在“雙碳”背景下，能源革命和數(shù)字革命相融并進，發(fā)電行業(yè)正經(jīng)歷前所未有的快速變化。在綠色低碳轉(zhuǎn)型的道路上，燃氣電廠仍面臨著數(shù)據(jù)孤島、內(nèi)部協(xié)同不足、售電價格競爭激烈、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高、燃料價格多變等內(nèi)外部嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
朗坤智慧深耕發(fā)電領(lǐng)域二十余年，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器視覺等數(shù)字化技術(shù)，創(chuàng)新打造了燃氣機群統(tǒng)一監(jiān)管、性能分析與優(yōu)化、設(shè)備可靠性維護、安全生產(chǎn)管理“四位一體”的智慧燃氣電廠運營模式。實現(xiàn)燃氣電廠運營模式創(chuàng)新，設(shè)備少人無人操作、機群集中協(xié)同運營、人員科學(xué)快速決策......此前只在規(guī)劃藍圖中的“智慧電廠”設(shè)想，如今已然變?yōu)楝F(xiàn)實。
小編進行實地探訪，帶您揭秘智慧燃氣電廠，如何助力安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、低碳發(fā)展。
機群統(tǒng)一監(jiān)管
宏觀調(diào)控，協(xié)同運營
走進珠海某大型燃氣電廠集控室內(nèi)，屏幕上顯示的一組實時運行參數(shù)吸引了小編的注意。
#4機組發(fā)電負荷303MW，壓氣機效率82.2%，發(fā)電損失2120kw......
由于壓氣機臟污造成發(fā)電損失超標(biāo)，報警滴滴叫個不停。
“透過屏幕上的系統(tǒng)，電廠的‘健康’情況一覽無余。”朗坤智慧項目經(jīng)理邵磊介紹道，“我們把電力板塊各家電廠的運行數(shù)據(jù)接入統(tǒng)一平臺，通過機群調(diào)度和技術(shù)綜合管理，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對各家電廠機組性能、設(shè)備檢修、運行狀態(tài)、生產(chǎn)成本進行統(tǒng)一監(jiān)管，并靈活定制、自動生成各類生產(chǎn)管理、運營指標(biāo)、決策支持報表，為機群統(tǒng)一技術(shù)服務(wù)、集中協(xié)同運營提供信息技術(shù)支撐。”
傳統(tǒng)的電廠安全管理大多依賴制度或管理體系，屬于被動式管理，特別是人工監(jiān)盤存在報警不及時、易誤報、漏報等問題。結(jié)合燃氣發(fā)電廠的運行規(guī)程要求和運行管理需求，朗坤以國家級“雙跨”蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為底座，打造了全工況、全系統(tǒng)、全設(shè)備、全參數(shù)下的“智慧監(jiān)盤”，通過直觀、動態(tài)監(jiān)測電廠運營狀態(tài)，對異常情況進行預(yù)警、分析、智能聲光報警，為運行人員及高層管理者提供“一站式”決策支持。
圖上數(shù)據(jù)為模擬演示
“以前處理設(shè)備故障，多靠經(jīng)驗傳承和自身學(xué)習(xí)，現(xiàn)在有了這套系統(tǒng)，報障更快更準(zhǔn)確，也很符合實際情況，非常實用、好用、易用。”電廠運行人員發(fā)出感慨。
作為機群統(tǒng)一監(jiān)管的重要組成部分，智慧監(jiān)盤用數(shù)據(jù)瀏覽代替人工觀察，用數(shù)據(jù)緩存代替人工記憶，用大數(shù)據(jù)AI代替人工經(jīng)驗，用邏輯模型代替人工判斷，實現(xiàn)從“人工決策”到“智慧決策”的變革。據(jù)測算，系統(tǒng)投運后，發(fā)電效率可提升約0.14%，降低非計劃停機小時數(shù)92.5%，運行部值班人員由6-7人/值縮減到5-6人/值，大幅降低運行人員勞動強度和工作壓力，實現(xiàn)“人防”向“技防”的轉(zhuǎn)變。
性能分析與優(yōu)化
自動尋優(yōu)，降本增效
“建設(shè)燃氣智慧電廠，最終目的就是要實現(xiàn)綠色發(fā)電、高效發(fā)電，促進企業(yè)降本增效。”邵磊表示，朗坤基于熱力學(xué)性能分析計算與智能運行維護決策，通過冷端優(yōu)化、濾網(wǎng)更換周期提醒、壓氣機水洗周期提醒、供熱負荷分配優(yōu)化等功能，合理分配全廠負荷及調(diào)節(jié)循泵運行方式，實現(xiàn)機組運行自動尋優(yōu)，確保各機組在最經(jīng)濟的狀態(tài)下運行，切實降低能源成本，提高生產(chǎn)效益。
從機組冷端系統(tǒng)著手，提高汽輪機組熱力性能，是發(fā)電企業(yè)提高機組熱經(jīng)濟性，進行節(jié)能降耗的一種較佳途徑。他向小編演示了電廠正在運行的冷端優(yōu)化系統(tǒng)：“真空泵優(yōu)化運行功能可以指導(dǎo)運行人員進行真空泵運行方式的調(diào)節(jié)；冷端設(shè)備故障診斷功能，可以讓運行人員在第一時間分析設(shè)備故障原因，改善不合理的運行方式，同時采取有效的運行措施使得機組冷端設(shè)備保持最佳運行方式，從而降低機組供電氣耗和運行成本。”目前，該系統(tǒng)在數(shù)個電廠都穩(wěn)定運行，每年可節(jié)約燃料成本150-200萬元，其應(yīng)用前景非常廣闊。
圖上數(shù)據(jù)為模擬演示
他還告訴小編，燃氣輪機進氣系統(tǒng)配置或運行維護不當(dāng)，會引起燃氣輪機運行效率和出力降低甚至故障，嚴(yán)重影響機組性能和可靠。對于運行人員來說，及時更換進氣濾網(wǎng)，合理地安排壓氣機水洗時間和周期有助于延長機組壽命。“我們通過數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，可以計算壓氣機進氣系統(tǒng)粗濾和精濾的最佳更換時機，實現(xiàn)性能趨勢和最佳水洗周期預(yù)測和提醒，從而有效提高機組整體效率，大大減少運行人員的操作量。”
“我們還構(gòu)建了全廠綜合熱效率AI模型，針對不同機組的供熱負荷特性探索出最合理的負荷分配方式，輔助運行人員抽汽調(diào)節(jié)。”邵磊指出，系統(tǒng)通過供熱負荷分配優(yōu)化有效降低了全廠發(fā)電和供熱氣耗，提升當(dāng)前工況下全廠整體的綜合熱效率和經(jīng)濟性，真正實現(xiàn)了讓“智慧大腦”操控“供熱神經(jīng)”，幫助電廠進一步提高盈利能力。
設(shè)備可靠性維護
AI賦能，精準(zhǔn)運維
邵磊向小編詳細介紹了一則成功的設(shè)備故障診斷案例。
7月29日，電廠“設(shè)備智能診斷系統(tǒng)系統(tǒng)”發(fā)出了“4#汽機——A凝結(jié)水泵振動值超標(biāo)”的報警信息。系統(tǒng)顯示凝泵處于運行狀態(tài)，運行頻率穩(wěn)定在26Hz，凝泵振動幅值大于9mm/s，持續(xù)時間5h51min。經(jīng)平臺診斷，該凝泵在固有頻率下引起共振導(dǎo)致振動值超標(biāo)。
收到報警信息后，電廠迅速行動組織現(xiàn)場專工排查，經(jīng)檢查確認系統(tǒng)診斷正確。通過查閱歷史報警數(shù)據(jù)對比分析，朗坤蘇暢診斷專家分析該泵在固有頻率26Hz左右振動較大，建議客戶在水泵運行時盡量避開此頻率，并利用檢修時間加強凝泵支撐與精細高速動平衡，解決凝泵共振問題。
“我們這套系統(tǒng)集‘設(shè)備故障預(yù)警及診斷’、‘可靠性評估’、‘檢維修閉環(huán)管理’三大功能于一體，借助大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與預(yù)測分析技術(shù)、機器學(xué)習(xí)算法，結(jié)合專家經(jīng)驗的機理分析結(jié)果、維修知識庫，實現(xiàn)了設(shè)備故障由事后檢修向早期預(yù)警及診斷的預(yù)防性維護的跨越。”邵磊介紹道。
圖上數(shù)據(jù)為模擬演示
其中，設(shè)備故障預(yù)警及診斷系統(tǒng)基于人工智能的AI算法與機理規(guī)則診斷融合技術(shù)，通過對“燃機、汽機、鍋爐、電氣”四大專業(yè)關(guān)鍵設(shè)備進行監(jiān)測和預(yù)警，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)在線評價，為電廠關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)檢修提供科學(xué)決策依據(jù)。“系統(tǒng)上線以來，我們累計部署了‘AI+機理融合’模型1300+個，建設(shè)、訓(xùn)練、優(yōu)化完成機理模型1200+個，‘AI自主深度學(xué)習(xí)優(yōu)化模型’近140個，模型預(yù)警準(zhǔn)確率不斷提高。
“此外，我們還建立了智能評價體系（RCM），評估維修策略中的欠修與過修項目，進一步提高了設(shè)備可靠性，保證機組安全穩(wěn)定運行。”RCM是一種以可靠性為中心的維修管理模式，以AI高斯混合算法為技術(shù)驅(qū)動，針對高風(fēng)險故障模式開展故障可探測性分析，給機器配置信號處理分析的“大腦”，利用設(shè)備健康度評價模型、能效評價模型、可靠性評價及其相應(yīng)的評價績效標(biāo)準(zhǔn)，使機器具備狀態(tài)辨識與預(yù)測能力，實現(xiàn)“對癥下藥”，自主決策維修內(nèi)容。
安全生產(chǎn)管理
智能感知，智慧管控
長久以來，燃氣電廠一直面臨著廠內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜、人員生產(chǎn)安全意識水平不齊等問題，加之其燃機的燃料為天然氣，機組設(shè)備復(fù)雜性更高，安全管理壓力更大。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控、門禁、巡檢、周界報警等安防系統(tǒng)，難以實時感知安全風(fēng)險。
“我們?yōu)槿細怆姀S量身定制的‘安全生產(chǎn)管理平臺’，涵蓋承包商管理、隱患排查、應(yīng)急聯(lián)動等15大安全生產(chǎn)管理核心功能，輕松實現(xiàn)對安全生產(chǎn)過程中的人員、設(shè)備和環(huán)境的高效管控。”平臺依托無線通信、圖像識別、智能視頻和人員定位等先進技術(shù)，構(gòu)建了現(xiàn)場安全融合管理、視頻智能分析、兩票融合聯(lián)動應(yīng)用及節(jié)能環(huán)保管理于一體的應(yīng)用，對人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)進行智能分析和自動預(yù)警，做到生產(chǎn)行為可記錄、可追溯、可量化，實現(xiàn)消防和應(yīng)急聯(lián)動、HSE統(tǒng)一管理，筑牢電廠本質(zhì)安全“防線”。
當(dāng)前，電廠已全面實現(xiàn)基于機器視覺的智能感知，通過部署3類24種機器視覺算法對監(jiān)控視頻進行智能分析，對現(xiàn)場作業(yè)人員未戴安全帽、未穿工作服等不安全行為進行監(jiān)視、報警、提醒，對各類設(shè)備的指針表計、指示燈、指示位置等進行在線監(jiān)測、識別及預(yù)警，精準(zhǔn)實現(xiàn)對燃氣電廠生產(chǎn)區(qū)域的漏氣、漏油、漏水、煙霧、火焰、管道破損、零部件脫落等異常的智能感知和錄波推送，極大保障了電廠安全生產(chǎn)。
隨著“雙碳”戰(zhàn)略的不斷推進，朗坤智慧將持續(xù)以自主創(chuàng)新的信息化、智能化技術(shù)，進一步優(yōu)化管理流程、降低生產(chǎn)成本、提高安全運營、創(chuàng)新合作模式，積極推動燃氣發(fā)電業(yè)務(wù)智能化變革，打造“智慧電廠”樣板，讓燃氣電廠更具“智慧”。
