2024年6月19日,全国首个工业用途核能供汽工程——中核集团“和气一号”项目在江苏连云港正式启用,盛虹石化成为行业首家接收利用核电蒸汽的企业,在石化行业“清洁生产、减碳增绿”道路上跨出了历史性一步,我国石化化工产业正式进入“核能供汽”时代。
石化行业既是化工材料和能量的提供者,也是能量消费大户。据统计,在石油转化油品和材料的过程中,约25%的化石能源用于加热(含烧焦过程)、驱动设备等而被消耗。除此之外,通过化石原料生产的产品又会将碳排放延伸到终端消费领域。来自石油和化学工业规划院的数据显示,石化化工行业生产过程排放的二氧化碳占全国碳排放的比重约为13%。这意味着,在“双碳”目标背景下,石化行业碳减排压力巨大。
2024年5月23日,国务院印发《2024—2025年节能降碳行动方案》明确“实施石化化工行业节能降碳行动”,提出“鼓励大型石化化工园区探索利用核能供汽供热”等措施。
田湾蒸汽供能项目建成后,每年有480万吨的零碳清洁蒸汽将源源不断地从田湾核电基地输送到连云港石化基地,相当于每年减少燃烧标准煤40万吨,等效减排二氧化碳107万吨、二氧化硫184吨、氮氧化物263吨,相当于新增植树造林面积2900公顷,为石化基地每年节省碳排放指标70多万吨。
核能是如何制备工业蒸汽的呢?
利用核电厂热量,解决石化产业用汽需求,如何保证安全性呢?可以把这一过程想象成“双层加热”的“自嗨锅”。我国的核电站由核岛和常规岛组成。其中,在核岛内进行的核反应就是一回路,一回路吸收核反应产生的热量,将二回路内的水变成蒸汽,也就类似于“双层加热自嗨锅”最外层的加热包。二回路就是常规岛,在核能发电时,二回路的蒸汽在汽轮机里面膨胀做功,将蒸汽热能转化为汽轮机的旋转动能,并带动发电机将机械能转化为电能。而在进行供应工业蒸汽时,一小部分二回路蒸汽会通过单独的管道前往三回路。因此,二回路也就相当于“双层加热自嗨锅”中间的加热包。三回路即工业蒸汽回路,在里面是海水淡化生产出来的除盐水。来自二回路的蒸汽又会将这些除盐水加热形成满足石化产业园参数要求的工业蒸汽。也就是说,三回路内的淡化海水就是“双层加热自嗨锅”的“食材”,最终成为工业蒸汽。
核电产生的蒸汽输送到石化基地前,需要在这里经过再次加工,形成不同规格的蒸汽,方便企业使用。虹洋热电生产副总张杜峰算了一笔账,以最大供汽能力算,每小时600吨的核能蒸汽可以为园区30%的蒸汽缺口,保障生产需求。每年可为园区节约原煤约44.77万吨,推动绿色石化产业发展。
核能供汽项目是否安全
核电机组四道安全屏障,从源头上保证了核能供汽清洁和安全。以田湾核电3、4号机组二回路蒸汽为热源,采用多级完全隔离的方式来制备工业蒸汽,再将工业蒸汽通过工业用汽管网输送至石化基地。在核能供汽过程中,只涉及热量交换,没有任何水或者蒸汽的物质交换。采用多级换热技术,通过工业蒸汽管网将蒸汽低耗能安全输送至石化基地。此外,还在加热蒸汽管道设置辐射监测仪表及快关阀、在第三个独立回路物理隔绝和工业蒸汽管道安装辐射监测仪表,确保对外输送蒸汽“零碳清洁”。
目前核电站已经可以实现18个月长周期换料,即核电机组能够连续运行18个月不中断,从而提供稳定的蒸汽供应。设计上考虑了从3、4号机组的加热汽源可以单机组供汽或两台机组联合供汽的两种方式,即使是遇到机组大修,在大修前可实现额定负荷下无扰切换连续供汽,有能力保证每年8000小时蒸汽连续供应。
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2022年11月1日,辽宁红沿河核电站核能供暖示范项目正式投运供热,该项目是东北地区首个核能供暖项目,覆盖大连市瓦房店红沿河镇,惠及当地近两万居民。
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2022年9月21日上午6时27分,中核五公司承建的中广核浙江三澳核电项目1号机组环形轨道及承轨梁整体吊装起吊,至当日上午8时55分就位,历时2个小时28分,整个过程安全可控,质量可靠。
2022-09-23 本网编辑
2022年9月6日,东华能源公告披露,公司与中国核工业集团有限公司(中核集团)签署《战略合作协议》,双方未来五年内预计投资超千亿元共同打造零碳产业园。此外,双方还将在绿色制氢以及储运领域发力。而且,中核集团还有意成为这家聚丙烯龙头的战略投资者,计划持股比例为5%-15%,并派驻董事参与公司董事会。
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工业是节能降碳的重点领域,也是实现“3060”碳达峰碳中和目标的关键。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,推进降碳、减污、扩绿、增长,完善能源消耗总量和强度调控,重点控制化石能源消费,逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。为了回顾 2023 年工业企业在节能降碳、绿色可持续发展方面的成就,了解当下的创新技术和应用,《流程工业》编辑部在 2024 年第一期特别策划了“工业碳中和”专题,邀请了一批国内外优秀的工业企业分享观点和产业实践,为广大的流程工业企业提供绿色可持续发展的启迪和借鉴。
作者:本刊编辑部
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