智能化燃机电站建设思路探究曹琨

智能化燃机电站建设思路探究曹琨

曹琨

（大唐青岛燃气热电有限责任公司）

摘要：结合国家和行业对于工业4.0及中国制造2025的生产智能化要求，智能化电厂的概念以及形态在行业内逐渐展开，电厂智能化发展的道路也越来越清晰，燃机电厂相对与燃煤电厂因其系统更简单、自动化程度更高，更具有发展智能化电站的优势。

关键词：燃机、智能化电站、数据分析

1、引言

1.1智能电厂定义

智能化电厂是数字化电厂结合智能系统后进一步发展的目标，将以云、大、物、移及人工智能为技术支撑，以创新的管理理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为重点，实现电厂安全、经济、环保、可靠运行。

1.2智能电厂建设目标

通过智能电厂建设全面提升经营管理水平和生产技术能力，提升管理者全面掌控电厂的能力，实现发电厂生产经营过程的透明化，依靠科学运行和精细管理来实现“网-源-人-环”的协调一致。

1.3智能电厂建设原则

根据电厂总体业务建设要求，广泛应用已经在行业内证明切实可用、安全可靠的控制技术及信息化手段，在此基础上适当超前，探索进一步促进向智慧方电厂迈进的可能。

2、智能化电厂建设步骤

2.1智能电厂建设时间轴线

基于对建设进度状态分析，计划通过基建期和运维期两个阶段逐步实现并完善智能电厂建设：

基建期，以KKS编码为关联核心，也可借助三维数字化设计，关联管理基建期产生的各种信息数据，并实现数字化移交。

运维期，在基建期工程数据基础上进行拓展方案，运用信息技术将DCS、SIS、MIS系统中的各种生产、经营、管理数据，指导生产经营的各个方面。

2.2智能电厂信息化建设轴线

以全厂信息化建设总体策划为依据，逐步构建全厂的管控一体化软件，实现资源共享、信息互联互通、充分发挥数字化、网络化的技术优势、进行标准化、流程化的管理，提高电厂的生产质量和效率。

2.3智能化电厂体系建设轴线

根据《智能电厂技术发展纲要》智能电厂主要包括四个层级的体系架构，由低到高分别为智能设备层、智能控制层、智能生产监管层、智能管理层。根据各个层级的特点以及对于智能化的要求，尽量应用已经经过证实的安全可靠的先进技术，分层次分步骤逐步实施。

3、智能设备及智能控制层应用

3.1智能设备层

3.1.1全面采用现场总线技术

在控制层和现场设备层全面采用现场总线技术，实现从现场设备层到控制系统的数字化。现场总线技术的应用应遵循总线技术的应用原则（DL/T1556-2016火力发电厂PROFIBUS现场总线技术规程）以达到保证机组安全、稳定运行的目标。

3.1.2适当采用先进检测技术及传感器

为提高测量精度或获取更准确、有效的测量数据，为控制层提供有效的、全面的数据支撑，适当采用先进检测技术及仪表。如采用超声波测量技术进行疏水阀泄漏监测，适当位置采用无线设备采集信息，部分区域采用视频智能识别技术及红外检测，适当采用1-2个机器人或者无人机做为亮点等。最终实现化水系统、氢站、脱硝尿素区、天然气调压站、机力通风塔、供热首站等地的无人值守。

3.1.3智能应用

积极应用物联网技术、射频技术以及可移动视频图像技术的发展，积极开展试点应用，将人工巡检和手工录入提高到智能巡检的水平，使各级生产维护人员能直观及时共享电厂各类设备的运行工况，及时发现和处理设备运行中出现的异常、缺陷和其他安全隐患。

3.2智能控制层

3.2.1深度挖掘现场总线技术信息

在现场总线设备诊断与管理软件平台基础上进行二次开发，对平台采集到的设备故障报警信息、状态信息等进行挖掘利用，分类和分析评估并提供设备故障诊断和维护策略依据、运行维护指导，实现对设备运行状态的监测、故障诊断和预测性维护，提高设备维护管理水平。

3.2.2积极推广采用先进的控制策略及智能控制方案

采用先进的控制策略与技术，实现控制参数寻优与整定，完成过程重要参数的精细控制，最大限度实现机组全负荷范围的智能自动控制。针对单回路等简单的自动控制系统，可自学习现场的实时数据，并根据实时数据不断修改完善其模型，对于PID参数给予一定的开环指导。

3.2.3机组自启停(APS)控制技术

优化设计、精心调试，真正实现机组自启停控制系统（APS），不追求少断点，目的是真正实现提高机组的自动化水平，优化启动、停机程序，可降低启停过程中的损耗，提高机组运行的安全性、可靠性、经济性。

4、智能管控一体化

依靠三维数字化信息管理平台的工程数据和大数据分析平台的数据构建发电厂的数据总线，开发一体化工作管理平台，构建表单电脑化、应用集成化、业务移动化、内容可视化的信息系统。通过对其它业务系统的整合实现“人员集成、界面集成、流程集成、业务集成、消息集成、应用集成”，为企业员工提供统一的信息资源访问入口，提供个性化的服务，从而构建发电厂的生态体系，建设一体化的信息总线平台，实现数据、信息的统一，在平台上开发针对性强的应用满足生产管理的需求，消除信息孤岛，提升办公效率，降低系统开发的难度，节省开发费用。

构建发电厂人-机-环境的智能体系，实现智能两票、巡检、点检、缺陷录入、资料查阅及设备检修辅助管理等现场作业无纸化，最终实现随时随地可办公。

5、深度挖掘数据的效益

建立数据分析平台，利用好现场的数据，挖掘数据的潜在关联，让数据体现效益。通过这种手段提前发现故障，优化机组运行指标，在一定程度上实现“增效”功能。

5.1预警诊断

用历史数据建模进行多变量自动关联和模式识别，捕捉劣化拐点，在控制系统报警界限内发现故障早期征兆，并给出可能的原因、措施和建议，辅助生产人员在故障发展初期进行主动诊断、科学决策。

5.2热工自动回路自动评估及整定

针对热工自动控制回路的调节品质进行判断，综合调节时间、稳定时间、超调量等进行评估，对于单回路自动回路可以给出建议的PID参数值。

5.3节能优化

综合考虑全厂负荷优化分配、电热负荷优化分配、关键指标寻优等功能。因燃机电厂有四台发电机、每台汽机有3S离合器供热能力不同等因素，可以将运行的节能计算公式以及经验不断补充到数据分析平台中，分时段或者实时给出优化建议。

5.4对标分析

指标的达设计值对标及历史最优指标对标，综合各个指标在各种热力工况下的参数，进行综合对标；同时根据对标结果参与到运行的绩效考核中，避免传统的小指标绩效管理的弊端。

5.5性能试验

性能试验可以选择在线或者离线等方式，利用DCS中的热工数据进行分析计算，尽管热工表计不符合性能试验的精度要求，但是精确度是稳定的，在长期的运行过程反映实时性能趋势是可信的，可以反映出燃机、汽机、余热锅炉以及某些重要设备的效率及能耗情况，并根据数据分析出可能影响效率的原因。

6、智能化电厂效益分析

6.1减员方面

充分梳理各部门的管理思路，采用“流程+模板+信息化”的方式，将重复化、繁琐的统计及流程性工作使用电脑代替人工劳动，在一定程度上实现“减员”功能。

6.2增效方面

建立数据分析平台，利用好现场的数据，让数据发挥其作用，提前发现故障，优化机组运行指标，在一定程度上实现“增效”功能。

7、结束语

“智慧发电、智能电站”是未来发电厂建设过程中一条永无止境的道路，通过对数字化电厂的不断完善，利用“云大物移”等技术手段，充分应用挖掘数据的潜力，保证电厂安全、经济、环保运行，最终实现“网-源-人-环”的协调一致。

参考文献

[1]T/CEC164-2018火力发电厂智能化技术导则.

[2]DLT924-2016_火力发电厂厂级监控信息系统技术条件.

[3]智能电厂技术发展纲要.