項目概述

靖煤（白銀）熱電有限公司嵌入式DCS智能監(jiān)調系統(tǒng)項目為燃煤電廠樹立了開創(chuàng)性標桿，將傳統(tǒng)電廠升級為世界一流的智能化電廠，實現(xiàn)了前所未有的效能提升：負荷響應速度提升33%，年節(jié)約標煤9,600噸，減少二氧化碳排放約25,000噸。項目應用多項突破性創(chuàng)新技術（包含全球首創(chuàng)成果），讓運行十余年的老電廠煥發(fā)新生，轉變?yōu)槊嫦蛭磥淼闹悄茈姀S，為高效、清潔、智能的煤電建立了可復制的行業(yè)標準。

項目背景與挑戰(zhàn)

靖煤（白銀）熱電有限公司（2012年成立）系甘肅能化集團旗艦子公司，是白銀市電熱能源的主要保障。公司位于甘肅省白銀市銀東工業(yè)園區(qū)，規(guī)劃建設4×350MW超臨界燃煤間接空冷熱電聯(lián)產機組。目前一期工程2×350MW超臨界機組已建成投運，是白銀市核心供熱基礎設施，承擔主城區(qū)冬季采暖基荷。

為支撐新能源大規(guī)模消納，緩解間歇性發(fā)電對電網安全的沖擊，中國國家電網對承擔基荷調頻/調峰任務的燃煤機組提出更嚴苛要求。在《發(fā)電廠并網運行管理實施細則》《并網發(fā)電廠輔助服務管理實施細則》（"兩個細則"）及《煤電升級改造行動計劃》等多重考核下，靖煤（白銀）熱電有限公司面臨五大核心挑戰(zhàn)：

●深度調峰期間，機組協(xié)調控制能力薄弱，存在SCR入口煙溫控制效果不佳、干濕態(tài)轉換期間波動顯著等問題；

●電網對火電機組快速啟停能力的常態(tài)化要求與雙重制約并存，機組啟停過程復雜，操作人員差異導致設備沖擊、經濟效益、排放指標及安全性能波動；

●政策監(jiān)管壓力升級下，人工監(jiān)盤負荷陡增，運行人員需監(jiān)控的參數激增，導致操作失誤率明顯增高；

●入爐煤質波動惡化，吹灰系統(tǒng)承受前所未有的壓力。受熱面吹灰強度失控、再熱蒸汽溫度異常下跌等問題已對鍋爐壽命構成重大威脅；

●事故分析能力不足，傳統(tǒng)歷史趨勢分析手段受限于數據采集能力和存儲規(guī)模。

創(chuàng)新技術與解決方案

白銀熱電聯(lián)合全球工業(yè)自動化領導者艾默生過程控制有限公司，引入其生產一區(qū)智慧化解決方案，實現(xiàn)三大突破性目標：

●打造全球首例DCS嵌入式智能中樞，通過艾默生Ovation?平臺深度集成多種輕量化智能模型，構建"感知-分析-控制-優(yōu)化"全閉環(huán)控制系統(tǒng)；

●實現(xiàn)國內首創(chuàng)的多領域協(xié)同創(chuàng)新，在深度調峰穩(wěn)定性、機組快速啟停標準化、設備預測性維護、吹灰系統(tǒng)精準控制及事故溯源能力五大方向取得行業(yè)里程碑式突破；

●建立燃煤電廠智能化新范式，為傳統(tǒng)電廠向智慧化轉型提供可復制的技術藍本。

項目實現(xiàn)五大全球首創(chuàng)突破：

1. 國內同級別首臺同步實現(xiàn)"五個全程"協(xié)調優(yōu)化及深度調峰優(yōu)化

●創(chuàng)新性的雙模協(xié)同控制架構，開發(fā)特殊CCS模式保障狀態(tài)轉換穩(wěn)定性；

●國內同級別機組首次將ARX（自回歸外生輸入模型）與DMC（動態(tài)矩陣控制）嵌入生產一區(qū)DCS安全內核；

●深度調峰階段"五個全程"自動化，實現(xiàn)燃料全程自動控制、協(xié)調全程自動控制、給水全程自動控制、脫硝全程自動控制，并具備干濕態(tài)一鍵自動轉換功能。

2. 全球首創(chuàng)"零代碼"機組智能預警診斷閉環(huán)系統(tǒng)

●基于DCS的原生動態(tài)預警引擎，實現(xiàn)參數級和系統(tǒng)級預警信息智能滾動顯示；

●基于DCS的多變量專家規(guī)則系統(tǒng)，實現(xiàn)設備級與系統(tǒng)級故障工況的智能識別與預警；

●診斷指導型閉環(huán)控制，預警結果自動生成操作指令并反饋至DCS執(zhí)行；

●全球首個"嵌入式共生"智能架構，研發(fā)多個輕量化智能模型直接嵌入DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)"零界面切換"和"零代碼維護"。

3. 全國首個同級別機組實現(xiàn)無擾部署機組智能啟停系統(tǒng)

●采用三級協(xié)同控制架構（調度層、功能組層、設備層）；

●創(chuàng)新性引入嵌入式高精度數字孿生系統(tǒng)，通過虛擬驗證完成復雜啟停邏輯的動態(tài)調優(yōu)，最終無縫移植至實際DCS系統(tǒng)；

●無需投入大量煤、油、廠用電，單次啟停節(jié)約經濟成本20余萬元，提高邏輯驗證安全性。

4. 國內首套基于"清潔因子"閉環(huán)控制的吹灰優(yōu)化系統(tǒng)

●一鍵式全程自動化，人工干預量降低超90%；

●清潔因子動態(tài)閉環(huán)控制，實時監(jiān)測鍋爐受熱面清潔因子，基于閾值智能觸發(fā)吹灰；

●疏水與能效雙優(yōu)化機制，創(chuàng)新性解決蒸汽管道疏水損耗問題。

5. Playback高精度故障回放技術

●以毫秒級記錄DCS所有數據的能流信號，包括硬接線點、中間邏輯和算法點；

●回放事故發(fā)生時的流程圖、邏輯圖執(zhí)行畫面及機組運行真實工況；

●為培訓提供真實案例，減少或避免類似事故發(fā)生；為調試分析提供高效工具。

實施效果與量化效益

1. 效能提升

●負荷響應速度提升33%，變負荷速率提高至1.72%MW/min以上，綜合Kp值在1.25以上，綜合指標超過行業(yè)標準50%；

●機組協(xié)調控制最低負荷由150MW下探至105MW；

●機組快速啟停系統(tǒng)使冷態(tài)至AGC并網時間縮短20%，鍋爐升溫升壓時間縮短30%。

2. 環(huán)保減排

●年節(jié)約標煤9,600噸，減少二氧化碳排放25,530噸；

●相當于2,900畝森林持續(xù)固碳一年（按國家林草局每畝林地年固碳8.8噸標準測算）。

3. 經濟效益

●年化經濟效益達1,020萬元，具體構成：

●協(xié)調優(yōu)化及深度調峰：360萬元（AGC補償：120元/MW·h×30,000MWh）

●機組快速智能啟停：280萬元（資源節(jié)約：燃油1,850噸×3,800元+廠用電7.2GWh×0.6元）

●智能預警診斷系統(tǒng)：200萬元（非停損失規(guī)避：2次×100萬元/次）

●智能吹灰優(yōu)化：180萬元（蒸汽/燃煤節(jié)約：5,800噸×310元/噸）

4. 運行優(yōu)化

●機組啟停過程參數波動顯著減少，操作失誤率明顯降低；

●吹灰頻次降低30%，受熱面壽命延長2.3年；

●人工監(jiān)盤負荷大幅降低，運行人員監(jiān)控效率提升。

行業(yè)價值與社會意義

1. 技術標準輸出

項目榮獲中國自動化協(xié)會2024年度最具影響力工程大獎、中國2024熱電產業(yè)綠色低碳科技創(chuàng)新獎，為行業(yè)提供了可復制的智能化轉型范本。

2. 可持續(xù)煤電范式

面對"雙碳"目標倒逼能源轉型帶來的深度調峰能力缺失與智能化代際鴻溝雙重挑戰(zhàn)，靖煤（白銀）熱電通過聚焦DCS生產控制區(qū)數據、實施"嵌入式DCS智能監(jiān)調系統(tǒng)"，為傳統(tǒng)火電數字化提供了可復制范本，證明智能化改造能顯著釋放老舊電廠潛力，成為平衡能源安全與轉型目標的最優(yōu)解。

3. 社會責任

●民生保障：承擔白銀市區(qū)冬季75%集中供暖和工業(yè)企業(yè)用汽負荷，保障超1300萬㎡區(qū)域供暖，惠及居民超40萬；

●環(huán)境改善：項目實施后，淘汰176臺分散小鍋爐，減少居民區(qū)SO?排放4000噸、NO?排放2000噸、粉塵排放640噸；

●技能升級：通過嵌入式數字孿生系統(tǒng)構建DCS系統(tǒng)實訓基地，年培訓工程師超300人，承擔甘能化集團及甘電投集團5家電廠運行人員及熱控人員的培訓任務。

結語

靖煤（白銀）熱電有限公司嵌入式DCS智能監(jiān)調系統(tǒng)項目，通過多項全球首創(chuàng)技術，將傳統(tǒng)燃煤電廠升級為世界一流的智能化電廠，實現(xiàn)了前所未有的效能提升。這一可持續(xù)發(fā)電的典范證明，前沿技術與社區(qū)導向的解決方案如何共同推動運營與環(huán)境效益的根本性變革，為行業(yè)餞行"雙碳"目標樹立技術標桿，為燃煤電廠在新能源高滲透率電網中的智能化支撐提供了創(chuàng)新性解決方案。

靖煤（白銀）熱電有限公司

馮欽祖

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