“数”启新篇 “智”创未来!大埔发电公司锅炉制粉系统一键自启停项目技术实现国产化首创

在新能源迅猛发展、电网调峰需求日趋严苛的背景下,超超临界燃煤机组的数智化升级成为火电厂高质量发展的必答题。近年来,大埔发电公司紧扣行业发展趋势,直面燃煤机组传统控制技术瓶颈,大力推进锅炉制粉系统一键自启停项目技术攻关,采用全新的多类型参数数智融合技术,成功突破层煤燃烧器全自动控制的难题,实现了制粉系统一键启停、全程手动“零干预”国产控制技术在国内燃煤电厂的首次应用,为超超临界机组数智化运行树立了行业新标杆。

这一成果取得的背后,是埔电人深入贯彻广东能源集团“123高质量发展战略”,以数智技术赋能电力生产的生动实践。

制粉系统数智化迫在眉睫

大埔发电公司一期1、2号国产660MW超超临界燃煤发电机组自2016年投运以来,一直承担着电力保供的重要使命。机组的控制体系采用传统的控制策略,依靠基础的逻辑原理搭建,由顺序控制(SCS)、模拟量调节(MCS)和设备自动联锁(Interlock)三部分组成,各自独立。

近年来,随着风电、光伏等新能源装机量大幅提升,电网调度要求火力发电机组实现大幅度、频繁的调峰,传统控制策略的弊端日益凸显:SCS、MCS、Interlock三者间缺乏有效的无缝衔接机制,自动执行过程中需人工频繁地投切、调整;磨煤机暖磨配风等关键操作受参数强耦合影响,人工操作更加繁琐且效率不高;设备联锁投切高度依赖人工判定。机组正常运行时,平均每天启停磨煤机的次数达到了10次,启停一台磨煤机100多项的操作步骤,不仅增加了运行人员的劳动强度,更埋下了“依赖经验、粗放操作”的安全隐患,难以适应复杂多变的调峰工况。

为提升机组数智运行水平,大埔发电公司于2024年12月成立锅炉制粉系统自启停控制功能建设及可靠性提升项目工作机构,锚定锅炉制粉系统全工况数智化控制目标,开始了一键自启停项目的技术攻关,力求以技术创新破解生产难题。

破局之路在何方?

锅炉制粉系统规模并不算大,但其涉及的控制模式、控制要求却不简单。自上世纪八十年代开始,陆续有科研院所和电厂立项研究锅炉制粉系统“一键启停”控制技术,期间提出各种控制方案,都遇到诸多技术难点无法攻克,以致几十年来尚未实现燃煤机组锅炉制粉系统真正意义“一键启停”的实用案例。锅炉制粉系统的一键启停,成为无数燃煤电厂热工人多年来一直心之向往、却又无奈摇头的梦想,攻关过程困难重重。

首先,人工智能算法设计难度大,需重新搭建新的逻辑框架,实现布尔和函数两种基础算法的交叉引用。

其次,磨煤机暖磨与吹扫配风控制复杂,需综合考虑机组负荷变化、设备的冷态、温态、热态等不同工况,以及入口风量、出口温度等运行指标的影响。

同时,MCS目标自动寻优技术要求高,自动调节从手动到自动的切换过程中,目标值调整需大量试验数据支撑。调节模式自动切换需设计多层判定逻辑,并兼顾设备的运行状态和控制效果,投入大量精力反复试验优化,才能贴合现场的实际使用需求。

此外,因现役的DCS系统不支持离线调试,项目实施需要在运机组上进行逻辑组态优化,对项目实施的稳定安全提出了巨大的挑战。

而埔电这群平均年龄32岁的年轻小伙受命进行的攻关,能否成功?会不会在一套制粉系统就关联着磨煤机、给煤机等16个设备,涉及36个重要参数的系统中陷入迷阵、折戟沉沙?还是一战封神?

这股闯劲,很“埔电”!

操作台上一次鼠标的轻轻点击,背后却是海量数据的收集、逻辑架构的反复推敲、每一个设定参数的精微打磨、无数个蹲守现场的日夜、一次次的挫折和失败过后的执着向前……

攻关团队与运行操作人员展开了深入的技术交流,理清设备操作顺序、数据关联性等,又大量采集了现场实际操作数据,运用大数据概率统计法反复迭代优化,最终形成适配现有DCS系统的实用算法,实现了开关量与模拟量的动态协同联动。为不影响机组的正常运行,攻关团队制定了精细化的实施方案,先在仿真机上完成初步逻辑构建,从理论上确认调节回路构建的正确性,而后在单套制粉系统上进行研发调试,充分利用运行中每一次启停磨煤机的机会进行多轮迭代训练,最终平衡了“缩短启动时间”与“保障运行安全”的双重需求,确保了项目实施与生产运行两不误。

机组运行中的备用磨煤机启停时间多在中午和晚上,为了尽可能多地进行试验和调整,攻关团队相机而动,不放过每一次机会,始终奋战在调试一线。历经数百轮试验调试后,现场终于传来了好消息!

2025年5月11日18:16,1A磨煤机一键启动正常,用时5分30秒,大大低于10分钟的热态下标准操作票执行时间。

经过连续一年多的持续努力,大埔发电公司已成功在12台制粉系统实现一键启停控制功能,实现1、2号炉所有制粉系统数智化升级。而参与了项目攻坚的这群年轻人也在控制逻辑构建、变量调整等方面积累了丰富的经验,成为埔电热控专业的中坚力量。

技术创新亮点多

大埔发电公司此次锅炉制粉系统一键自启停项目的技术攻关,以融合创新为核心,亮点多多:

实现了布尔和函数两种基础算法在锅炉制粉系统启停控制中的深度融合,打破开关量控制与模拟量调节在原有控制系统中互不关联的弊病,实现两者的有机互动、无缝衔接;

实现了磨煤机暖磨与吹扫配风人工智能策略,通过大数据分析,筛选出最优配风方式,经迭代训练形成最优控制策略,破解了锅炉制粉系统在启动过程中暖磨配风的操作难点;

创新了MCS目标自动寻优算法,通过算法实现自动锚定给定目标值并自动完成调整,摆脱需人工辅助调节达到目标值的依赖性;

打造了设备联锁保护的自动投/切模式,自动识别当前设备状态并进行自动切换,自动实现设备联锁功能;

搭建了程序自动控制的安全防护机制,设计了设备运行安全预测逻辑,优化人机操作界面,从本质上提升全自动控制系统的运行安全性。

这套制粉系统数智化控制技术与方案在国内同类型超超临界燃煤机组中是首次采用,具有原创性,在国内上千家电厂中具有极强的推广价值,为煤电行业数智化升级、打造新质生产力提供了可复制、可推广的实践经验。

或许你会问,为什么国内同行几十年都没能实现的梦想,在埔电短短半年就能变成现实?攻关团队的小伙子们一定会骄傲地告诉你:因为在埔电有一支技术团队长期的积淀,给予了他们有力的支撑!因为敢想、敢闯、敢试!

带着这样的实力和底气,大埔发电公司将持续深耕煤电数智化技术研究与应用,以机组一键启停为新目标,推动机组全流程、全工况数智化运行,让数智化成为驱动企业高质量发展的新质生产力。

通讯员:丘鸿 卢燕梅

编辑:罗欢欢

审核:黄炜明

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