熱力集團(tuán)攻堅(jiān)“清煤降氮”共創(chuàng)首都美好藍(lán)天

王漪

11月15日，北京正式進(jìn)入供暖季。與往年相比，今年當(dāng)人們?cè)诤涠障硎軠嘏耐瑫r(shí)，全市各處的供熱鍋爐燃燒后排放出的氣體將更加清潔環(huán)保。這得益于北京市開(kāi)展的燃煤鍋爐清潔能源改造、燃?xì)忮仩t低氮改造兩項(xiàng)“清煤降氮”工程，2017年大幅超額完成任務(wù)，成為北京市治理大氣污染，改善空氣質(zhì)量的重要舉措。

在眾多開(kāi)展“清煤降氮”工程的單位中，北京市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“熱力集團(tuán)”）作為我國(guó)最大的國(guó)有集中供熱企業(yè)，切實(shí)履行國(guó)企責(zé)任，攻堅(jiān)克難，發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，全面實(shí)施“清煤降氮”，建設(shè)標(biāo)桿工程，為北京市的節(jié)能減排、綠色低碳發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。

“清煤降氮”守護(hù)首都藍(lán)天

近幾年，北京市民對(duì)空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來(lái)越高。研究表明，氮氧化物是造成大氣污染的物質(zhì)之一，其中鍋爐在運(yùn)行供熱過(guò)程中，天然氣燃燒便會(huì)產(chǎn)生氮氧化物。為了改善空氣質(zhì)量，降低氮氧化物排放，2013年以來(lái)，北京市大規(guī)模開(kāi)展燃煤鍋爐清潔能源改造、燃?xì)忮仩t低氮改造、民用散煤清潔能源替代等工程性減排工作，成為全市打好“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，治理大氣污染，改善空氣質(zhì)量的重要舉措。

根據(jù)2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃的任務(wù)分解要求，今年10月底前，全市要完成4000蒸噸左右燃煤鍋爐清潔能源改造任務(wù)，年底前完成10000蒸噸禁燃區(qū)內(nèi)燃?xì)猓ㄓ停╁仩t低氮燃燒技術(shù)改造任務(wù)。另?yè)?jù)北京市《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，自2017年4月1日起，全市新建鍋爐執(zhí)行30毫克/立方米的排放限值；對(duì)于高污染燃料禁燃區(qū)內(nèi)的在用鍋爐，北京市執(zhí)行80毫克/立方米排放限值。

北京市環(huán)保局近期發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至11月，北京市今年共淘汰燃煤鍋爐2837家、4453臺(tái)、13259蒸噸，完成鍋爐低氮改造約7000臺(tái)、23000蒸噸，超額完成了2017年“清煤降氮”工程的任務(wù)量。其中，燃煤鍋爐淘汰量是任務(wù)量的3.3倍，燃?xì)忮仩t低氮改造完成規(guī)模是任務(wù)量的2.3倍，創(chuàng)下新的歷史紀(jì)錄。

在眾多開(kāi)展“清煤降氮”工程的企、事業(yè)單位中，擁有近60年光榮供熱歷史，供熱面積占全市三分之一的北京熱力集團(tuán)發(fā)揮了勇于擔(dān)當(dāng)?shù)闹髁娮饔谩?017年2月，集團(tuán)召開(kāi)“清煤降氮”工作動(dòng)員部署會(huì)，要求各企業(yè)、各部門(mén)嚴(yán)格按照市政府“清煤降氮”行動(dòng)計(jì)劃的要求，以高度的政治使命感和責(zé)任感，不折不扣全面完成“清煤降氮”改造任務(wù)，并要求在用鍋爐排放也要達(dá)到30毫克/立方米最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，由此啟動(dòng)了熱力集團(tuán)歷年來(lái)最大規(guī)模的供熱鍋爐降氮改造工程。

為了確保清煤降氮改造工作順利實(shí)施，集團(tuán)還專(zhuān)門(mén)成立了“清煤降氮”工作領(lǐng)導(dǎo)小組和六個(gè)推進(jìn)小組，集團(tuán)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)李大維擔(dān)任工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)。工作領(lǐng)導(dǎo)小組每月召開(kāi)一次會(huì)議，研究工作推進(jìn)情況，協(xié)調(diào)解決工作中的重大問(wèn)題。各推進(jìn)小組每周摸排一次情況，解決相關(guān)問(wèn)題。

根據(jù)熱力集團(tuán)部署，改造工作目標(biāo)集中在四個(gè)方面，一是集團(tuán)管理市區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)行鍋爐全部達(dá)標(biāo)；二是大型鍋爐安裝在線監(jiān)測(cè)裝置；三是實(shí)施氮氧化物降低、煙氣余熱回收利用綜合治理；四是減排的同時(shí)，注重節(jié)能節(jié)熱，提升形象。

在確保大型鍋爐房排放達(dá)標(biāo)治理的同時(shí)，熱力集團(tuán)還進(jìn)行煙氣余熱深度回收、除霧消白、冷凝水回收利用等綜合治理。通過(guò)實(shí)現(xiàn)清潔能源替代，推廣空氣源熱泵、移動(dòng)熱源、電蓄熱等技術(shù)應(yīng)用，一系列卓有成效的工作都為改善首都空氣質(zhì)量增添了有力保障。

經(jīng)過(guò)近10個(gè)月的攻堅(jiān)克難，2017年熱力集團(tuán)共改造鍋爐房330座，鍋爐1569臺(tái)，8777.15蒸噸，建設(shè)新供熱管線12.47公里。熱力集團(tuán)技術(shù)管理部經(jīng)理張立申介紹，改造完成后，熱力集團(tuán)管理的鍋爐房中80%鍋爐煙氣NOx排放達(dá)到30毫克/立方米以下，其中科豐供熱廠示范項(xiàng)目排放將達(dá)到5毫克/立方米。通過(guò)“清煤降氮”改造的實(shí)施，一個(gè)采暖季可直接減少煙氣NOx排放1844.14噸，相當(dāng)于年停止行駛1.6L家用轎車(chē)120萬(wàn)輛。

破解大安山供熱難題

大安山兩座鍋爐房位于房山區(qū)大安山鄉(xiāng)，這里遠(yuǎn)離市區(qū)，海拔高，冬季天氣寒冷，轄區(qū)內(nèi)有座大安山煤礦，一直采用燃煤鍋爐供暖，每年消耗5000噸煤，對(duì)空氣造成了污染。其中820鍋爐房海拔820米，位于居民生活區(qū)，920鍋爐房海拔920米，位于煤礦辦公區(qū)。這兩座鍋爐房一直是房山區(qū)“最難啃的硬骨頭”，多年來(lái)沒(méi)有完成清潔能源替代。

在主動(dòng)承擔(dān)了該地區(qū)的燃煤鍋爐清潔能源替代任務(wù)后，集團(tuán)多次召開(kāi)方案論證會(huì)議，集團(tuán)董事長(zhǎng)李大維親自帶隊(duì)上山進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘。項(xiàng)目技術(shù)組通過(guò)分析當(dāng)?shù)刈匀粭l件和電力、水利、燃?xì)庖约靶履茉吹睦们闆r，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝睔馍匐?，地?shì)陡峭、道路崎嶇，運(yùn)輸條件很差，大型運(yùn)輸車(chē)根本無(wú)法上去，清潔能源替代異常艱難。全程參與這一改造項(xiàng)目的技術(shù)管理部漢京曉博士介紹，電力和燃?xì)馐潜本┦谐Ｒ?guī)的燃煤采暖替代方式，但在大安山鄉(xiāng)不能依靠任何一種單純的方式改造當(dāng)?shù)氐娜济哄仩t。

經(jīng)反復(fù)研討，最終確定了移動(dòng)LNG、空氣源熱泵、電鍋爐、蓄熱罐等多能互補(bǔ)的供熱方式。820鍋爐房保留原輔機(jī)設(shè)備，拆除燃煤鍋爐，設(shè)置1臺(tái)2.4兆瓦電鍋爐，室外設(shè)置2臺(tái)2.8兆瓦燃?xì)鉄崴苿?dòng)鍋爐，配置1兆瓦空氣源熱泵和一座400立方米的蓄熱水箱進(jìn)行蓄熱。920燃煤鍋爐改造方案為，將原有2臺(tái)4噸的燃煤蒸汽鍋爐改造為2臺(tái)2.4兆瓦的電熱水鍋爐，并配備一座800立方米的蓄熱水箱進(jìn)行蓄熱，新增制熱量800千瓦的空氣源熱泵作為采暖系統(tǒng)的補(bǔ)充熱源，同時(shí)建設(shè)2兆瓦光伏補(bǔ)充電力需求，以適應(yīng)2019年當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，煤礦關(guān)停后用電量的變化。

“通過(guò)多種能效和多種技術(shù)的互補(bǔ)，大安山的兩座鍋爐房不僅變干凈了，而且也改變了以往比較粗放的鍋爐房管理方式，提高了能源利用率。”漢京曉說(shuō)，能夠參與到這么復(fù)雜的項(xiàng)目中，感到非常榮幸，對(duì)個(gè)人是很大的提升；對(duì)供熱行業(yè)，是完成了一項(xiàng)多能互補(bǔ)供熱的標(biāo)桿工程，為山區(qū)燃煤鍋爐清潔能源替代提供了解決方案。

打造新型現(xiàn)代化供熱基地

除了在京郊山區(qū)，排除萬(wàn)難為當(dāng)?shù)鼐用袼腿嘏瑹崃瘓F(tuán)還準(zhǔn)確把握新時(shí)期首都城市戰(zhàn)略定位，緊緊圍繞建設(shè)國(guó)際一流的和諧宜居之都的目標(biāo)，以方莊供熱廠為標(biāo)桿，打造新型現(xiàn)代化供熱基地，提高能源利用效率，推動(dòng)首都供熱事業(yè)的綠色智能協(xié)調(diào)發(fā)展。

方莊供熱廠建于1988年，原為10臺(tái)29MW燃煤鍋爐，1997年在原鍋爐架構(gòu)上進(jìn)行了煤改氣，是一家運(yùn)行了近30年的老廠，能耗高、自控制水平低，需要進(jìn)行更新改造。熱力集團(tuán)結(jié)合“清煤降氮”任務(wù)，2017年4月啟動(dòng)了方莊供熱廠改造工程，將南鍋爐房原5臺(tái)29兆瓦的鍋爐改造為5臺(tái)58兆瓦燃?xì)忮仩t。采用世界最先進(jìn)的超低氮燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)、尾部催化還原（SCR）技術(shù)，使鍋爐煙氣氮氧化物排放值低于15毫克/立方米，嚴(yán)于目前世界最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。在煙氣排放達(dá)標(biāo)的同時(shí)，集團(tuán)發(fā)揮企業(yè)的研發(fā)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行煙氣余熱深度回收、除霧消白、冷凝水回收利用等綜合治理，打造近零排放示范項(xiàng)目。5臺(tái)鍋爐一個(gè)采暖季可減少氮氧化物排放79噸，回收水蒸氣2.1萬(wàn)噸，回收煙氣余熱10.6萬(wàn)吉焦，折合標(biāo)煤0.36萬(wàn)噸。

實(shí)現(xiàn)最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)，依靠的是熱力集團(tuán)上下一心、攻堅(jiān)克難的決心和行動(dòng)力。參與這一項(xiàng)目的技術(shù)管理部王達(dá)工程師介紹，由于廠區(qū)原有建筑結(jié)構(gòu)不變，受到高度等空間限制，給設(shè)備選型帶來(lái)很大難度。同時(shí)，新更換的五臺(tái)鍋爐零散部件均需焊接，工作量相當(dāng)大，高峰期同時(shí)作業(yè)的工人超過(guò)300人。

據(jù)了解，未來(lái)方莊供熱廠將借鑒丹麥第四代供熱技術(shù)，建設(shè)污水源及中水源熱泵系統(tǒng)、太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、地?zé)峁岬染C合供熱系統(tǒng)，同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)+新能源供熱技術(shù)，推動(dòng)多種能源智能融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)冷熱聯(lián)供和清潔供熱，將原方莊供熱廠打造為綠色生態(tài)示范城。

熱力集團(tuán)實(shí)施“清煤降氮”工程，不僅促進(jìn)了首都供熱事業(yè)的綠色發(fā)展，也實(shí)踐并檢驗(yàn)了熱力行業(yè)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)?！笆濉逼陂g，熱力集團(tuán)的科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)投入累計(jì)超過(guò)1億元，包括引進(jìn)和應(yīng)用了鍋爐煙氣余熱利用、熱力站精細(xì)化調(diào)節(jié)、電磁水處理儀、噴射式高效節(jié)能熱交換裝置等多項(xiàng)新技術(shù)，籌建了國(guó)家級(jí)熱水熱計(jì)量實(shí)驗(yàn)室；大口徑直埋熱水管道的應(yīng)力分析研究成果彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)直埋大口徑供熱管道理論與設(shè)計(jì)的空白；熱力地下工程非降水（注漿）施工突破了技術(shù)瓶頸，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)處于領(lǐng)先水平；熱力盾構(gòu)技術(shù)、暗挖熱力隧道工程技術(shù)和機(jī)械頂管微型隧道技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，不僅節(jié)約了幾千萬(wàn)元的工程投資，同時(shí)填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白。

這一系列的技術(shù)研究和應(yīng)用，為熱力集團(tuán)成為“綠色、低碳、智能供熱的引領(lǐng)者”打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參與科豐供熱廠示范項(xiàng)目的技術(shù)管理部賈萌工程師對(duì)此深有體會(huì)，2014年，她參與了研究降低燃?xì)忮仩t氮氧化物排放的市級(jí)課題項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)幾年的深入研究與實(shí)驗(yàn)，攻克了多項(xiàng)技術(shù)難題，最終研發(fā)出了煙氣再循環(huán)低氮燃燒器和緊湊型SCR反應(yīng)器，并已應(yīng)用在大安山燃煤鍋爐改造、方莊供熱廠改造等項(xiàng)目中，為“清煤降氮”的實(shí)施提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障。

熱力集團(tuán)在今年完成“清煤降氮”改造工程后，不僅新建鍋爐排放達(dá)標(biāo)，在用改造的鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)也達(dá)到新建鍋爐的排放標(biāo)準(zhǔn)，超額完成了任務(wù)。在這張“清煤降氮”成績(jī)單的背后，凝聚著近萬(wàn)名熱力人的辛勤汗水與智慧，也是他們履行首都國(guó)企責(zé)任的使命感與奉獻(xiàn)精神的最好證明。

據(jù)了解，“十三五”時(shí)期，熱力集團(tuán)將繼續(xù)發(fā)揮國(guó)有企業(yè)主力軍作用，擴(kuò)大清潔電蓄熱、污水源、地?zé)嵩?、光伏等可再生能源利用，?020年，集團(tuán)在市核心區(qū)非化石能源利用占比將達(dá)20%，相比2017年再減排85%以上，為北京市的綠色發(fā)展繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱。