泄漏及时举报并予以奖励,加大发现跑冒滴漏渗的几率,确保及时发现、消除缺陷。
五、推进运营管控系统化,确保综合治理持续改进
1.坚持全过程管控持续优化
制定《供热系统配置标准及设计选型导则》,规范一次网、热力站、二次网、户内各环节配置标准和技术参数,按统一标准进行设计、施工、运营;对供热项目前期图纸、计算书严格审查,确保各类参数匹配;制定企业标准,严格控制设计及施工质量;建设阶段户内系统采用“样板间”模式把控工程质量,验收严格把关;运行阶段持续优化,同步完善标准配置内容,确保从设计到运营的系统特性匹配与节能降耗水平持续提升。
2.坚持全层级治理持续深入
建立“集团-公司-供热服务中心-班组-员工”的逐级能耗管理考核体系,逐级量化分解并签订责任书,所属公司总经理为第一责任人,在保证供热效果、客服指标同步提升的前提下逐级考核,实行绩效激励,督导能耗管理工作。
所属公司非供暖期以月为单位,供暖期以周为单位召开经济活动分析会,开展各层级能耗分析,进行指标对标排名,逐级解析、查找问题、分析原因,分享经验和解决措施,指导精细化调控。
实行以换热机组为单位,以水电热耗、回温等为指标的统计分析体系,开展周期性横、纵向对比,引入“度日数热耗”理念,分级分组TOP排名循环治理,促进精细管控、累进优化,治理综合能源消耗(见图7)。





图7 能耗分析系统及TOP排名
定期开展板式换热器效率、阻力、参数匹配等问题分析核查,及时调整优化。
六、推进创新创效制度化,确保管控能力持续提升
集团不断健全以科协、技术工作委员会、专家库为依托的科技创新体系建设。建立完善相关制度和要求,编制了《“互联网+”智慧能源工作实施方案》《物联网规划》等方案,充分激发下属企业和科技人员积极性;鼓励各供热企业申报国家、市、集团级管理创新和技术创新成果,组织开展集团重点科技项目、创新工作方案、课题攻关研究,加快推动技术进步和科技创新;定期召开科技创新项目交流会,营造科技创新氛围;以科技成果转化为目标,不断强化产学研合作,先后与天津大学、煤科院、中国电信、华为等科研院所、企业开展战略合作,实现优势互补,成果共享;组织专业技术人员赴先进国家和国内行业领先城市地区学习交流,学习成果在集团范围再通过大型交流会研讨分享;聘请国内外知名专家就供热理论、前沿技术等进行专题讲座,出版《能源科技信息》,开展科技周、科普日等专项活动,拓展科技人员视野、学习先进技术理念,增强创新意识,促进技术改进和效率提升,发挥科技创新在能源保障、节能减排等方面的动能引领和潜能挖掘。
展望未来,集团将紧密依托中国城镇供热协会,按照协会的号召和指引,利用好协会提供的宝贵资源和高效平台,坚持向供热行业企业对标学习,始终坚持“新”发展理念,不断学习应用先进技术,持续强化精细化管理,不断开创供热“欣”气象,履行好能源保障、民生服务的责任担当,与全国供热同仁一道,共谋供热行业高质量和可持续发展大局,共建美丽中国和清洁供暖事业。