华东电力试验研究院:智慧赋能锅炉,让锅炉更“聪明”
来源:大唐华东电力试验研究院 作者:王远鑫 徐民 日期:2023-03-09

“最近掺烧褐煤,再热汽温总超温,只能用吹灰器加吹水冷壁和过热器,也不知道这么加吹是否合理,过热器吹损了怎么办......”

“我们值归纳总结出的一套风门控制方法与其他值都不一样,也不知道哪一种是综合考虑经济、环保、安全的最优运行方式......”

广东大唐国际雷州发电有限责任公司集控室内,运行人员时常产生这样的疑问。

立足需求,许下推动锅炉智慧愿景

雷州电厂百万二次再热机组投运以来,运行、维护人员面向高要求、迎接新挑战,深耕百万二次再热锅炉运行技术,先后多次荣获全国能效对标5A优胜机组。但如何以精准的数字指标定义最优运行方式一直是电厂人心中的一道难题。

“当下,大数据、人工智能技术的应用正在悄然重塑火电产业,我们要站在智慧化电厂浪潮前端,充分发挥大唐科研总院在产、学、研完整产业链中的纽带作用”,华东电力试验研究院迅速开展广东大唐国际雷州发电有限责任公司智能燃烧优化控制系统、智能吹灰控制系统项目攻关,并抽调锅炉技术研究所徐民、王远鑫两位技术骨干,成立各专业紧密配合的柔性团队,力争在智慧化电厂的恢弘画板上涂抹一份独特的华东电力试验研究院印记。

老壶新酒,智能吹灰推陈出新

伴随着洁净因子的提出,学术界就智能吹灰的研究已横贯20余载。但受限于现场测点的准确性、数据噪声及煤质多变等多因素叠加影响,各受热面准确的洁净因子一直是“雾里看花”,朦胧而不可得。徐民、王远鑫在开展研究初期,为洁净因子的计算同样苦恼不已,如何科学评价受热面灰污状况成为项目成败的关键。

在多次讨论后,两人达成共识--烟温数据会说谎,汽温、减温水流量、壁面温度等数据不会说谎。

“既然洁净因子是从烟气放热、蒸汽吸热两方面共同计算得到,何不借用人工智能算法,使用确定参数,逆推烟气侧真实放热状况进而获得准确的洁净因子。”在多次推导演算后,洁净因子的计算终于被攻克。

解决了这个“卡脖子”的核心问题,两人迅速开展智能吹灰项目后续工作,扎根雷州现场,与运行人员反复沟通,了解运行习惯、优化控制逻辑,使得智能吹灰控制系统成为运行人员肯用、爱用的控制系统。在年底的评价中,系统投运以来,锅炉运行状态良好,较系统投运前节省10%以上蒸汽量,年节约蒸汽2400t,节能经济效益达35万元/年。

条分缕析,智能燃烧抽丝剥茧

受限于煤粉燃烧反应滞后性与炉膛内燃烧工况复杂多变,煤粉锅炉炉膛内燃烧在锅炉人眼里一直是一个“黑匣子”,看不见、理不清,如何掌握炉内燃烧状况,综合安全、环保、经济等因素进行针对性风门调整一直是锅炉燃烧优化的痛点、难点。

为了让燃烧变得“清晰可见”,华东电力试验研究院技术团队立足入炉煤质在线监测,以CFD数值模拟为参考,融合大数据、人工智能算法实现了入炉煤监测、炉膛温度场监测、风门、氧量优化控制的全链条控制系统--先进燃烧智能控制系统。

系统实现了锅炉燃烧全方位监控,弥补了以往煤粉锅炉燃烧优化系统燃料侧监测盲点,在不增加额外设备情况下,使用算法模型重构了燃料燃烧全过程,开拓了燃烧优化智慧化、精确化新业态,实现了燃烧优化图像化、数字化新体验。

“系统投运以来,入炉煤质实时监测结果准确无误,炉膛温度场、速度场、CO浓度场清晰明了,风门、氧量优化结果可靠科学。”在为期两个月的开环运行中,运行人员参照风门、氧量优化结果,进行调整控制,有效缓解了再热汽温欠温问题,锅炉排烟温度、NOx排放量有明显降低,获得运行人员认可,为开展闭环调试工作打下坚实基础。

立鸿鹄志,新时代是蓝天,做奋斗者,智慧化是舞台。面对火力发电产业发展新格局,大唐华东电力试验研究院坚持以数字代替经验、以智能赓续发展,扎实锤炼本领,在实处用力,从知行合一上下功夫,用台下十年功的辛勤耕耘,获得台上一分钟的光彩绽放,为集团公司打造“绿色低碳、多能互补、高效协同、数字智慧”的世界一流能源供应商和美丽中国领军企业贡献创新力量。


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