從2015年國家發(fā)布實施制造強國戰(zhàn)略第一個10年計劃-中國制造2025，華潤電力（海豐）電廠也開始智能電廠建設(shè)的探索，從APS3.0建設(shè)后，開始了智能電廠的規(guī)劃、從提升設(shè)備、系統(tǒng)自動化到智能化，到機組變負荷自動巡航，以及技術(shù)監(jiān)控中心到專家分析系統(tǒng)，電廠的智能化建設(shè)初見成效。

2019年8月22日，由中國能源研究會節(jié)能減排中心聯(lián)合華北電力大學國家大學科技園共同舉辦的“2019年智慧電廠論壇（第二期）”在北京召開。主旨報告環(huán)節(jié)，華潤電力（海豐）有限公司熱控專業(yè)工程師 張海安作了題為“火電廠智慧化運行實踐”的報告。

華潤電力（海豐）有限公司熱控專業(yè)工程師 張海安

首先非常榮幸能借助這個平臺向各位領(lǐng)導和專家匯報一下華潤電力海豐有限公司智慧化運營的一些實踐，也希望我這次的匯報能讓海豐電廠的智慧化運營實踐得到各位領(lǐng)導和專家的關(guān)注，更希望能得到各位領(lǐng)導和專家的指點。

我的匯報分為三個部分：

首先，我們項目公司的簡介。

海豐項目是一個比較有特點的項目。首先它是屬于華潤電力旗下的華南大區(qū)，一期建設(shè)是2臺百萬機組，同步配套是10萬噸級的煤炭碼頭和3千噸級的重件碼頭。1、2號機組分別于2015年的5月和3月投產(chǎn)運營，也是一個比較年輕的項目。三大主機采用哈、上、上結(jié)構(gòu)。

項目公司比較注重環(huán)保工作，在秉承“綠色能源，潤澤生活”的理念下，我們建設(shè)規(guī)劃初期就實現(xiàn)了超低排放，也是廣東省首個超低排放三同時的工程，2018年開始我們進行污泥摻燒。

我們海豐項目也是華潤電力首家集風、光、火、儲為一體的綠色能源示范基地。在我們的廠區(qū)里面不光有火電，還有風電、光伏、儲能，也獲得了亞洲能源大獎亞洲區(qū)域最好的電廠，同時也獲得了香港綠色企業(yè)環(huán)保管理獎的銀獎。

智能電廠的建設(shè)及規(guī)劃。這是一個智能電廠的概念，概念類的東西我不再多說，之前也有專家做的非常好的介紹。我的理解，智能首先就是要會思考，用機器去代替人的思考方式、用機器代替人的操作，減輕工作量，智能電廠的一個特征不再多說。

架構(gòu)體系，根據(jù)智慧電廠的發(fā)展綱要里，對智慧電廠分了四層。華潤電力對整個智能電廠有一個統(tǒng)一的規(guī)劃，我們項目公司主要在智能設(shè)備層和控制層、監(jiān)管層做了一些工作。

我們的總體目標，是在2021年把海豐項目打造成一個智能電廠的示范化項目。

根據(jù)智能電廠的架構(gòu)，海豐項目在智能的設(shè)備層、控制層、監(jiān)管層共計實施了16項智能化、智慧化的項目。

APS系統(tǒng)。海豐項目的APS系統(tǒng)是從我們機組的基建期就開始進行統(tǒng)一的規(guī)劃部署，包括我們的設(shè)計圖紙。因為APS也是做了很多的優(yōu)化，現(xiàn)場的一些閥門也是做了很多的改造，一些開關(guān)性的閥門也改成調(diào)節(jié)型的閥門。APS系統(tǒng)的調(diào)試和我們機組的調(diào)試是同步進行的，而且從我們APS系統(tǒng)一開始的設(shè)計到邏輯組態(tài)到調(diào)試，是我們?nèi)倘藛T跟蹤參與的，也保證了我們整個APS系統(tǒng)更加貼合運行操作系統(tǒng)。

海豐項目APS系統(tǒng)是采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思路，這種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法也是使我們的系統(tǒng)更易用更靈活。給水控制、自動干濕態(tài)轉(zhuǎn)化、升溫升壓控制等一些技術(shù)，也形成了我們海豐別有特色的一些項目。但是APS項目，在智能化電廠這塊只有一個出路，APS主要解決的是機組啟停過程當中的自動化、智能化，但是在機組正常運行操作還是靠運行人員完成，對此我們提出了一個比較新的概念，叫機組變負荷自動巡航。這個概念來源于我們汽車的“自適應巡航”，什么是變負荷自動巡航呢？當我們的AGC指令發(fā)生變化，或者我們?nèi)紵拿航M發(fā)生變化的時候，我們這個系統(tǒng)能夠自動判斷我們脫硫、循環(huán)水系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)是否需要啟停，并且根據(jù)判斷情況，按照預先設(shè)定好的順序來進行啟停。

舉個例子，以制粉系統(tǒng)為例，當我們的AGC指令發(fā)生變化的時候，系統(tǒng)能夠根據(jù)我們機組當前的運行情況以及運行人員事先設(shè)定好的我啟停順序自動觸發(fā)制粉系統(tǒng)的啟停，根據(jù)每種不同實現(xiàn)智能的功能。這個過程當中我們也是運用了一些比較先進的控策略，解決了調(diào)溫的漏風問題，能夠使整個過程溫度控制非常好。而且啟這個系統(tǒng)能夠做到5分鐘以內(nèi)，同時這個系統(tǒng)里面也進行了應急梳理功能，過程中對風、對磨的一次封壓包括對磨的加載率也實現(xiàn)了智能控制，使我們負荷響應更加快速。同時借助這個系統(tǒng)也增加了大量的控制，現(xiàn)在的海水淡化系統(tǒng)等可以實現(xiàn)一鍵啟停，輔助系統(tǒng)一鍵啟停，對減輕運行人員的工作量有非常大的幫助。這套系統(tǒng)也是解決了加氨自動的問題，雖然是比較小的系統(tǒng)，也是非常有代表性的。針對加氨的滯后我做了一個測試，大概有27分鐘的滯后，按照常規(guī)的控制策略自動供給是投不上的。我也在好多其他項目做過一些了解，投入自動的不過，而且有些投入也是就地加了一套單獨的PSC系統(tǒng)，采用智能控制算法，我們完全是在DCS里面使用，包括我們的負荷自動巡航也是在DCS里面實現(xiàn)，沒有采用任何外掛。依靠這個系統(tǒng)，我們運行人員也在實現(xiàn)少人值守監(jiān)盤的工作。

智能吹灰，我們也是引進了德國的一項技術(shù)，這個技術(shù)也是在國內(nèi)首次引用。引進德國的技術(shù)我們做了一些改造，大量的優(yōu)化，為什么？因為德國的電廠運行方式和國內(nèi)電廠是有很大區(qū)別的，他們整個運行過程是比較平穩(wěn)的，而且在我們國內(nèi)機組的工況比較復雜，特別是現(xiàn)在的深度調(diào)峰，所以我們對他們這個系統(tǒng)進行了大量的改造，改造之后整個效果還是非常明顯的。我們將鍋爐的受熱面分為八個區(qū)域，這八個區(qū)域分別計算它的清潔系數(shù)，而且能夠平衡我們鍋爐的吹灰?guī)淼恼羝麚p耗以及吹灰之后鍋爐性能的提升之間的平衡，來尋找最佳的吹灰點。按照目前我們投入的情況來看，蒸汽吹灰的氣耗降低了25%，投資回報率還是非常高的。

智能噴氨，首先對我們的測點做了一些改造，原來是單獨取樣的方式，采用網(wǎng)格取樣，首先保證我們測評的穩(wěn)定性。另外，我們也采用是基于變量閉環(huán)控制的策略，根據(jù)SCR出口和煙囪出口的NOx濃度，實現(xiàn)噴氨的自動調(diào)節(jié)。改造之后我們的氨耗降低也是非常明顯的，降了15%的氨耗，對堵塞也是有非常大的改善的。

大集控建設(shè)，也是我們?nèi)A潤電力在推的一個項目。我們海豐項目在建設(shè)初期就對智能化做了一個整體的規(guī)劃?；ㄆ陂g，我們單元機組、輔網(wǎng)到輸網(wǎng)系統(tǒng)，就采用了DCS一體化的策略，同時將我們的脫硫系統(tǒng)也納入到電源機組，輸灰系統(tǒng)納入到輔網(wǎng)系統(tǒng)，我們在基建期就已經(jīng)將五個控制室減少為三個控制室，同時我們也取消了大量的PLC，現(xiàn)在我們?nèi)珡S除了電除塵用到PLC之外，其他系統(tǒng)很少用PLC了，我們都已經(jīng)采用DCS的控制，這樣也是為我們智能化建設(shè)提供了很好的控制環(huán)境。后期又做了進一步的改造，將我們輔網(wǎng)控制室和單元機組控制室又做了合并，合并到同一個控制室集中控制。這么做的好處是，讓輔網(wǎng)和單元機組之間的信息溝通更為暢通，也保證了我們機組運行的最優(yōu)狀態(tài)，而且也為下一步我們的少人值守提供了必要的條件。

儲能調(diào)頻，各位專家應該也都知道，應用電池快速充放電的能力，AGC發(fā)生變化的時候能夠?qū)ω摵裳杆俚捻憫?，縮短電廠側(cè)負荷的響應時間，提高調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，提高我們機組整體AGC的調(diào)節(jié)性。為我們構(gòu)建智能電網(wǎng)、改善電網(wǎng)對再生能源的接納能力有很大意義。海豐項目的儲能是3萬的容量，也是目前國內(nèi)投產(chǎn)的規(guī)模最大的一個儲能調(diào)頻項目，我們的儲能和常規(guī)的儲能一樣參與的是機組的AGC的調(diào)頻，我們項目公司正在探索讓儲能參與一次調(diào)頻，這樣的好處就是，能讓機組的性能到最大，減少機組的損失，提高我們機組的經(jīng)濟性。

煤場自動化，也是目前應用自動控制、激光三維掃描、精確定位的技術(shù)手段，實現(xiàn)我們自動堆料、自動取料、各種作業(yè)模式的手自動切換，包括煤廠出煤信息的實時顯示，也是構(gòu)建數(shù)字化、三維煤廠。目前我們這個系統(tǒng)還是在調(diào)式階段，預計8月底、9月初就能調(diào)試完畢，可以實現(xiàn)我們在輸煤控制室控制堆取料作業(yè)、現(xiàn)場的無人作業(yè)。

智能電除塵系統(tǒng)，我們常規(guī)的電除塵的控制，就是根據(jù)負荷以及運行人員的經(jīng)驗來進行手動的去調(diào)整電廠的出力，現(xiàn)在我們通過改造，電除塵階段根據(jù)我們的負荷信號自動調(diào)節(jié)我們的高峰電源，并且以電廠運行的工況分析作為一個依據(jù)，生成高負荷下最優(yōu)的方式。通過我們這個項目是2018年初就投入使用，升級前后我們也做了分析比較，2018年全年呈下降趨勢，大概下降了0.2個百分點，效果還是非常明顯的。

二維碼的管理，這是我們在現(xiàn)場的設(shè)備一些重要的輔機上采用了二維碼的管理，里面通過掃描二維碼可以看到我們的設(shè)備情況，參數(shù)以及我們的檢修狀態(tài)。

根據(jù)2017年國際能源署有一個模擬分析，他們認為，如果將我們?nèi)驕p排目標在2060年控制全球氣溫的升溫，并且減排2/3的溫室氣體，碳捕集進行封存，將會貢獻14%的二氧化碳減排量。聯(lián)合國氣候變化專業(yè)委員會，將燃煤電廠的碳捕集封存技術(shù)作為2025年溫室氣體減排目標重要的方向之一。因此碳捕集的封存技術(shù)，對像我國這種煤炭為主導的能源結(jié)構(gòu)國家具有特殊的意義。目前碳捕集的封存我們不是首家，上海、重慶都有相關(guān)的項目。但是我們和其他項目不同的是，我們不是僅僅對碳進行捕集，我們的作用是提供測試平臺，來為各種新的技術(shù)提供測試的平臺，來降低一些碳捕集的成本。項目于今年的5月份已經(jīng)投入運營，于美國的國家碳捕集中心和挪威的一個碳捕集中心并列為世界上第三個中增規(guī)模的實驗基地。同時海豐項目碳捕集也是得到了這兩個中心技術(shù)方面的支持。我們碳捕集的定位不以最大盈利為商業(yè)目標，我們主要引進新興的碳捕集技術(shù)與合作單位進行測試與示范，尋求降低碳捕集的技術(shù)成本與方案，推動CCUS的項目進行，邀請國內(nèi)外多個國家和地區(qū)的碳捕集技術(shù)參與公開測試，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的最大化應用和人才的培養(yǎng)。對于一些非專利性的技術(shù)我們進行工藝優(yōu)化的研究工作。

污泥摻燒，2018年深圳市的UWB產(chǎn)量大概是4000噸/天，按照含水率80%進行計算。深圳本地的處污設(shè)施還沒有健全，末端出路不暢，也是深圳現(xiàn)在面臨的污泥無處可去的困境。電廠協(xié)同處置使用污泥的技術(shù)路線，是目前在污泥處置方面優(yōu)選的一個處置方式，經(jīng)過長期的摸索和總結(jié)，華潤電力在污泥處置方面也是有的比較成熟的技術(shù)路線，在華潤電力旗下已經(jīng)有十幾家電廠在參與污泥的摻燒。海豐項目的污泥摻燒分兩種，一種是濕污泥摻燒，在去年年初就已經(jīng)投產(chǎn)運營了，目前污泥的處置量大概能達到300噸/天，年初至量是13萬噸。截至目前為止，我們一共處置了深圳市污泥15萬噸。另外一個是污泥干化摻燒，這個項目正在建設(shè)階段，同步配套的是1萬噸級智慧料倉，同時我們采用了蒸汽干化技術(shù)，項目投產(chǎn)以后可以每天處置1600噸含水量40%的污泥以及600噸含水量60%的污泥，這樣就能夠消納深圳市每天污泥的產(chǎn)量。

我們污泥干化摻燒這塊采用全自動化的設(shè)計，從污泥的入廠到污泥的干化、以及與燃煤的配比，實現(xiàn)無人值守的控制。同時我們同步建設(shè)了循環(huán)產(chǎn)業(yè)科技示范中心，為深圳的“無廢城市”做好產(chǎn)業(yè)循環(huán)和示范。

智慧電廠的另外一個特點是要安全，我們安全建設(shè)這塊也做的一些工作。首先我們也都知道，傳統(tǒng)的攝像頭是固定式的，一個電廠那么大，不可能把攝像頭全部覆蓋到各個角落，我們開發(fā)了一個移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過在現(xiàn)場布置32個無線網(wǎng)點，整個信號覆蓋了我們整個廠區(qū)。我們的移動監(jiān)控不僅是在我們辦公室的電腦、我們的手機，而且在我們的值班公寓樓的宿舍里面電視機上也能夠?qū)崟r監(jiān)測電廠的安全生產(chǎn)情況。

人車定位系統(tǒng)。海豐項目的人車定位是采用射頻技術(shù)，因為這個東西比較多，大部分電廠也都有，我就不做詳細的介紹。實現(xiàn)的功能就是測量的出入登記、人車的實時定位跟蹤、人車軌跡的歷史軌跡查詢、廠區(qū)的人車統(tǒng)計、區(qū)域的訪問控制、支流時間控制、指定路徑、限制區(qū)域警告等十余項功能。

技術(shù)監(jiān)控中心，我們與電科院進行合作共同開發(fā)了一套系統(tǒng)，采用的是大數(shù)據(jù)、云計算、智能核心算法等一些前沿的技術(shù)，對我們的生產(chǎn)過程、設(shè)備的狀態(tài)診斷進行分析和指導。我們的架構(gòu)包括設(shè)備的故障診斷、機組的運行狀態(tài)分析、機組的節(jié)能運行三大方面。主要包含15個模塊，主輔機的設(shè)備故障預警系統(tǒng)、環(huán)保監(jiān)測運行故障系統(tǒng)、設(shè)備的震動監(jiān)測與診斷分析、鍋爐壁溫監(jiān)測系統(tǒng)、AGC一次調(diào)頻品質(zhì)評估、汽輪機壽命在線監(jiān)測等15個模塊。

FOS全稱是燃料全價值尋優(yōu)系統(tǒng)，這是一個我們?nèi)A潤電力控股的系統(tǒng)，主要三個核心模塊：數(shù)字化煤場、配煤方案尋優(yōu)、摻燒尋優(yōu)，經(jīng)過這三個功能進行燃料全價值鏈的管理?？偟膶崿F(xiàn)的功能，九個字“買的低，配的準，燒的優(yōu)”，降低我們機組運行的成本。

OOS系統(tǒng)是操作尋優(yōu)系統(tǒng)，也是打破了電廠的數(shù)據(jù)孤島，因為這套系統(tǒng)將華潤電力旗下所有公司的運行數(shù)據(jù)正和島一起，通過尋找一個最佳的工況建立了一個標桿數(shù)據(jù)庫，并且利用耗差分析系統(tǒng)對運行操作進行實時的量化考評，通過績效評價體系將運行的優(yōu)化成果進行固化，實現(xiàn)機組持續(xù)的優(yōu)化。

這是我們海豐電廠整體的廠區(qū)布置圖，我們廠區(qū)里面，各位專家也能看到，有碼頭案電、低速風機等等，海豐項目是一個開放的電廠，也希望各位專家和領(lǐng)導多給海豐電廠智能化電廠建設(shè)的項目提供一些指導。

匯報就是這些。謝謝！

（本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言人審核。）