我國是全球燃煤電廠建設(shè)最多、發(fā)電量最大的國家，火電在社會經(jīng)濟的發(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)代能源管理體系過程中，火電行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型進展關(guān)乎我國整體的“雙碳”進程。
面對火電企業(yè)更高效、節(jié)能、綠色的發(fā)展目標，東方電氣集團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?！爸腔廴紵齼?yōu)化控制系統(tǒng)”的自主研發(fā)便是東方自控“碳”索火電機組低碳環(huán)保的成功實踐。
當前，火電機組的鍋爐燃燒調(diào)整效果往往依賴運行人員個人經(jīng)驗，不但受限于試驗時間和現(xiàn)場條件，而且鍋爐設(shè)備性能也會隨時間推移不斷變化。
與此同時，新形勢下火電機組靈活性調(diào)峰運行成為常態(tài)，機組負荷動態(tài)調(diào)整頻繁，僅靠人力很難同時完成降低污染物生成、提高鍋爐效率、保持安全穩(wěn)定運行等多目標的燃燒優(yōu)化調(diào)整。
因此，采用先進控制技術(shù)實現(xiàn)鍋爐燃燒優(yōu)化控制已經(jīng)成為提高鍋爐燃燒效率、實現(xiàn)鍋爐燃燒自尋優(yōu)控制的必然之徑。
智慧賦能 燃燒過程實時動態(tài)尋優(yōu)
智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)采用先進的人工智能技術(shù)對機組運行狀態(tài)進行分析，針對復(fù)雜的非線性燃燒過程，構(gòu)建了具有在線自校正能力的燃燒系統(tǒng)動態(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。
同時根據(jù)鍋爐燃燒的實時運行工況，運用先進算法對鍋爐的配風、配煤等燃燒運行參數(shù)進行在線優(yōu)化，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對鍋爐運行特性參數(shù)進行全工況實時校正。
針對鍋爐燃燒系統(tǒng)大遲延、大慣性、強耦合等特點，以預(yù)測控制技術(shù)作為鍋爐燃燒閉環(huán)控制的核心環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的預(yù)先控制，加快鍋爐燃燒調(diào)整響應(yīng)速度，實現(xiàn)鍋爐燃燒運行自尋優(yōu)閉環(huán)控制。
協(xié)同優(yōu)化 機組效率安全穩(wěn)固提升
智慧燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)實現(xiàn)了在變負荷過程中自尋優(yōu)閉環(huán)控制，具有良好的煤種和負荷適應(yīng)性，提高了鍋爐燃燒系統(tǒng)整體自動化水平和鍋爐運行效率，降低了煙氣中氮氧化合物生成量。
面對多煤種的配煤摻燒、快速變負荷等復(fù)雜工況，有助于消除受熱面金屬超溫、煙溫偏差大的問題，降低排煙溫度，提高機組安全性，減少非計劃停機次數(shù)，保障鍋爐高效、安全、經(jīng)濟、環(huán)保、穩(wěn)定運行。
同時該系統(tǒng)還能夠提高再熱汽溫、過熱汽溫的控制品質(zhì)，降低減溫水量，優(yōu)化風量分配，減少風機電耗，降低用電率。
示范應(yīng)用 推廣運用前景未來可期
新產(chǎn)品的研發(fā)必須通過現(xiàn)場實際應(yīng)用來驗證其功能是否實現(xiàn)。2022年受極端天氣影響，全國電力供應(yīng)形勢緊張，為保障電力供應(yīng)，四川神華天明電廠1號機組始終保持供應(yīng)運行不停機，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1000兆瓦超超臨界機組鍋爐運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)測算，該系統(tǒng)平均每年可為業(yè)主節(jié)省標煤7500噸，具有很高的行業(yè)示范性和推廣價值，在變負荷、變煤質(zhì)下，燃燒狀態(tài)能夠快速調(diào)整，穩(wěn)定燃燒，運行成本明顯降低，運行人員勞動量顯著下降，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的“人工經(jīng)驗調(diào)整”到“智能自動閉環(huán)調(diào)整”的轉(zhuǎn)變。
科技，成就綠色新未來。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”，進一步加強煤炭的清潔高效利用，全面實施煤電機組“三改聯(lián)動”，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)績助力“綠水青山”。
