首鋼京唐公司2×300 MW自備電站發(fā)電機(jī)組的信息化建設(shè)經(jīng)歷了分散控制階段和網(wǎng)絡(luò)化階段,目前依然存在許多“電廠孤島”,大量分散的控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、元器件等局部系統(tǒng)的信息,無(wú)法統(tǒng)一納入電廠整體的大數(shù)據(jù)穩(wěn)定性分析當(dāng)中。這些方面的因素嚴(yán)重制約了電廠的高效發(fā)展,對(duì)于它的過(guò)程監(jiān)控、現(xiàn)代化管理、高效執(zhí)行等十分不利,使得在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理和高效管理,必須向著智慧化、集優(yōu)化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。
1 智慧電廠的定義
智慧電廠是以物理電廠、數(shù)字化電廠為基礎(chǔ),以發(fā)電過(guò)程的數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ),以管控一體化、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、AR虛擬現(xiàn)實(shí)為平臺(tái),集成智能傳感與執(zhí)行、智能控制與優(yōu)化、智能管理與決策等技術(shù),形成一種具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織、自趨優(yōu)、自恢復(fù)的智能發(fā)電運(yùn)行控制管理模式,實(shí)現(xiàn)更加安全、高效、清潔、低碳、靈活的生產(chǎn)目標(biāo)。達(dá)到智能感知、信息融合、智能算法、智能決策、管控一體化、全生命周期管理。采用系統(tǒng)性的理論和內(nèi)部資源配置優(yōu)化理念,重新對(duì)所有內(nèi)部資源再認(rèn)識(shí)、再整合,使得電廠運(yùn)行更加可靠,技術(shù)更加先進(jìn),系統(tǒng)更加合理,管理更加柔性,發(fā)展更加持續(xù),經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益更加提高。
2 智慧電廠的內(nèi)容
智慧電廠的建設(shè)包含基礎(chǔ)設(shè)備、實(shí)時(shí)控制、系統(tǒng)優(yōu)化、生產(chǎn)管理和電廠決策等。智慧化電廠在數(shù)字化電廠結(jié)構(gòu)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同程度的豐富和發(fā)展。在實(shí)時(shí)控制層面,包括汽機(jī)、鍋爐、電氣、輔機(jī)等的DCS一體化控制系統(tǒng),保證火電廠的平穩(wěn)安全運(yùn)行。智能化電廠在此基礎(chǔ)上,通過(guò)使用預(yù)測(cè)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及遺傳算法等各種智能控制和算法,實(shí)現(xiàn)機(jī)組的優(yōu)化控制,從而使機(jī)組更加高效和安全,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在系統(tǒng)優(yōu)化層面,數(shù)字化電廠與智能化電廠均具有廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS),對(duì)廠級(jí)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,分析和優(yōu)化控制系統(tǒng)和機(jī)組性能,并對(duì)下層的實(shí)時(shí)控制層進(jìn)行指導(dǎo)。智能化電廠在此基礎(chǔ)上,還加入智能化煤場(chǎng)、數(shù)字化視頻監(jiān)控等。在生產(chǎn)管理層,數(shù)字化電廠與智能化電廠都以電廠資產(chǎn)管理為主線對(duì)電廠的機(jī)組性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)電廠的經(jīng)濟(jì)、高效和安全地運(yùn)行。此層根據(jù)從上層的電廠決策層取得的經(jīng)營(yíng)指標(biāo)制定生產(chǎn)計(jì)劃,并為下層的系統(tǒng)優(yōu)化層提供指導(dǎo)。智能化電廠在此基礎(chǔ)上,可結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建移動(dòng)信息管理平臺(tái),使火電廠的經(jīng)營(yíng)管理者可以隨時(shí)隨地獲取電廠的相關(guān)信息,提高全廠的現(xiàn)代化管理水平。
3 智慧電廠建設(shè)的幾個(gè)切入點(diǎn)
智慧型電廠,主要是對(duì)現(xiàn)有SIS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)的深度利用和升級(jí)優(yōu)化,建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù),增加大數(shù)據(jù)分析,達(dá)到自主分析,機(jī)組海量數(shù)據(jù)將極大地推動(dòng)人工智能技術(shù)在智慧電廠中的落地應(yīng)用。結(jié)合首鋼京唐公司自備電站2×300 MW機(jī)組實(shí)際情況,立足現(xiàn)場(chǎng),需求導(dǎo)向,整合資源,先點(diǎn)后面,我們需要用簡(jiǎn)單、省力、準(zhǔn)確的方法解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公,釋放勞動(dòng)力,減少人為干預(yù),可從以下五個(gè)方面進(jìn)行智慧化建設(shè)。
智能監(jiān)盤(pán)系統(tǒng)基于廠級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)平臺(tái),在深入挖掘和分析SIS的海量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,建立各類參數(shù)的預(yù)測(cè)模型和評(píng)價(jià)模型,從設(shè)備安全性、系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性、自動(dòng)化水平、運(yùn)行狀態(tài)五個(gè)維度對(duì)機(jī)組健康度進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng)價(jià),提前預(yù)警故障征兆,輔助并減輕運(yùn)行人員繁重的監(jiān)盤(pán)工作。采用機(jī)組健康度分值顯示,畫(huà)面單一,監(jiān)控簡(jiǎn)便。總-分系統(tǒng)健康值得分法,達(dá)到智能監(jiān)盤(pán)的目的,例如,在各個(gè)分系統(tǒng)均100分的健康情況下,機(jī)組的總體健康值100分,當(dāng)某個(gè)分系統(tǒng)的健康值為95分時(shí),則該系統(tǒng)的部分參數(shù)在控制線外,可點(diǎn)擊進(jìn)入該系統(tǒng),顯示異常參數(shù)。在健康值均100分的情況下,無(wú)需頻繁翻閱畫(huà)面,檢查參數(shù)。
通過(guò)自動(dòng)調(diào)整風(fēng)量、風(fēng)速、氧量、風(fēng)煤比等參數(shù),實(shí)現(xiàn)智能燃燒。可減輕受熱面金屬高溫腐蝕、減少鍋爐結(jié)焦;提高負(fù)荷響應(yīng)速度;降低穩(wěn)燃負(fù)荷、飛灰含炭量;降低排煙溫度;煙氣量減少的同時(shí)也降低了引風(fēng)機(jī)出力,廠用電率可得到降低;提高鍋爐效率,降低污染物排放。
采用NOx/O2濃度分布式巡測(cè)和混合采樣測(cè)量、氨氮摩爾比分區(qū)在線調(diào)平以及多維度決策的噴氨總量控制等技術(shù),通過(guò)“總量控制閥+分區(qū)調(diào)平閥+支管調(diào)節(jié)閥”三級(jí)閥門(mén)的串聯(lián)控制和調(diào)節(jié),使SCR性能適應(yīng)NOx超低排放的要求。
通過(guò)在凝汽器水側(cè)加裝在線清洗機(jī)器人,兩種運(yùn)行模式:
一、可以實(shí)時(shí)在線清潔冷凝管管壁,使之時(shí)刻清潔,提高換熱效果,進(jìn)而提高真空降低汽耗,對(duì)夏季尤為重要;
二、可以通過(guò)在線監(jiān)測(cè)凝汽器清潔系數(shù),在判斷其低于某限值后自動(dòng)觸發(fā)清洗系統(tǒng)。
設(shè)備基礎(chǔ)臺(tái)賬、設(shè)備日常維護(hù)記錄、事故事件記錄、專項(xiàng)檢修記錄、設(shè)備異動(dòng)記錄、特種設(shè)備記錄、技術(shù)監(jiān)督記錄、潤(rùn)滑油脂記錄等,均系統(tǒng)錄入,具有可追溯性,可查詢,實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公。
固化檢修業(yè)務(wù)流程,實(shí)現(xiàn)管理復(fù)制,避免重復(fù)的事情重復(fù)做。按照A、B、C各級(jí)年修,根據(jù)年度機(jī)組檢修計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)“一鍵啟動(dòng)”檢修項(xiàng)目,機(jī)組檢修項(xiàng)目啟動(dòng),根據(jù)套用的模板,自動(dòng)推送標(biāo)項(xiàng)清單,同時(shí)關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程和文檔。精益檢修管理,在線洞悉機(jī)組檢修工程范圍、進(jìn)度、質(zhì)量、成本等要素變化。(可減少必要的檢修的會(huì)議。)
分專業(yè)統(tǒng)計(jì)預(yù)防性維護(hù)指標(biāo),包括執(zhí)行率、及時(shí)率、合格率等,并進(jìn)行追溯挖掘。從被動(dòng)維護(hù),到預(yù)防維護(hù),再到預(yù)測(cè)性維護(hù)。通過(guò)連續(xù)的測(cè)量和分析,預(yù)測(cè)性維護(hù)能夠預(yù)測(cè)諸如機(jī)器零件剩余使用壽命等相關(guān)指標(biāo)。關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)可以輔助決策,判斷機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)化機(jī)器的維護(hù)時(shí)機(jī),從而做到設(shè)備的可控、在控。做到檢修前心里有數(shù),檢修時(shí)得心應(yīng)手,檢修后高枕無(wú)憂。
在一些固定的區(qū)域,設(shè)置巡檢機(jī)器人,減少人員巡檢。使用機(jī)器人+視頻圖像結(jié)構(gòu)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵區(qū)域巡檢和故障預(yù)警,關(guān)鍵區(qū)域如:輸煤皮帶、制粉、變壓器、GIS、汽機(jī)。
運(yùn)用智能點(diǎn)檢儀,編制設(shè)備二維碼,實(shí)現(xiàn)智能巡檢,借助手機(jī)APP,對(duì)設(shè)備進(jìn)行二維碼的掃碼,逐條進(jìn)行設(shè)備巡檢項(xiàng)目的檢查,并進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和上傳。發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常時(shí),可直接通過(guò)手機(jī)APP進(jìn)行缺陷登記,同時(shí)可上傳聲音、視頻、圖片等。智能識(shí)別、快速執(zhí)行巡點(diǎn)檢任務(wù),集數(shù)據(jù)采集、分析于一身。
采用可穿戴智能眼鏡(AR),通過(guò)接口和無(wú)線通信服務(wù),與ERP系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接。實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公,安全高效。建立完整的標(biāo)準(zhǔn)操作票庫(kù),操作票實(shí)現(xiàn)全程標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、移動(dòng)化、可視化、實(shí)時(shí)化、智能化操作。通過(guò)二維掃碼與機(jī)械鎖結(jié)合,確保操作過(guò)程安全無(wú)誤,并且現(xiàn)場(chǎng)操作結(jié)果實(shí)時(shí)回傳ERP系統(tǒng)。
智能安全管理主要是從技術(shù)手段上實(shí)現(xiàn)外來(lái)人員管控、智能安全防護(hù)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、關(guān)口前移,可作為實(shí)現(xiàn)本質(zhì)化安全的輔助功能。
(1) 智能門(mén)禁做到入場(chǎng)身份識(shí)別(人臉識(shí)別、指紋識(shí)別或語(yǔ)音識(shí)別、無(wú)線定位)可視化視頻、身份識(shí)別、智能鎖控、3D模型。通過(guò)人臉識(shí)別,對(duì)進(jìn)入廠區(qū)人員身份比對(duì),實(shí)名上崗實(shí)現(xiàn)認(rèn)證合一驗(yàn)證;
(2) 對(duì)進(jìn)入廠區(qū)的人員行為進(jìn)行智能識(shí)別,對(duì)未戴安全帽、高空作業(yè)未系安全帶、危險(xiǎn)區(qū)域動(dòng)火等進(jìn)行識(shí)別后警告;
(3) 對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行人員行為的監(jiān)視、跟蹤、警告。
以上三項(xiàng)安全管理技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用較多,技術(shù)相對(duì)成熟。
智能兩票:利用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),將兩票系統(tǒng)與操作過(guò)程安全管控實(shí)現(xiàn)真正閉環(huán)。工作人員(戴安全帽或其他標(biāo)簽)開(kāi)票(移動(dòng)端完成)-行走途中(安全路線指引,危險(xiǎn)源提醒)-到達(dá)工作區(qū)域(人臉識(shí)別、穿戴識(shí)別)-門(mén)禁自動(dòng)打開(kāi)(防止走錯(cuò)間隔)-到達(dá)工作地點(diǎn)做防護(hù)措施(啟動(dòng)視頻錄像、自動(dòng)識(shí)別措施是否完善)-開(kāi)始工作(精確定位保證不走錯(cuò)間隔,掃碼開(kāi)柜門(mén),操作過(guò)程智能監(jiān)控)-完成工作(結(jié)票,上傳記錄和自動(dòng)分析結(jié)果)。
檢修作業(yè)票、動(dòng)火票、臨時(shí)用水用電票、高空作業(yè)票、有限空間票等可在線辦理,減少人員跑辦手續(xù),線上審批,實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公。
從資格預(yù)審、簽訂安全協(xié)議、特殊工種登記、入場(chǎng)證辦理、安全教育、安全技術(shù)交底、現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督等方面實(shí)現(xiàn)在線走流程,同時(shí)結(jié)合安全管理前三項(xiàng)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)對(duì)外包商安全管理無(wú)死角。
4 智慧電廠建設(shè)的關(guān)鍵因素
推進(jìn)業(yè)務(wù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化,是“智慧電廠”建設(shè)的前提。近年來(lái),首鋼京唐公司自備電站在生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化上開(kāi)展了大量探索,也取得了良好成效。要求各部門(mén)進(jìn)一步增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí),開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化梳理,把標(biāo)準(zhǔn)化工作與“智慧電廠”建設(shè)結(jié)合起來(lái),形成“智慧電廠”建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系,為數(shù)據(jù)集成和平臺(tái)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
推進(jìn)數(shù)據(jù)集成和信息化是“智慧電廠”建設(shè)的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)管理工作中進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)字化集成范圍,運(yùn)用數(shù)字編碼、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),在安全管理、設(shè)備運(yùn)行、環(huán)境監(jiān)測(cè)、經(jīng)營(yíng)管理等各個(gè)環(huán)節(jié),有計(jì)劃地實(shí)施數(shù)字化改造,注重信息化系統(tǒng)的集成和融合,進(jìn)一步發(fā)揮各個(gè)信息系統(tǒng)的整體合力。
推進(jìn)管控集中和智能化是“智慧電廠”建設(shè)的關(guān)鍵。在生產(chǎn)領(lǐng)域,積極應(yīng)用智能設(shè)備設(shè)施、智能巡檢系統(tǒng)、移動(dòng)應(yīng)用設(shè)備等,不斷完善智能異常分析、智能運(yùn)行優(yōu)化等功能,大力推動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警、信息監(jiān)控與管理一體化等技術(shù)研究。在管理領(lǐng)域,要充分運(yùn)用經(jīng)營(yíng)報(bào)表指標(biāo)平臺(tái)、管理標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)等,提升經(jīng)營(yíng)、管理的智能化管控水平,利用好微信APP等各類便攜式智能終端,研究開(kāi)發(fā)各類型業(yè)務(wù)的智能化應(yīng)用,深化集中管控、大數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程智能辦公等工作,提升管理效能和水平。
推進(jìn)整體協(xié)同和智慧化是“智慧電廠”建設(shè)的目標(biāo)。通過(guò)信息化的手段推動(dòng)多業(yè)務(wù)集成,實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全生命周期的協(xié)同管理和生產(chǎn)營(yíng)銷(xiāo)全經(jīng)營(yíng)過(guò)程的協(xié)同管理,建立起與之相適應(yīng)的智慧化的技術(shù)與管理模式。智慧電廠的建設(shè),不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)化、信息化建設(shè),而是依托信息化的深層次的管理意識(shí)和機(jī)制的變革,通過(guò)信息化、智能化的推進(jìn),使機(jī)制流程更加優(yōu)化、工作效率更加提升。
5 結(jié)論
隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智慧電廠已經(jīng)越來(lái)越受到企業(yè)的重視,其發(fā)展也是一種必然的結(jié)果,它的預(yù)期效果也是顯著的。作為電力主要來(lái)源的火電廠,智慧電廠的建設(shè)必將進(jìn)一步深入。今后發(fā)電企業(yè)必將向著智慧電廠的方向發(fā)展。“智慧電廠”的建設(shè)未來(lái)可期。
400-0516-576
河北云酷科技有限公司
地址:河北省秦皇島市海港區(qū)香格里新中心-1305