将节能减排推向纵深发展 持续助力绿色机场建设

2020-07-03 105

——动力能源公司冷暖系统节能减排发展工作纪实

为深入贯彻落实习近平总书记提出的绿色发展、循环发展、低碳发展理念,践行生态文明思想,实现经济增长、社会进步与环境保护协调发展的新局面。集团公司提出了“1-4-3-4-1”总体工作思路,其中绿色机场作为“四型机场”建设的重要组成部分,一直以来都是动力能源公司高质量发展的重点内容。作为专业化公司,动力能源公司始终将推动冷暖业务绿色发展作为核心工作,并依托专业技术优势,在业务发展过程中先后经历了一系列改造、优化、创新等挖潜历程,力争将节能减排推向纵深发展,持续助力绿色机场建设。

“产需联动”开拓运行调节的新思路

动力能源公司承担着首都机场范围内410余万平方米的供暖保障工作以及120万平米的供冷保障工作,年度能耗总量超过3.8万吨标煤,能源费用超过1.3亿元/年。面对如此大体量的能源消耗以及如此庞大的能源成本,如何不断优化运行管理,对于持续推进系统提质增效具有显著的意义,此项工作也始终贯穿到了冷暖业务的发展历程之中。

科学供暖,带动效率提升。在国家持续倡导绿色发展的大背景下,为进一步推进经营工作的持续快速发展动力能源公司从热源侧的运行管理角度出发,通过对生产运行经验的梳理、提炼和分析,于2008年编写并形成了《首都机场地区供热系统运行手册》,该方案通过结合回水温度控制策略,将粗放式的供热转变为对高温一次热水系统的细化调节,取得了良好的节能效果。同时,该方案初步建立了供暖运行的参照标准,弥补了经验化运行的空白。在后续的几个采暖季里,动力能源公司结合供暖业务扩充的实际情况,更加细化了在不同阶段流量分配,进一步优化了热源侧调控手段。据统计,截止至2014年,在供暖面积稳步扩充的前提下,能耗总量与2008同比降低25%,降幅约为1.4万吨标煤。

虽然能耗总量降低取得了骄人的成绩,但是围绕系统效率方面的提升工作仍存在优化空间,因此节能潜力的挖掘远远没有止步。基于此,动力能源公司严格贯彻“以需定产,以产定调”的发展要求,在充分总结历史运行数据及调控经验的基础上,于2014-15年度采暖季,正式提出了热量调节法的新方案。该方案将“大数据”思维运用到供暖工作之中,以按热量供热为指导策略,创新性的提出了“预测-调控-反馈-修正”的供热负荷预测方法。在接下来的几个供暖季,以供暖运行方案为基础,通过暖通分公司、航站楼分公司、指挥中心的协同联动,进一步完善了负荷预测模型优化、精细化调控、协同联动运行等一系列举措,不仅实现了能源供给侧与用能需求侧的动态平衡,还使温度保障与能耗控制形成了有机统一。据测算,截止至2020年,能耗总量方面同比2014年降低了13.2%,降幅为0.5万吨标煤。针对供热系统效率方面,单位热量综合能耗指标降低至34.29kgce/GJ,优于《供热系统运行能源消耗限额》(DB11/1150-2019)中的先进值标准。

精细调节,推动系统节能。动力能源公司在稳步推进供暖系统提质增效的同时,针对制冷运行方面也处于逐年优化状态。与供暖系统具有明显的热惰性不同,供冷保障受气象因素影响更大、冷负荷需求变化更敏感,因此从服务品质以及保障标准等方面考虑,对于系统精细化调节以及供需双方匹配的要求更高。同时,由于制冷系统分为东、西区两个独立冷源,所供区域的维护结构、冷负荷需求以及系统工况等均存在明显差异化,因此如何摸索冷负荷需求并实现按需供冷,对于推进制冷系统节能工作具有十分重要的意义。基于此,以冷源侧的节能运行出发,对两个冷源的供冷量、开机台时以及室外温度、湿度等因素进行分析,划分了不同气象条件的设备启运方案。同时,以监测供冷回水温度控制为基础,对供冷量进行客观评估并对设备运行方案进行优化,至此冷源侧供冷运行方案初步成型,此方案的推进也实现了由能源系统的经验管理向标准管理的巨大跨越。

为了持续贯彻绿色机场发展理念,深度挖掘供冷系统节能潜力,动力能源公司以暖通分公司、航站楼分公司及指挥中心核心技术人员为班底,于2018年组建供冷联合运行方案编写小组,结合机组启停策略、联动调节策略、数据共享平台等内容,进一步建立了统一的执行标准。与此同时,在航站楼温度保障标准提高的背景下,在联合运行方案中创新性的加入了夜间利用谷电价蓄冷、分阶段分区域供冷模式等内容,进一步推进了制冷系统能耗的持续降低。据统计,在温度情况持平的情况下,2019年与2018年电量同比降低约200万kwh。同时,冷源侧离心式冷水机组机群COP以及机房COP均持续提高,达到行业领先水平。

“技术创新”助力节能减排的新成效

在不断优化运行节能的同时,动力能源公司顺应发展趋势,适时提出了“由产品节能向工艺节能转变、由经验节能向科学节能转变、由局部节能向系统节能转变”的管理理念,结合能源规划持续推进重点项目储备及建设工作,借助技术改造进一步开拓节能减排的新空间。同时,围绕冷源系统业务实际,持续加大技术改造以及新工艺的引入,进一步助力节能减排工作取得新成效。

新工艺,节能促增效。以供暖系统为例,结合着蒸汽锅炉系统的工艺实际以及运行经验,识别到锅炉连排水具有一定的节能潜力,如果用于加热锅炉给水,可以有效降低系统天然气耗量,并提升锅炉系统运行效率。为确保工艺引入取得实质性效果,同时进一步排除工艺改造带来的潜在隐患,通过充分的评估后,率先在1#换热站2台10T/H蒸汽锅炉系统中开展试验研究。在经运行验证后,随即将此工艺推广至集中供热站蒸汽锅炉系统之中,取得了良好的节能效果。据测算,改造后有效回收连排水与热量约1.6万GJ/年,折合标煤约585.28tce/年。在供暖系统节能改造有效推进的同时,动力能源公司尝试在制冷系统中引入了反渗透膜工艺,将中水处理成品质合格的反渗透水,并替代自来水为东区制冷系统提供补水,大幅度降低了自来水耗量。同时,结合设备运行老化情况,开展周期性更新改造工作,全面延续了东区制冷站全中水运行模式。据统计,该工艺的引入节约自来水耗量约19万吨/年,折合标煤16.28tce/年。

新技术,减排保蓝天。为坚决落实民航局以及集团公司相关要求,切实履行生态环保责任,确保决战决胜蓝天保卫战,动力能源公司充分发挥专业化公司的责任担当,以“高标准推进锅炉降氮改造,全面助力打赢蓝天保卫战”为突破口,在兼顾首都机场地区正常供暖的前提下,扎实推进了集中供热站及1#换热站共计9台燃气锅炉的降氮改造工作。锅炉低氮改造的成功实施,将锅炉烟气排放降低至30mg/Nm3以下,达到北京市关于新建锅炉的排放标准,起到了良好的示范效应。与此同时,改造完成后有效降低烟气NOx排放量64.26tce/年,节约环保税约50万元/年,用切实行动助力了绿色机场建设,同时也为改善北京地区的空气质量贡献了力量。

“求新求变”引领提质增效的新突破

随着冷暖系统节能改造以及运行管理挖潜工作的持续推进,动力能源公司也逐步识别到现有系统的节能潜力逐渐到达了瓶颈期,因此亟需开拓思路,打破瓶颈,才能助力节能工作迈向更高的台阶。

“走出去”,以技术提升促发展。在冷暖系统的运行管理过程中,动力能源公司充分发挥暖通业务人员的自身技术优势以及运行管理经验,围绕冷暖系统工作实际建立了一套完整的能耗指标体系,并通过强化系统、环节及设备的指标管控,为降低能耗成本以及提高系统运行效率提供理论指导。同时,在暖通行业快速发展的大背景,动力能源公司及时跟进行业发展新政策,持续关注节能类规范标准的新变化,一方面对现有指标体系进行动态优化并开展行业对标,将其作为挖掘系统节能潜力的重要依据。目前围绕首都机场冷暖系统能耗指标基本处于行业领先水平。另一方面加大技术人员培训考察的力度,与行业协会、优秀企业开展交流沟通以及课题研讨,力求能够实时掌握行业主流技术的发展现状,借助技术能力提升助力系统节能的深入挖潜。

“引进来”,以技术改造助挖潜。在暖通业务的能耗成本中,燃气成本约为1亿元/年,约占总能耗成本的75%。因此,如何“合理控制运行成本、提升公司整体利润”成为了动力能源公司面临的又一课题。基于此,在经过系统能效评估、行业技术研讨等相关工作后,开展了一系列先进技术的研讨活动,其中如何确保新技术引入的可行性、可靠性及经济性成为了论证的核心内容。以烟气余热深度回收为例,由于集中供热站在运锅炉建设年代较早,未考虑锅炉排烟的深度利用问题,因此排烟中蕴含着大量余热可以回收,但受限于热源侧锅炉系统工艺的特殊性,即公用烟道+鼓引风机平衡通风+炉膛负压燃烧,在行业内无直接借鉴的案例。因此,为确保该技术引入的可行性,同时考虑尽可能降低投资回收期,动力能源公司以暖通分公司为班底组建了专题项目组并针对行业成功案例开展了走访调研。在经谨慎客观的评估论证后,于2019年正式申报立项,并于2020年4月获得集团公司批复。预计该项目投运后,每供暖季将降低燃气耗量约250万Nm3,折合标煤2950tce/年。

“绿水青山就是金山银山”。作为集团下属的专业化公司,动力能源公司将紧密围绕集团公司的发展战略,积极求新求变,继续以扎实的行动践行绿色机场发展理念,为绿色机场建设和行业绿色发展贡献更大的力量,同时也为助推集团公司早日成为世界一流机场集团做出更多的贡献。

(作者:王云涛、刘利亚、王楠  作者单位:动力能源公司)