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探秘!新型智慧燃氣電廠是怎樣煉成的?

2022-11-02 15:16  瀏覽:  

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)保標準提高、燃料價格多變等內(nèi)外部嚴峻挑戰(zhàn)。

朗坤智慧深耕發(fā)電領域二十余年,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構,應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器視覺等數(shù)字化技術,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,設備少人無人操作、機群集中協(xié)同運營、人員科學快速決策......此前只在規(guī)劃藍圖中的“智慧電廠”設想,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,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)度和技術綜合管理,利用大數(shù)據(jù)技術對各家電廠機組性能、設備檢修、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、決策支持報表,為機群統(tǒng)一技術服務、集中協(xié)同運營提供信息技術支撐。”

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

“以前處理設備故障,多靠經(jīng)驗傳承和自身學習,現(xiàn)在有了這套系統(tǒng),報障更快更準確,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”的轉變。

性能分析與優(yōu)化

自動尋優(yōu),降本增效

“建設燃氣智慧電廠,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運行人員進行真空泵運行方式的調(diào)節(jié);冷端設備故障診斷功能,可以讓運行人員在第一時間分析設備故障原因,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,會引起燃氣輪機運行效率和出力降低甚至故障,嚴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、機器學習等技術,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。

設備可靠性維護

AI賦能,精準運維

邵磊向小編詳細介紹了一則成功的設備故障診斷案例。

7月29日,電廠“設備智能診斷系統(tǒng)系統(tǒng)”發(fā)出了“4#汽機——A凝結水泵振動值超標”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致振動值超標。

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‘設備故障預警及診斷’、‘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)挖掘技術與預測分析技術、機器學習算法,結合專家經(jīng)驗的機理分析結果、維修知識庫,實現(xiàn)了設備故障由事后檢修向早期預警及診斷的預防性維護的跨越。”邵磊介紹道。

圖上數(shù)據(jù)為模擬演示

其中,設備故障預警及診斷系統(tǒng)基于人工智能的AI算法與機理規(guī)則診斷融合技術,通過對“燃機、汽機、鍋爐、電氣”四大專業(yè)關鍵設備進行監(jiān)測和預警,實現(xiàn)設備狀態(tài)在線評價,為電廠關鍵設備的狀態(tài)檢修提供科學決策依據(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、訓練、優(yōu)化完成機理模型1200+個,‘AI自主深度學習優(yōu)化模型’近140個,模型預警準確率不斷提高。

“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驅(qū)動,針對高風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”,利用設備健康度評價模型、能效評價模型、可靠性評價及其相應的評價績效標準,使機器具備狀態(tài)辨識與預測能力,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,機組設備復雜性更高,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,構建了現(xiàn)場安全融合管理、視頻智能分析、兩票融合聯(lián)動應用及節(jié)能環(huán)保管理于一體的應用,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警,做到生產(chǎn)行為可記錄、可追溯、可量化,實現(xiàn)消防和應急聯(lián)動、HSE統(tǒng)一管理,筑牢電廠本質(zhì)安全“防線”。

當前,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、識別及預警,精準實現(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,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)務智能化變革,打造“智慧電廠”樣板,讓燃氣電廠更具“智慧”。

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