在“雙碳”背景下，能源革命和數(shù)字革命相融并進(jìn)，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?xì)怆姀S仍面臨著數(shù)據(jù)孤島、內(nèi)部協(xié)同不足、售電價(jià)格競(jìng)爭激烈、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高、燃料價(jià)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(jī)器視覺等數(shù)字化技術(shù)，創(chuàng)新打造了燃?xì)鈾C(jī)群統(tǒng)一監(jiān)管、性能分析與優(yōu)化、設(shè)備可靠性維護(hù)、安全生產(chǎn)管理“四位一體”的智慧燃?xì)怆姀S運(yùn)營模式。實(shí)現(xiàn)燃?xì)怆姀S運(yùn)營模式創(chuàng)新，設(shè)備少人無人操作、機(jī)群集中協(xié)同運(yùn)營、人員科學(xué)快速?zèng)Q策......此前只在規(guī)劃藍(lán)圖中的“智慧電廠”設(shè)想，如今已然變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

小編進(jìn)行實(shí)地探訪，帶您揭秘智慧燃?xì)怆姀S，如何助力安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、低碳發(fā)展。

機(jī)群統(tǒng)一監(jiān)管

宏觀調(diào)控，協(xié)同運(yùn)營

走進(jìn)珠海某大型燃?xì)怆姀S集控室內(nèi)，屏幕上顯示的一組實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)吸引了小編的注意。

#4機(jī)組發(fā)電負(fù)荷303MW，壓氣機(jī)效率82.2%，發(fā)電損失2120kw......

由于壓氣機(jī)臟污造成發(fā)電損失超標(biāo)，報(bào)警滴滴叫個(gè)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(xiàng)目經(jīng)理邵磊介紹道，“我們把電力板塊各家電廠的運(yùn)行數(shù)據(jù)接入統(tǒng)一平臺(tái)，通過機(jī)群調(diào)度和技術(shù)綜合管理，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)各家電廠機(jī)組性能、設(shè)備檢修、運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)成本進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管，并靈活定制、自動(dòng)生成各類生產(chǎn)管理、運(yùn)營指標(biāo)、決策支持報(bào)表，為機(jī)群統(tǒng)一技術(shù)服務(wù)、集中協(xié)同運(yùn)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(dòng)式管理，特別是人工監(jiān)盤存在報(bào)警不及時(shí)、易誤報(bào)、漏報(bào)等問題。結(jié)合燃?xì)獍l(fā)電廠的運(yùn)行規(guī)程要求和運(yùn)行管理需求，朗坤以國家級(jí)“雙跨”蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)電廠運(yùn)營狀態(tài)，對(duì)異常情況進(jìn)行預(yù)警、分析、智能聲光報(bào)警，為運(yùn)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(yàn)傳承和自身學(xué)習(xí)，現(xiàn)在有了這套系統(tǒng)，報(bào)障更快更準(zhǔn)確，也很符合實(shí)際情況，非常實(shí)用、好用、易用。”電廠運(yùn)行人員發(fā)出感慨。

作為機(jī)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(yàn)，用邏輯模型代替人工判斷，實(shí)現(xiàn)從“人工決策”到“智慧決策”的變革。據(jù)測(cè)算，系統(tǒng)投運(yùn)后，發(fā)電效率可提升約0.14%，降低非計(jì)劃停機(jī)小時(shí)數(shù)92.5%，運(yùn)行部值班人員由6-7人/值縮減到5-6人/值，大幅降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度和工作壓力，實(shí)現(xiàn)“人防”向“技防”的轉(zhuǎn)變。

性能分析與優(yōu)化

自動(dòng)尋優(yōu)，降本增效

“建設(shè)燃?xì)庵腔垭姀S，最終目的就是要實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)電、高效發(fā)電，促進(jìn)企業(yè)降本增效。”邵磊表示，朗坤基于熱力學(xué)性能分析計(jì)算與智能運(yùn)行維護(hù)決策，通過冷端優(yōu)化、濾網(wǎng)更換周期提醒、壓氣機(jī)水洗周期提醒、供熱負(fù)荷分配優(yōu)化等功能，合理分配全廠負(fù)荷及調(diào)節(jié)循泵運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行自動(dòng)尋優(yōu)，確保各機(jī)組在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行，切實(shí)降低能源成本，提高生產(chǎn)效益。

從機(jī)組冷端系統(tǒng)著手，提高汽輪機(jī)組熱力性能，是發(fā)電企業(yè)提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)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(yùn)行的冷端優(yōu)化系統(tǒng)：“真空泵優(yōu)化運(yùn)行功能可以指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行真空泵運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)；冷端設(shè)備故障診斷功能，可以讓運(yùn)行人員在第一時(shí)間分析設(shè)備故障原因，改善不合理的運(yùn)行方式，同時(shí)采取有效的運(yùn)行措施使得機(jī)組冷端設(shè)備保持最佳運(yùn)行方式，從而降低機(jī)組供電氣耗和運(yùn)行成本。”目前，該系統(tǒng)在數(shù)個(gè)電廠都穩(wěn)定運(yùn)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?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)配置或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，會(huì)引起燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行效率和出力降低甚至故障，嚴(yán)重影響機(jī)組性能和可靠。對(duì)于運(yùn)行人員來說，及時(shí)更換進(jìn)氣濾網(wǎng)，合理地安排壓氣機(jī)水洗時(shí)間和周期有助于延長機(jī)組壽命。“我們通過數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，可以計(jì)算壓氣機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)粗濾和精濾的最佳更換時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)性能趨勢(shì)和最佳水洗周期預(yù)測(cè)和提醒，從而有效提高機(jī)組整體效率，大大減少運(yùn)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(duì)不同機(jī)組的供熱負(fù)荷特性探索出最合理的負(fù)荷分配方式，輔助運(yùn)行人員抽汽調(diào)節(jié)。”邵磊指出，系統(tǒng)通過供熱負(fù)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(jì)性，真正實(shí)現(xiàn)了讓“智慧大腦”操控“供熱神經(jīng)”，幫助電廠進(jìn)一步提高盈利能力。

設(shè)備可靠性維護(hù)

AI賦能，精準(zhǔn)運(yùn)維

邵磊向小編詳細(xì)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(jī)——A凝結(jié)水泵振動(dòng)值超標(biāo)”的報(bào)警信息。系統(tǒng)顯示凝泵處于運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行頻率穩(wěn)定在26Hz，凝泵振動(dòng)幅值大于9mm/s，持續(xù)時(shí)間5h51min。經(jīng)平臺(tái)診斷，該凝泵在固有頻率下引起共振導(dǎo)致振動(dòng)值超標(biāo)。

收到報(bào)警信息后，電廠迅速行動(dòng)組織現(xiàn)場(chǎng)專工排查，經(jīng)檢查確認(rèn)系統(tǒng)診斷正確。通過查閱歷史報(bào)警數(shù)據(jù)對(duì)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(dòng)較大，建議客戶在水泵運(yùn)行時(shí)盡量避開此頻率，并利用檢修時(shí)間加強(qiáng)凝泵支撐與精細(xì)高速動(dòng)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(píng)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(cè)分析技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)的機(jī)理分析結(jié)果、維修知識(shí)庫，實(shí)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(hù)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(jī)理規(guī)則診斷融合技術(shù)，通過對(duì)“燃機(jī)、汽機(jī)、鍋爐、電氣”四大專業(yè)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)在線評(píng)價(jià)，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(jì)部署了‘AI+機(jī)理融合’模型1300+個(gè)，建設(shè)、訓(xùn)練、優(yōu)化完成機(jī)理模型1200+個(gè)，‘AI自主深度學(xué)習(xí)優(yōu)化模型’近140個(gè)，模型預(yù)警準(zhǔn)確率不斷提高。

“此外，我們還建立了智能評(píng)價(jià)體系（RCM），評(píng)估維修策略中的欠修與過修項(xiàng)目，進(jìn)一步提高了設(shè)備可靠性，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)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(dòng)，針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)故障模式開展故障可探測(cè)性分析，給機(jī)器配置信號(hào)處理分析的“大腦”，利用設(shè)備健康度評(píng)價(jià)模型、能效評(píng)價(jià)模型、可靠性評(píng)價(jià)及其相應(yīng)的評(píng)價(jià)績效標(biāo)準(zhǔn)，使機(jī)器具備狀態(tài)辨識(shí)與預(yù)測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)“對(duì)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?xì)怆姀S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(shí)水平不齊等問題，加之其燃機(jī)的燃料為天然氣，機(jī)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(bào)警等安防系統(tǒng)，難以實(shí)時(shí)感知安全風(fēng)險(xiǎn)。

“我們?yōu)槿細(xì)怆姀S量身定制的‘安全生產(chǎn)管理平臺(tái)’，涵蓋承包商管理、隱患排查、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等15大安全生產(chǎn)管理核心功能，輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tái)依托無線通信、圖像識(shí)別、智能視頻和人員定位等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建了現(xiàn)場(chǎng)安全融合管理、視頻智能分析、兩票融合聯(lián)動(dòng)應(yīng)用及節(jié)能環(huán)保管理于一體的應(yīng)用，對(duì)人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)進(jìn)行智能分析和自動(dòng)預(yù)警，做到生產(chǎn)行為可記錄、可追溯、可量化，實(shí)現(xiàn)消防和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、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(shí)現(xiàn)基于機(jī)器視覺的智能感知，通過部署3類24種機(jī)器視覺算法對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行智能分析，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員未戴安全帽、未穿工作服等不安全行為進(jìn)行監(jiān)視、報(bào)警、提醒，對(duì)各類設(shè)備的指針表計(jì)、指示燈、指示位置等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、識(shí)別及預(yù)警，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)怆姀S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(jìn)，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(jìn)一步優(yōu)化管理流程、降低生產(chǎn)成本、提高安全運(yùn)營、創(chuàng)新合作模式，積極推動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電業(yè)務(wù)智能化變革，打造“智慧電廠”樣板，讓燃?xì)怆姀S更具“智慧”。