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河北电科院:在减污降碳领域走出了一条科学技术创新之路

  “装置已经就绪,能够直接进行六氟化硫回收处理!”10月14日,项目负责人张立军下达了回收指令,经过装置处理,六氟化硫能够达到最大限度的回收。

  这只是河北电科院聚焦电力行业减污降碳领域明显问题的一个缩影。近年来,河北电科院在温室气体减排和水、大气及土壤污染防止方面连续攻克一个又一个难关,实现了一个又一个突破。

  在电网运行中,使用六氟化硫气体的设备星罗棋布,而六氟化硫气体有着极强的温室效应,这就使得有效管控六氟化硫气体成了“棘手”问题。经过长期调研,河北电科院以实现数字化管控为思路,从管理模式、关键技术和配套设备等环节进行突破,率先建成国内一流的省级电网六氟化硫气体回收处理中心,首创电网六氟化硫统一采购、统一回收、统一净化、统一检测、统一运输和循环利用的全寿命精益化管理模式。依托该中心,河北电科院还搭建形成国内首家基于“物联网+区块链”技术的六氟化硫数字化管控平台,实现了气体管理全链条全息全景数字可视化。就此,河北南部电网在全国率先实现六氟化硫气体近零排放,成为技术创新引领电网绿色发展的最新实践。

  “区块链等数字技术的加快速度进行发展,为六氟化硫气体管控带来了历史性变革。现在每一瓶气体、每一件设备、每一个流程都实现了全息感知和一体化数字管控,气体回收率达到98%以上,再生气体实现100%循环利用,真正打造出一张‘绿色低碳电网’”河北电科院院长夏彦卫介绍。

  作为河北南部电网的技术创新基地,从2016年开始,河北电科院率先在省内建起了首个节能减排与污染控制实验室,开始了在治理火电厂烟气污染物方面的攻关。五年来,通过开展全方位的性能测试和技术诊断,技术团队先后攻克了火电厂“脱硫脱硝”的核心技术,并自主研发了成套“销烟”装备,所承揽的总理基金项目《火电厂烟气污染物实时监测及管理技术应用》已位居国内领先水平,相关研发成果多次被列入河北省大气污染防治技术重点推广目录。

  “‘十三五’期间,河北电科院自主研发的火电厂烟气污染减排技术让全省每年在超低排放基础上减少污染物排放2.1万吨,简单折算相当于每年增加优良天数近20天,为改善京津冀大气质量发挥了及其重要的作用。”河北电科院《“十三五”企业社会责任报告》中写到。

  截止目前,河北电科院的“硝烟”技术已向全国19个省份累计430多台火电机组减排改造工程推广应用,取得了显著成效。

  火电厂历来是耗水大户,电厂里的循环冷却、汽轮机冷却等多个环节都需要用水。近年来,国家逐步推广火电厂使用中水(经过处理的城市污水)以实现节水降耗。中水经过反渗透净化过滤可作为汽轮机用水,但随之会产生大量的次生浓水,如不加以处理便会成为“顽固废水”。

  河北电科院潜心在节水技术上“做文章”,独创火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法,重构水网系统实现废水循环利用,完全解决了火电厂污废水利用率低、次生废水量多质杂、终端废水治理成本高等难题,实现了火电厂“清洁水源零提取、工业污废水零排放”的目标。

  “据电厂客户反映,自今年用上我们的新技术后,一个2×30万千瓦的火电厂一个小时就能回收城市污水1430多吨,预计2021年全年可回收城市污水900多万吨,减排次生废水60多万吨。”河北电科院院长夏彦卫介绍,“我们在实现环境与经济效益双赢的目标指引下探索出了一条道路,形成了低成本反渗透浓水零排放的典型模式,让火电厂变成了城市污水的‘净化器’!”

  自技术成型以来,河北电科院污水处理技术已在国内近20家火电厂实现应用,累计年消纳城市污水约7900万吨,减排次生废水1600余万吨,间接经济效益已超过4亿元。目前,该项技术成果还在不断深化和推广,未来必将推动城市污水的大规模消纳,有效遏制工业废水污染。

  “站里的土这么干净,附近庄稼也没有受污染,我们放心了”居住在变电站附近的衡水市阜城县码头镇村民不禁发出感叹。以前,变电站设备正常运行维护是否会对周边的土地、农作物产生污染,影响收成,这样的一个问题一直困扰着附近以培育棉花、大豆等经济作物为主的种植户们。而如今,看到整洁绿色的变电站,他们终于卸下了心里的包袱。这其中,河北电科院研发的变电站土壤环境污染风险评估和无害化处理技术发挥了巨大作用。

  变电站是电力系统输送电能的枢纽“关节”。在对站内的变电设备定期检测维护的过程中,很容易产生以绝缘油为主的土壤有机腐蚀和重金属污染。如不立即处理,污染面积将逐步扩大,进而对周边土壤环境构成威胁。近年来,变电站已成为电网领域土壤污染的易发区和土壤污染治理的主阵地。

  “我们研发的土壤环境修复平台最高处理温度可达500℃,最高处理效率可达80%以上,可以在一定程度上完成变电站污染土壤的无害化处理,再配合微生态环境功能修复,最终能够形成无污染的绿色土壤,真正让“国网绿”跟自然环境融为一体”,电科院党委书记王向东介绍。

  科技引领未来,创新驱动发展,《第十四个五年规划和2035年远大目标纲要》提出,推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。放眼“十四五”,河北电科院将围绕减污降碳目标持续加大科技攻关,力争为打赢“蓝天、碧水、净土”攻坚战,实现能源绿色转型发展做出新的更大贡献。(齐、刘克成)

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