环保压力

六氟化硫（SF6）气体是高压电气设备中性能最优且暂不可替代的绝缘灭弧介质，但也是目前温室效应最强的工业气体（其温室效应系数是CO2的23900倍），是《京都议定书》禁止排放的六种气体之一。我国电力行业SF6气体用量占SF6气体产量的80%，面临巨大的环保压力，如何实现SF6高效循环利用成为行业重大课题。 为控制和减少电网企业六氟化硫气体的排放，国家电网有限公司从2006年起，按照“科技先行、试点应用、统一标准、全面推广”的管理思路，组织开展了六氟化硫回收处理循环再利用的管理创新。该项目历时10余年，分为五个阶段：一是组织科研攻关，开展六氟化硫气体现场回收、回充和净化处理等技术的研发，开发出具有自主知识产权的净化处理成套装置。二是开展试点应用，组织8家单位开展试点应用，积累项目建设和运行管理经验，提出了“分散回收、集中处理、统一检测、循环利用”的工作模式。三是推动成果转化，促成国网安徽电力与平高集团有限公司开展成果转让和技术合作，实现了产品规模化生产。四是统一建设方案，实现全面推广应用，明确了省级六氟化硫处理中心建设的总体思路、建设目标、组织分工、进度安排和工作要求，统一建设方案、设备采购和竣工验收。五是实施精细化管理，建立运转高效的工作机制，健全相关技术标准和管理制度，构建科学规范的检测体系，开发信息化管理平台。 项目研制了SF6气体快速回收/净化/回充全套装备，建立了SF6气体循环再利用体系，提出了SF6处理工作的管理模式，实现了SF6全寿命周期管理和近零排放；应用该成果成功在联合国注册清洁发展机制（CDM）项目，成为世界首个电网领域的SF6减排CDM项目。截至2019年底，公司系统26个省公司（除西藏外）全部建成六氟化硫气体回收处理中心，累计回收六氟化硫气体631.9吨，相当于减排二氧化碳1510.2万吨；在公司系统率先实现科研成果转化，累计实现工业产值4.5亿元、利润7400万元。 项目形成了一系列国家、行业标准9项，授权发明专利13项、实用新型专利49项，发表论文20多篇。由院士组成的鉴定委员会对项目成果进行鉴定，结论为：该项目循环再利用技术等方面达到国际领先水平。 该项目成果环境效益、社会效益和经济效益十分显著，具有较强的创新性、前瞻性、科学性及示范性。项目成果有效促进了绿色可靠电力和经济社会低碳发展，推动了电力行业的科技进步，对实现温室气体减排、提高国有资产利用效益、保障人民身体健康和电网安全供电均具有重要作用，为我国落实《巴黎气候协定》应对气候变化做出积极贡献。

近年来，随着气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switcher，GIS)组合电器成为110 kV及以上变电站的主流使用设备，其设备因为产品质量、安装工艺和复杂环境等导致的漏气问题也逐渐凸显出来。GIS漏气缺陷因涉及停电计划、施工周期和工艺难度等问题往往不能得到及时处理。文章提出一种GIS组合电器设备漏气气室自动保压系统，该系统具备以下特性：可实现自动控制补气，使漏气气室在压力降到报警值时及时得到补充；可实现人工远程和自动控制、就地控制多模式操作；采用电磁阀和止回阀结合的双保险结构，可有效防止设备在补气过程中的气体倒灌；采用并联SF6气瓶组的方式为自动补气系统提供充足气体压力，并可动态监测气瓶组气压状态，且具备低气压远程报警功能，及时提醒检修人员更换气瓶；该系统可通过计数功能统计气室的漏气速率并上传后台云端，为检修人员的统计补气周期和后期解体检修提供可靠依据。通过制作一套漏气气室自动保压实物仿真系统，验证了该装置的可行性。

随着环保压力增加和技术进步，全球能源消费的低碳化趋势日益明显，天然气将成为全球能源由高碳向低碳转变的重要桥梁，发展速度将明显高于煤炭和石油。特别是在发电领域，天然气作为一次能源，被广泛认可与推广。而燃机核心部件的生产与运行维护等技术均被美国通用电气集团（GE）、德国西门子公司和日本三菱公司等国外公司所垄断，致使燃气机组的生产和运维成本居高不下。同时，燃气发电技术的推广与应用，对高科技人才、“工匠”型人才的需求不断加大，生产企业选择工业化、信息化道路是必然趋势。为了顺应局势的发展，中国大唐积极响应中央号召，以高井燃气热电厂为依托，成立了“北京国际电力数据监测诊断中心”、“北京国际燃机检修中心”以及“北京国际清洁能源发电培训中心”，合称为“燃机三大中心”。通过与美国GE公司合作，引进美国相关先进技术，借鉴其成功案例，同步推进国产化进程，利用云计算、物联网、大数据分析等先进的信息化技术，提升大唐集团集中管控能力，为燃机设备安全生命周期提供预警、故障诊断，提高设备可靠性，优化运行经济性，降低运维成本，增加总体收益，促进节能环保。 数据监测诊断中心，通过对燃机、煤机等发电机组运行数据的采集、监测、分析与诊断，充分释放工业数据的活力，并接入集团公司生产调度中心，以此促进集团公司“互联网+”、云计算、大数据等有效融合。燃机检修中心，致力于实现燃机自主检修，通过对燃机乃至清洁发电检修专业人才的培养，建立世界一流的包括检修、维护、培训一体化的燃机乃至清洁发电检修服务体系，降低企业成本，提高经济效益和社会效益。燃机培训中心，分为运行培训和检修培训两大部分，运行培训中心规划有技能鉴定及技能比武场所、仿真机培训机房、多媒体教室等；检修培训中心首要目标是针对集团公司内燃机电厂的燃机运行、维护和检修工程师、技师等进行培训，并逐步将培训对象扩展到中国的所有燃机用户，并可根据培训中心的要求进行定制化培训，最终申请国家级燃机运行技能鉴定资质。

在新中国成立后的相当长时期内，发电行业作为关系国家经济命脉的垄断行业，同时在长期处于电力紧缺状况的社会环境下，承受着较小的经营管理压力。另外由于电力行业的特殊性，针对一般行业的运营管理体系并不适用于电力行业。但是我国的电力行业市场化程度越来越高，并正在朝着区域电力市场化方向发展。近年来社会用电量大幅下降，煤价持续上涨，电价连续下滑，环保压力越来越大，这些问题都要求发电企业不断提升自身管理水平，内部增盈、控降成本，才能在日益激烈的市场环境中生存和发展。针对此类问题，众多专家、学者做了多方面研究，通过分析发电厂管理中人员绩效管理不透明及设备管理成本无法量化问题，提出了在电厂实行内部市场化的措施。但是以上几种管理方法只是针对某一方面进行分析，并没有对整个企业管理系统进行整体创新。本文提出的火电企业指标（任务）责任保障管理体系极为针对电厂特点，为电厂量身打造的一套管理体系，并取得了丰硕成果。

目前，电站燃煤锅炉普遍采用选择性催化还原法（SCR）进行烟气脱硝，其中催化剂是 SCR 系统核心设备，也是造价最高的关键部件，其性能直接影响到 SCR 系统的脱硝效果。然而，当前我国脱硝催化剂制造技术主要依靠国外引进，缺少催化剂的设计、应用、换装等生命周期管理的技术手段。面对机组深度调峰需求，锅炉长时间低负荷运行将难以满足催化剂对于烟气温度的要求，从而为催化剂带来了新的挑战，急需从运行环境及其寿命管理等方面开展相关研究。此外，我国目前脱硝催化剂的管理仍较多依赖于实验室化验手段，缺少可靠的在线手段。据统计，我国每年因脱硝催化剂寿命管理不善，造成直接或间接损失占催化剂总消耗的 30%，同时带来了较大的环保压力。近年来，我国电站自动化信息化水平得到飞速发展，已经积累了大量包括 SCR 系统在内的机组运行数据，但是还未见大数据挖掘等“大数据”技术在脱硝催化剂管理中的研究与工程实践。通过攻关从SCR系统运行数据中挖掘催化剂劣化信息，实现脱硝催化剂全生命周期管理将对保证 SCR 系统性能具有重要作用，对锅炉节能减排、改善大气质量也具有重要意义。本项目在国家自然科学基金、中国大唐集团科技项目等多项课题支持下，基于“大数据”技术，围绕脱硝催化剂寿命评价预测、低负荷延寿、运行优化与控制、的脱硝催化剂全生命管理平台开发等核心技术难题，展开了理论研究与技术攻关，开创了脱硝催化剂技术管理的新途径、新方法。同时，项目实施将继续引导我国煤电行业节能减排的升级，改善大气质量，缓解资源约束，促进我国国民经济绿色发展。

本项目针对我国有机废弃物的理化特性和处理现状，对有机废物发酵制气项目的选址原则、原料特性、预处理技术、厌氧发酵制气技术及发酵罐施工技术等方面进行了分析研究，并借鉴德国、日本等国家的机械生物法、热解气化法及厌氧发酵法等城市垃圾处理技术，提出适合我国城市垃圾不同处理规模的处理技术，集成城市垃圾能源化综合利用技术方案。该集成技术也将带动国内有机废物能源化综合利用的整体技术进步，对缓解地区环保压力、促进生态文明建设等均具有重要意义。 依托项目形成的“秸秆与畜禽粪污混合原料发酵制气综合利用集成技术研究及应用”研究成果于2019年2月通过中国水力发电学会鉴定，研究成果总体水平达到国际先进水平；形成的“城市垃圾能源化综合利用集成技术研究与工程试验”研究成果于2020年5月通过中国水力发电学会鉴定，研究成果总体达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平。 本项目的研究成果在城市垃圾能源化综合利用关键技术在秦皇岛、西安市阎良区、河北定州、山西原平等项目实现了关键技术及设备的应用，目前应用效果良好。本项目系统开展城市垃圾理化特性研究、热解气化工艺及关键设备研究、餐厨/厨余垃圾厌氧发酵工艺及关键设备研究，提出了城市垃圾能源化综合利用集成总体解决方案，论证得出了机械生物法处理项目的最佳规模，形成了城市垃圾能源化综合利用关键技术。 本集成技术的工程应用，可以通过生活垃圾、餐厨垃圾处理处置费用的收取，取得一定的直接经济效益，工程所产生的沼气/天然气、电能等能源以及沼渣等副产品可获得较好的经济收益。本研究的技术成果已应用于河北定州规模化生物天然气示范项目（一期）、山西神沐新能源有限公司日产20000Nm3生物天然气及有机肥生态循环利用项目、西安市阎良区农村生活垃圾裂解气化项目、秦皇岛生活垃圾无害化处理项目成功应用。本项目研究成果对地区环境保护、生态文明建设、面源污染控制、区域能源结构调整、循环经济发展、节约型社会建设、美丽乡村建设等均有重要意义。

湛江电力有限公司4台300W机组除尘器灰斗加热和GGH加热采用厂用汽母管的供汽来加热，加热的燕汽回汽被直接排至定排扩容器排掉，造成了大量汽水浪费。经试验测试，每台机组加热用汽量大约为3t/h，4 台机组每天增加补水约240t。另外，排放掉的加热回汽温度仍然高达120C左右，也造成了大量的热能浪费。随着环保指标越来越严，现机组的除尘排放值为5mg/m2以下，已接近粉尘排放限值，环保压力越来越大，排放超标严重时可能会导致机组停运。因此，必须保证加热蒸汽的连续投入，保证除尘设备的安全运行。 锅炉吹灰系统的吹灰汽源均取自后屏过热器进口集箱蒸汽，由于主汽吹灰蒸汽温度及压力都过高，吹灰蒸汽压差达16. 4MPa,需要高品质蒸汽从17. 9MPa减压降到1. 5MPa，大量高品质蒸汽被浪费，降低了机组的经济性。而且主蒸汽压力高达17MPa，导致阀门压力高，阀前后压差大，导致吹灰系统各阀门容易冲刷缺陷，阀门磨损，造成泄漏，导致吹灰管道- -直带压，增加了枪管自身泄漏以及锅炉受热面吹损泄漏的可能性，存在较大的安全隐患。 总之，现有的蒸汽能量系统在安全、节能、环保等方面不能有效兼顾，严重影响发电机组安全性和经济性。因此，迫切需要对公司蒸汽能量系统进行优化及回收利用改进。

随着国内环保压力的日益增加，特别是“雾霾”重污染天气频现，已成为影响公众健康与生活的主要因素。国网河南电力公司通过与政府部门沟通后，省发改委、省环保厅、省能监办和省电力公司联合印发布《关于改革加强统调燃煤发电机组超低排放环保委托监管的意见》，委托授权河南电力对境内 152 台燃煤发电机组超低排放情况进行监管，成为本项目的原由。河南电力在获得省级政府委托授权后，利用技术优势和产业链优势，在国内首创“协同互动化、监管规范化、监测可视化、应对差异化”的电源污染物排放控制协同管理模式，以协同互动化为核心，建立调度中心、发展部、交易中心、电科院内部协同机制；建立政府部门、河南电力和发电企业的外部协同机制；以监管规范化为基础，主动承担社会责任，获取政府授权；现场标准检查和系统远程监管相结合确保排放数据真实；以监测可视化为手段，绘制全省统调燃煤机组污染物排放分布图，自主研发“燃煤机组超低排放环保监测系统”，实现全省 152 台统调燃煤发电机组污染物排放数据实时监控；以应对差异化为保障，建立大气污染物模拟模型，分析评估污染物影响贡献率，制定不同污染天气下不同区域燃煤发电机组关停原则和控制对策，实现燃煤机组的绿色环保调度，确保减排措施落到实处，打赢蓝天保卫战。 自项目开展以来，取得了明显的管理效益、经济效益、社会效益。开创了国内电网公司参与环保委托监管先例，成为国内首家被省政府授权环保委托监管的省级电网公司，也是国内首家实现电力环保调度的省级电网公司，实现重度污染天气下对燃煤发电企业污染物排放实施差别化管控政策，促进河南省能源结构优化、能源发展方式转变，缓解河南经济社会发展面临的环境压力。减少了河南境内电源污染物排放总量，2017年是河南省超低排放监管开始的第一年，通过采取电源污染物排放控制协同管理，烟尘、SO2、NOx 等大气污染物的排放总量和排放浓度出现大幅度减少，排放总量分别为 2078 吨、14032 吨、25704 吨。项目共取得专利 4 项，其中发明专利 2 项，发表论著一部，标准一项，发表中文核心论文6 篇,EI 论文 1 篇。

煤炭中的硫是造成环境污染和制约煤炭资源充分、合理利用的主要因素。我国煤炭资源丰富，高硫煤储量较多（约占 1/3）。随着燃煤电厂特别排放限值和超低排放的全面实施，我国西南等地区燃用高硫煤的电力企业面临巨大环保压力。电磁辐射脱硫是实现煤炭源头减排的新方法，目前国内外总体处于试验研究阶段，项目围绕煤炭中硫的源头减排和资源化回收的技术需求，历经 4 年研发出电磁辐射介质复合强化多级分选煤炭脱硫技术和系统，并通过核心设备的研制和集成优化，建设首套工业化示范装置，实现煤炭燃烧前连续稳定、安全高效的脱硫，开创了高硫煤经济有效的超低排放和硫资源回收的新方法，填补了国内外空白。