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隨著可再生能源的高速發(fā)展以及環(huán)保的需求的提升，電力市場競爭日趨激烈，全行業(yè)都面臨降本增效的問題，燃?xì)?、燃煤電廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為擺在傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)面前的重要課題。

中國大唐集團(tuán)公司攜手GE（通用電氣公司）在此方面做出了新的探索，雙方于2016年11月29日在高井熱電廠簽署了《全面戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系協(xié)議》，并建立了電力數(shù)據(jù)監(jiān)測診斷中心、燃機(jī)檢修中心和清潔能源發(fā)電培訓(xùn)中心（下稱“三大中心”）。

始建于1959年的高井熱電廠是中國大唐在京唯一熱電企業(yè)，同時(shí)也是北京市在役最大燃機(jī)電廠。2014年7月23日，為響應(yīng)北京市節(jié)能減排號召，高井電廠6臺燃煤機(jī)組全部關(guān)停，此后順利完成了從燃煤到燃?xì)獾目缭健?/p>

目前的高井熱電廠擁有GE首臺9FB型燃機(jī)，總裝機(jī)容量1380MW，供熱能力962MW，供熱面積1924萬平方米，年平均發(fā)電量62億千瓦時(shí)，機(jī)組效率和余熱鍋爐技術(shù)均達(dá)到世界先進(jìn)水平。

坐落于高井熱電廠的三大中心已經(jīng)運(yùn)行一年有余，第一財(cái)經(jīng)記者近日參觀高井熱電廠三大中心時(shí)了解到，通過電力數(shù)據(jù)監(jiān)測和診斷，避免發(fā)生了十余次非計(jì)劃停機(jī)，提升了機(jī)組安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性，同時(shí)也為我國燃機(jī)設(shè)備檢修領(lǐng)域輸出了很多專業(yè)人員。

燃機(jī)檢修亟需本土化

中國天然氣的發(fā)展尚處起步階段，燃機(jī)的發(fā)展也僅有十余年，行業(yè)經(jīng)驗(yàn)相比火電而言嚴(yán)重不足。在煤改氣的政策導(dǎo)向下，對行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量及業(yè)務(wù)素質(zhì)都有較高的要求，需要其對燃機(jī)特性擁有更加深入的了解。

“燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)不同，燃?xì)廨啓C(jī)全是高溫金屬合金造的。高溫合金的部件中有一小段，比黃金價(jià)格還貴。因此在燃汽輪機(jī)檢修的固件成本極高。”GE全球副總裁，中國發(fā)電事業(yè)部總裁楊丹表示。

此外，燃機(jī)檢修對工藝的要求嚴(yán)格，部件之間的距離需要精確掌握、高溫燃燒固件的使用頻度較高，這要求燃?xì)廨啓C(jī)在檢修質(zhì)量有保證的同時(shí)檢修成本業(yè)要控制在一個(gè)合理水平。

在這種情況下，能夠提供高效高質(zhì)量的本地化服務(wù)是對整個(gè)電廠的運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要，這也是燃機(jī)檢修受到重視的原因。

“燃機(jī)機(jī)組本土化檢修的是一個(gè)非常大的問題，中國運(yùn)行的這么多燃機(jī)需要自主管理、自主維護(hù)、自主檢修，自己掌握了技術(shù)，心中就有底。”中國大唐集團(tuán)公司副總經(jīng)理金耀華表示：“這一問題迫在眉睫，中國購買燃機(jī)的客戶都有這個(gè)想法，只不過我們下決心率先邁出了這一步。”

而通過自主服務(wù)可以降低燃機(jī)的維護(hù)，檢修的成本。另外，掌握技術(shù)后，也可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新，提出更好的方案，提高維護(hù)與檢修的能力。

據(jù)悉，高井熱電廠人員較多，具有相對豐富的檢修資源，但是此前對燃機(jī)檢修方面接受的培訓(xùn)較少。“在與GE合作初期，GE的隊(duì)伍去干活，我們觀摩。第二步是他們手把手教我們，教完再考試，我們?nèi)〉觅Y質(zhì)。第三步目前已經(jīng)達(dá)到了，他們可以放心地讓我們放手去干。就這三個(gè)步驟，從簡單到復(fù)雜，經(jīng)過了大概兩年的歷程。”

第一財(cái)經(jīng)記者在采訪過程中了解到，目前“三大中心”接收的非大唐系統(tǒng)的學(xué)員甚至多余大唐系統(tǒng)的學(xué)員，未來不排除將非大唐的燃機(jī)納入檢修范圍。

數(shù)字化由燃機(jī)擴(kuò)展至煤機(jī)

中國的電力運(yùn)營體系較為傳統(tǒng)，在可靠性和穩(wěn)定性上并無問題，但在提質(zhì)增效等方面仍存改進(jìn)空間，計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用則能夠開發(fā)出很多傳統(tǒng)電廠的潛能。

以三大中心中的數(shù)據(jù)監(jiān)測診斷中心為例，目前中心接入了6個(gè)電廠，13臺機(jī)組，分布于深圳、江蘇、浙江等地，超過10,875個(gè)傳感器不間斷監(jiān)測電廠總體與主要部件情況，每天約產(chǎn)生2.3GB的數(shù)據(jù)。

由這些數(shù)據(jù)生成的智慧信號（SmartSignal）、監(jiān)測與診斷系統(tǒng)（M&D）不僅服務(wù)GE自身制造的設(shè)備，還可診斷其它OEM品牌設(shè)備，兩者將傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與對應(yīng)工況下的正常情況進(jìn)行比對，如果發(fā)現(xiàn)異常，則會發(fā)出預(yù)警信息。事件管理系統(tǒng)（CaseManagementSystem）隨后篩選預(yù)警信息，將需要注意的事件編入標(biāo)準(zhǔn)化處理流程，防止關(guān)鍵故障惡化。

此外，熱效率分析和優(yōu)化系統(tǒng)（Emap）每五分鐘就能獲得全場、機(jī)組，乃至機(jī)組內(nèi)透平、壓氣機(jī)以及主要輔機(jī)的效率，以便運(yùn)維人員更快找到問題所在，規(guī)避潛在的問題，解決了過去燃機(jī)效率無法實(shí)時(shí)監(jiān)測困擾。

數(shù)字化在燃機(jī)方面的應(yīng)用也讓雙方看到了燃煤領(lǐng)域的前景。

盡管天然氣及可再生能源對煤炭的逐步替代是大勢所趨，但是按照我國的能源稟賦與目前實(shí)際情況，燃煤機(jī)組仍占多數(shù)，2017年火電增速達(dá)到2014年以來的最高值，在未來很長一段時(shí)間中，煤炭仍將作為主體能源之一。

“中國最大的裝機(jī)容量還是傳統(tǒng)的煤電機(jī)組，在這方面，只要我們做很小的改變，就能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會影響和環(huán)境影響。”楊丹表示：“全速數(shù)字化，不光只是為了做互聯(lián)網(wǎng)，而是為了把傳統(tǒng)的行業(yè)引領(lǐng)到下一個(gè)階段，在可靠運(yùn)行維護(hù)的基礎(chǔ)上，走向提質(zhì)增效的臺階。”

目前，大唐和GE在開發(fā)燃機(jī)項(xiàng)目時(shí)已經(jīng)嘗試燃煤機(jī)組加入到數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺，目前正處于不斷的開發(fā)和完善的過程中。而這一嘗試在全球范圍內(nèi)也是創(chuàng)新，如若燃煤機(jī)數(shù)字化取得成果，將具有示范意義。

未來氣電或與煤電成本趨平

煤改氣是環(huán)境需求，也是能源結(jié)構(gòu)改革需求。對于一些環(huán)保容量比較大，生態(tài)環(huán)境比較好的地方，煤改氣方面還會按計(jì)劃的逐步往前推進(jìn)。

記者在采訪中了解到，就大唐而言，東南沿海地區(qū)的相關(guān)項(xiàng)目較多，西北、東北及華中區(qū)域較少。

據(jù)了解，不考慮設(shè)備改造成本，僅就燃料成本而言，燃?xì)馀c燃煤成本就相差一倍。但需要看到的是，從發(fā)展的角度來看，現(xiàn)在煤電的成本中，很多成本，比如環(huán)境成本，并為囊括其中。

“碳市場開放以后，燒煤發(fā)電一度電要交不少錢，而天然氣發(fā)電交的就少很多?，F(xiàn)在歐盟已經(jīng)這么做了，燒煤不僅自己買煤要交錢，發(fā)一度電出來還得給社會交錢。按照此計(jì)算，將來煤電的成本跟氣電的成本可能相差不多。”金耀華表示。

2017年年末，我國碳排放交易體系完成總體設(shè)計(jì)，并正式啟動(dòng)，發(fā)電企業(yè)被首批納入碳交易市場。

談及碳市場的開放對發(fā)電企業(yè)可能造成的影響，金耀華對第一財(cái)經(jīng)記者表示：“實(shí)實(shí)在在的碳交易已經(jīng)在發(fā)電領(lǐng)域開展了，前年底在還在試點(diǎn)時(shí)，大唐的第一單碳交易就是高井熱電廠完成的。”

“目前碳市場的配額同大唐的排放量相當(dāng)。我們現(xiàn)在旗下電廠有的多點(diǎn)，有的少點(diǎn)，多的要賣、少的要買，但是我們首先可以在我們系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行調(diào)劑，基本上缺口不大。”金耀華表示。

他同時(shí)也表示，隨著以后碳排放越來越嚴(yán)格，配額會越來越少。“比如說你原本排放10000噸，但配額只有8000噸，那2000噸要么會通過減排省下來，要么就要到市場上去買。到那個(gè)時(shí)候，發(fā)電企業(yè)壓力就大了。我們已經(jīng)開始買碳了，而且不只這一單，我們有一個(gè)碳交易的公司專門負(fù)責(zé)市場配額。”