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记者走进晋能控股集团,带你探索一块煤背后的智能化“密码”

2021-07-22 来源: 《工人日报》

  没有传统印象中的煤渣满地、尘土飞扬,也没有嘈杂的噪音,行走在绿树如茵的厂区内,很难相信这里是一个现代化的火力发电厂。
  “这样的方形小盒子叫定位基站,在汽机房、锅炉房、油库等重点区域每隔30米安装一个,它们跟工作人员安全帽中的UWB定位‘身份证’链接,进行人员精确定位和身份识别。”晋能控股电力集团塔山发电公司科信部负责人李志刚介绍说,厂区管理人员可通过手机、平板电脑、后台APP实时查询工作区域内人员数量和各时间段的活动轨迹,一旦发生紧急状况,能及时收到报警、精准确定位置、迅速采取行动。”
  如今的晋能控股电力集团塔山发电公司,已成为一座“状态感知、实施分析、自主决策、精准执行”的“智慧电厂”,不仅颠覆了传统的管理模式,更为当前电力行业发展提供了一条新的途径。过去的“煤黑子”实现了华丽转身,摇身一变成为“煤亮子”,这背后究竟隐藏着怎样的智能化“密码”?

颠覆:各关联业务无缝融合

  三维立体电厂、燃煤火电智能DCS系统、人员和设备1:1仿真可视化管理、输煤系统智能管控……站在集控室的巨型屏幕前,在工作人员的演示下,涉及“智慧电厂”经营、环保、生产、安全、设备五大板块的关键指标均在一张图中悉数亮相,这里正是“智慧电厂”的“大脑”。
  工作人员告诉记者,传统的电厂安全管理大多依赖制度或管理体系的被动式管理,而“智慧电厂”则借助物联网技术和设备监控技术,形成系统对重点设备及敏感区域的实时提示,提高了生产过程的可控性。
  比如,燃煤火电智能DCS系统利用实时监测而来的锅炉温度场分布参数,通过风煤指令对入炉的风量、煤量做出及时准确调整,并利用设备的远程诊断、配煤掺烧、燃烧优化等数字化手段,对电力生产管理全过程进行及时监督、诊断、报警和优化指导,以此保障电厂全面安全高效运行,切实提升能源生产效率,从根本上实现节能减排。
  记者了解到,“智慧电厂”除了提升设备工效,更重要的是实现了从“人防”到“技防”的变革,即由经验控制转向精细化管理,由人工决策变为智慧决策,实现了“生产+经营”“设备+人员”“管理+物联网”“内外部供应链”一体化集成性管理,各关联业务无缝融合,管理更加精准高效。

提升:实现“双碳”目标的重要途径

  从“人防”到“技防”的转变让企业管理更加精准高效,而通过智能化实现提质增效、节能减排则让企业享受到实实在在的红利。
  晋能控股电力集团电力科信部副主任李庆华全程参与了塔山发电公司“智慧电厂”建设,他为记者简单算了一笔账:一是机组能耗进一步降低,同等工况下锅炉效率提高0.5%,降低机组煤耗1.5g/kWh,每年可节约燃料成本600多万元;二是新开发的设备故障诊断模块上线运行后,设备可靠性大幅提高,可实现锅炉、汽轮机、发电机、重要辅机故障预测准确率>80%,可以及时消除设备故障,有效防止机组“非停”;三是应用智能喷氨、全厂脱硫运行优化功能模块等,可延长催化剂寿命0.5年,尿素和石灰石耗量分别降低5%,脱硫厂用电率下降5%,两项每年节支约100万元。
  “机组负荷调整更加精准、设备运行方式更加优化、检修管理也更加科学规范,智能化成为实现‘双碳’目标高质量发展的重要途径和必然选择。”李庆华说。
  对于火电企业来说,燃料成本是最大的成本支出。为此,多年来,各家火电企业均多措并举努力降低燃料成本。
  “这里的‘数字化验室’采用国内首家 LIBS 煤质在线监测系统,可以在5分钟内检测出煤热值,化验数据自动采集、传输、三级审核,实时上传到系统数据库,满足高精度作业需要。”李庆华介绍,煤场的自动盘煤系统是又一大亮点,塔山发电公司全封闭煤棚长246M、宽160M,分为左、中、右三个煤场,安装在煤棚网架上的云台激光扫描仪,通过与输煤皮带智能监控联动,可以远程发现、识别现场异常情况,提升生产效率、巡检效率和设备异常识别率,实现煤场储煤远程一键盘煤。
  此外,火电厂VR+AR 360度实时监控及远程智能诊断、无人机对输灰管线及水塔水位进行巡航检查、AR智能巡检系统进行远程诊断等多领域的“无人干预、少人值守”,也大幅度降低了人工成本。
  “过去为了保证机组稳定运行,运行人员需要对火电厂很多高温、易爆等危险区域进行经常性巡检,而引进高温区域5G热成像技术后,当温度超过设置的预警值时,会自动向机组DCS发出报警信号,及时进行处置,效率效果提升之外,还在人工成本上实现了提质增效。”晋能控股电力集团阳光发电公司发电部总值长吕建飞感觉现在的工作比以前轻松了一大截。

跨越:从“风光”无限到“云”领未来

  从大同出发,一路向西,在千沟万壑的土坡中,成千上万片太阳能光板映入眼帘,像一片蓝色的海洋,波光粼粼。这里便是国家先进技术光伏示范基地——左云县贾家沟10万千瓦光伏发电项目。以前,这里曾是一片采空沉陷的荒山,如今,通过“板上发电,板下种树”,荒漠成了“绿草原”“蓝海洋”。
  与传统光伏电站不同的是,这座光伏电站背后有智能光伏云、无线宽带系统等运维手段的加持,项目以“高效组件、跟踪系统、新型逆变、智能控制、模块设计、集成施工”为核心,采用光电转换效率达到17.2%以上的高效多晶硅组件,安装了新型农光互补双轴跟踪系统,较传统光伏电站,复杂场址下的发电量和运维效率均有大幅提升。
  “智能控制是基于逆变器的精细化管理,让每一串太阳能组件通过智能算法找到最佳角度,最大化确保光板吸收每一缕阳光。”该项目技术负责人顾栋明说。
  每隔几排光伏组件,都能看到一个白色盒子,这是智能光伏解决方案的“大脑”——智能组串式逆变器,是将光伏太阳能板产生的直流高压电转化成交流电的核心电力转换设备。
  “传统电力转换只是一个电力转换,我们通过数字化、信息化技术,把逆变器变成了电站子阵的‘大脑’。”顾栋明进一步解释,它可以通过传感器将整个电站运行情况传到云端,再通过大数据分析和算法,为电站运维作出精准的诊断与指导,从而实现精细化管理,“精细化程度越高,越便于实现智能化”。
  5017亩光伏电站、38万余块太阳能光板,现在只需15个运维人员……基于智能逆变器这个“大脑”、后台运维系统和无线移动设备等一整套智能光伏解决方案,坐在办公室里就可以看见每一条支路实时发电情况是否正常、哪里出了故障,实现了智能化运维,极大提高了运维效率。
  记者了解到,“十四五”期间,晋能控股集团将按照“2025年智能电厂占到1/3以上”的目标,继续推进新型智慧电厂项目,采用物联网、大数据、人工智能、5G通信等技术建设集生产智能控制、智慧管理等于一体的指挥和监管平台,实现智能控制优化、智慧监盘、APS机组一键启停,实现传统电厂向更高质量、更有效率、更可持续的方向跃进。 (刘建林 吴玲)