AI取代老师傅,热电运行迈入“无人驾驶”时代

2023-12-07 11:59:02   来源: 中国电力报  作者:钟能炫 4650
随着全应科技第五代ADMC热电智能调控系统在大都市热电厂的顺利投运,梦想照进了现实。目前整个热电厂实现了全自动运行,日常生产只需要很少的人巡视,真正变成了人在游、网在看、云在算·····

AI取代老师傅,热电运行迈入“无人驾驶”时代

    ——全应科技在海宁马桥大都市热电厂数智化转型升级纪实

 “30年前手工抄表,20年后用DCS(分散式控制系统),2020年至2022年,我们用上了上海全应科技有限公司不断迭代升级的前四代‘半自动化’热电控制系统,尝到‘便利’之后,我这心里就一直在想,什么时候热电控制系统这个如同热电厂‘大脑’一般的存在,能够变得更聪明一点、更智慧一些就好了!如今,随着全应科技第五代ADMC热电智能调控系统在大都市热电厂的顺利投运,梦想照进了现实。目前整个热电厂实现了全自动运行,日常生产只需要很少的人巡视,真正变成了人在游、网在看、云在算······”在热电行业工作了30多年的浙江海宁马桥大都市热电厂总经理张荣荣满脸激动地说。






人工智能全面取代靠经验操控





“新AI,打败了‘老师傅’。”大都市热电厂副总工程师郑国发说,“全应科技研发的第五代ADMC热电智能调控系统能够实现热电厂全自动化运行,在减少运行人员数量、减轻运行人员操作负担、保障热电厂运行安全、提升综合经济性等方面具有明显领先优势。与老师傅相比,第五代ADMC热电智能调控系统就是个‘AI机器人’,可以24小时运转,不会生病、不会跳槽、不会退休,计算的结果也更加稳定和精准。”全应科技相关负责人介绍,该公司自主研发的“全应热电云”系统,以热电机理为基础,以工业大数据和人工智能为核心,通过采集海量历史数据和实时全系统运行数据、深度自我学习和训练,根据外界负荷变化的提前预测和各机组在不同工况下的不同效率,对机组进行动态最优生产控制,对生产过程时刻全面体检,发现问题及时预警,实现总体运行效率的提升和安全保障。

image.png全应科技研发的第五代ADMC热电智能调控系统吸引各地热电企业管理者前来学习


据了解,热电生产的特征是多参数、强耦合、大延迟、多时变。这样的特征之下,高度依赖人工有三大弊端,一是整个系统的能源转换效率还不是最高的,因为人没有办法时时刻刻控制到最优;二是 NOx 等污染物排放不稳定,忽高忽低;三是随着青年人到工厂就业的意愿逐渐降低,热电厂人才招聘与培养面临严峻挑战。海宁大都市热电厂位于浙江嘉兴海宁市马桥街道,每年为下游一百多家企业供电超过1亿千瓦时,热电厂内的5台锅炉和4台汽轮机,每年消耗的煤炭达到20万吨。在这样一个热电企业,节省百分之一的能耗就意味着多出一片森林。过去,这项工作主要依靠老师傅们凭借丰富的经验手动计算和调控。从2020年12月开始,大数据和人工智能代替了人脑,热电厂的各项关键数据被实时传送到由全应科技研发的“全应热电云”,经过优化计算后反馈回调整结果,技术员只需要根据推荐值进行操作,就能对整个热电厂的生产流程进行实时优化。而此次随着全应科技研发的第五代ADMC热电智能调控系统的迭代投运,大都市热电厂首次实现了热电厂的全自动化运行,人工智能第一次全面取代了靠经验操控。 






AI算力实现上下游热用户众口可调





海宁大都市热电是浙江省海宁市重点工业供能企业,现有4台中温中压、1台高温高压循环流化床燃煤锅炉和1台抽凝式汽轮发电机组、3台背压式汽轮发电机组。2023年已实现供气量达100万吨,供电量超1.3亿千瓦时。近年来,海宁大都市热电通过市政公用管线实现对海宁市四个区域的集中供热。供热管网累计长度超60千米,接入热用户156家,覆盖了民生、纺织、皮革、食品等不同行业,每个用户的用汽需求和变化规律差异很大且无法预知,总用汽负荷呈现出随机波动的状态,对大都市热电生产的响应速度、精准度和稳定性造成了极大挑战。
    
大都市热电锅炉和汽轮机数量多、类型多,主、供汽压力各有两个不同压力等级,机炉协调、中高压协调、负荷分配等工作难度极大。全应科技的智能化技术专家团队在经过前期现场缜密调研,梳理出适用于海宁大都市热电的人工智能解决方案,即通过全应科技自主研发的“全应热电云” 采集热电生产供应全过程数据,在云端建立端到端的数字孪生模型,根据外界负荷变化的提前预测各机组在不同工况下的不同效率,从而对机组进行最优生产控制,提升实现总体运行效率。

image全国热电企业同行在大都市热电参观考察

经过长达3个月的数据采集和系统的深度升级,AI算力最大限度地实现了上下游热用户众口可调。大都市热电相关负责人介绍,经过多轮认证,AI算力综合调节下的智能热电调节,“全应热电云”实现了海宁大都市热电在线运行优化,ADMC热电智能调控系统实现了大都市热电中压和高压两个主蒸汽压力和外供汽压力精准控制,2个主汽压力和供汽压力的控制结果数据分布明显较人工控制更加集中,显示较人工控制更“稳”,确保了大都市在面对下游企业不断变化的用汽需求时反应快速、灵敏、稳定。企业对智能热电在负荷预测、机组精准负荷分配、锅炉燃烧优化、炉机协调优化、分层级数字化管理等方面的应用表示满意,工业热用户和取暖用户的满意感显著提升。海宁市政府相关部门表示高度肯定:海宁大都市热电项目不仅是海宁的节能示范项目,更将是嘉兴甚至是浙江的标杆项目。 






机组运行安全平稳,节能减排效果更优





大都市热电ADMC智能调控系统“智能管理”面板上,智能司炉、智能司机双看板,自动化投用率一览无遗,ADMC智能管理系统不仅实时展示每台设备过去6分钟内的自动化投运操作,还保留了关键参数的变化曲线,以辅助运行人员既能掌握当前运行状态,也能够知晓过去几分钟内自动控制进行了哪些操作,以此来评估自动运行的操作是否合理。


燃烧控制更精准,锅炉效率更高,使用ADMC热电智能调控系统,大都市锅炉排烟氧含量及炉膛负压控制方差分别减小65%、38%,说明风煤配合更精准,燃烧控制更平稳,最终使得ADMC控制下的吨标煤产汽较人工控制提高1.26%。


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热电生产迈入智能自动新时代

“和之前的数据相比,热电厂在第五代全应科技ADMC智能热电系统进行智能化升级改造后,一年至少可节约原煤5000多吨,企业综合能效提升2.8%,预计每年可以节省燃煤成本上千万元,减少二氧化碳排放数万吨。”海宁大都市热电有限公司总经理张荣荣表示,“改造后的大都市热电厂,机组运行安全平稳,节能减排效果更优,这对热电厂来说,是更经济、更环保、更安全的数字化智能化的革命性升级,做到了让像我们这样的传统热电厂行稳致远。”


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