我國(guó)是全球燃煤電廠建設(shè)最多、發(fā)電量最大的國(guó)家，火電在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到舉足輕重的作用。在構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源管理體系過(guò)程中，火電行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)展關(guān)乎我國(guó)整體的“雙碳”進(jìn)程。
面對(duì)火電企業(yè)更高效、節(jié)能、綠色的發(fā)展目標(biāo)，東方電氣集團(tuán)旗下東方自控以科技創(chuàng)新賦能“智慧電廠”建設(shè)，助力燃煤發(fā)電企業(yè)不斷提升鍋爐智慧燃燒的控制水平。“智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)”的自主研發(fā)便是東方自控“碳”索火電機(jī)組低碳環(huán)保的成功實(shí)踐。
當(dāng)前，火電機(jī)組的鍋爐燃燒調(diào)整效果往往依賴運(yùn)行人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，不但受限于試驗(yàn)時(shí)間和現(xiàn)場(chǎng)條件，而且鍋爐設(shè)備性能也會(huì)隨時(shí)間推移不斷變化。
與此同時(shí)，新形勢(shì)下火電機(jī)組靈活性調(diào)峰運(yùn)行成為常態(tài)，機(jī)組負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整頻繁，僅靠人力很難同時(shí)完成降低污染物生成、提高鍋爐效率、保持安全穩(wěn)定運(yùn)行等多目標(biāo)的燃燒優(yōu)化調(diào)整。
因此，采用先進(jìn)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒優(yōu)化控制已經(jīng)成為提高鍋爐燃燒效率、實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒自尋優(yōu)控制的必然之徑。
智慧賦能 燃燒過(guò)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)尋優(yōu)
智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的人工智能技術(shù)對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，針對(duì)復(fù)雜的非線性燃燒過(guò)程，構(gòu)建了具有在線自校正能力的燃燒系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，有效消除了煤種變化、模型失配及噪聲干擾等影響，使系統(tǒng)具有更好的自適應(yīng)性。
同時(shí)根據(jù)鍋爐燃燒的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況，運(yùn)用先進(jìn)算法對(duì)鍋爐的配風(fēng)、配煤等燃燒運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線優(yōu)化，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)鍋爐運(yùn)行特性參數(shù)進(jìn)行全工況實(shí)時(shí)校正。
針對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)大遲延、大慣性、強(qiáng)耦合等特點(diǎn)，以預(yù)測(cè)控制技術(shù)作為鍋爐燃燒閉環(huán)控制的核心環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的預(yù)先控制，加快鍋爐燃燒調(diào)整響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒運(yùn)行自尋優(yōu)閉環(huán)控制。
協(xié)同優(yōu)化 機(jī)組效率安全穩(wěn)固提升
智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在變負(fù)荷過(guò)程中自尋優(yōu)閉環(huán)控制，具有良好的煤種和負(fù)荷適應(yīng)性，提高了鍋爐燃燒系統(tǒng)整體自動(dòng)化水平和鍋爐運(yùn)行效率，降低了煙氣中氮氧化合物生成量。
面對(duì)多煤種的配煤摻燒、快速變負(fù)荷等復(fù)雜工況，有助于消除受熱面金屬超溫、煙溫偏差大的問(wèn)題，降低排煙溫度，提高機(jī)組安全性，減少非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)，保障鍋爐高效、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、穩(wěn)定運(yùn)行。
同時(shí)該系統(tǒng)還能夠提高再熱汽溫、過(guò)熱汽溫的控制品質(zhì)，降低減溫水量，優(yōu)化風(fēng)量分配，減少風(fēng)機(jī)電耗，降低用電率。
示范應(yīng)用 推廣運(yùn)用前景未來(lái)可期
新產(chǎn)品的研發(fā)必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用來(lái)驗(yàn)證其功能是否實(shí)現(xiàn)。2022年受極端天氣影響，全國(guó)電力供應(yīng)形勢(shì)緊張，為保障電力供應(yīng)，四川神華天明電廠1號(hào)機(jī)組始終保持供應(yīng)運(yùn)行不停機(jī)，在用電高峰期提供了四川全省5%的電量。
在投入智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)后，天明電廠1000兆瓦超超臨界機(jī)組鍋爐運(yùn)行效率得到了有效提升，減少了氮氧化合物生成，減少了脫硝尿素用量，煙氣中飛灰含碳量和一氧化碳量明顯降低，排煙溫度也明顯降低，有力地提升了鍋爐控制的智能化水平。
據(jù)測(cè)算，該系統(tǒng)平均每年可為業(yè)主節(jié)省標(biāo)煤7500噸，具有很高的行業(yè)示范性和推廣價(jià)值，在變負(fù)荷、變煤質(zhì)下，燃燒狀態(tài)能夠快速調(diào)整，穩(wěn)定燃燒，運(yùn)行成本明顯降低，運(yùn)行人員勞動(dòng)量顯著下降，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的“人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整”到“智能自動(dòng)閉環(huán)調(diào)整”的轉(zhuǎn)變。
科技，成就綠色新未來(lái)。東方自控將基于智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)在燃煤鍋爐上的成功應(yīng)用建設(shè)“智慧鍋爐島”，進(jìn)一步加強(qiáng)煤炭的清潔高效利用，全面實(shí)施煤電機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”，讓黑煤變“綠”電，為智慧、綠色電廠建設(shè)提供有力支撐，用更新的科技、更好的業(yè)績(jī)助力“綠水青山”。
