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智慧运维云平台打开燃气发电新格局

发布时间:2024-03-04 07:45:44 |   作者: kok电竞平台下载app
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  为应对全球气候平均状态随时间的变化的危机,2020年9月,我国提出了到2030年实现碳达峰,并努力争取2060年前实现“碳中和”的“双碳”目标。实现这个目标实则并不是特别容易,中国要在2030年前“碳达峰”,二氧化碳的排放不再增长,那么对传统的煤炭发电的依赖就要相应降低。

  这就给了其他发电产业高质量发展的机会,而太阳能和风能为代表的可再次生产的能源规模尚小,短期内难以从根本上解决用电负荷的要求,因此天然气发电就成为了高效清洁发电的一个有力补充。

  但从核心技术与装备层面,我国在天然气发电机组核心技术上仍高度依赖国外先进的技术。亟待用数字化手段,从运维侧出发,打破技术瓶颈,实现降本增效。

  目前天然气基荷发电的效率已超越65%,燃气轮机单循环的效率已超越45%,如果采用燃气分布式供能系统,综合效率能够达到90%,这些指标都要高于煤电。

  那么,为什么天然气发电并没有正真获得快速的发展呢?华电电力科学研究院有限公司汽机及燃机技术部主任赵玉柱表示,“天然气发电有两大影响因素,第一是天然气成本,第二是燃气发电机的维护成本。”

  从成本角度,由于我国天然气资源逊于煤炭储量,又受制于进口制约,因此供能成本略高。所以采取天然气发电的通常是东部沿海经济发达地区,如上海、广东、浙江、江苏等等。

  赵玉柱介绍说,“通常来说,燃气轮机要求平均运行5万小时就需要检修,以一台40万容量的F级燃机为例,10年为一个大修周期的花费接近5个亿,每年接近5000万的维护成本。,几乎相当于电企所有的利润都支付给了国外的设备厂家。”

  中国系统副总裁邓东旭表示,“燃机发电技术,有点类似于飞机的发动机,目前还没有实现自主可控,全部要依赖国外的厂商,存在“卡脖子”的现象。所以,从燃机的控制管理系统TCS到燃机的运维,都需要依照国外厂商的要求来。中国电子在支撑了华电集团TCS国产化后,继续与华电电科院联合攻关了燃机智慧运维平台。”

  正是要解决燃气轮机的运维难题,华电集团联合中国系统、国电南自华盾公司,承担了国家能源局2019年批复的“燃气轮机监测诊断及运维服务技术中心示范项目”,这中间还包括了燃机智慧运维云平台。近日,该平台已正式上线,平台对标国际知名燃机诊断运维平台,全面采用了自主可控的基础软硬件产品和内生安全的中国电子云平台,突破了技术“短板”,推动了燃气发电行业的数字化、智能化发展。

  那么燃机运维的痛点具体表现在哪几个方面,燃机智慧运维云平台到底是解决了怎样的难题呢?

  目前燃气轮机的主要厂商,包括美国GE、德国西门子、日本三菱,和意大利的安萨尔多燃气轮机公司,这项核心技术本身相对封锁,国内的燃气轮机主要是依靠全进口。因为核心技术的缺失,除了设备的制造之外,设备的运行维护也应该要依据制造厂商的要求来进行,这就导致了前文所述的高运维成本。

  那么,燃机智慧运维云平台则通过对设备热力、温度、压力脉动等数据的获取,与电科院多年来在电力行业服务的经验相结合,转化成知识和算法,再与数字化技术相融合,实现了设备的检测、预警诊断和优化决策。

  “简单说,平台目的是致力于整合燃机产业链的上下游资源,通过数据要素的的聚合和流通赋能产业链,大幅度的提高燃机发电的经济性、安全性和环保性。”赵玉柱说。

  燃机智慧云平台采用的事“1+N”的部署模式,其中“1”是指燃机智慧云平台(云端系统),包括集团侧和行业侧;“N”是指厂级燃机智慧云平台(边缘系统),包括生产侧和管理侧。

  赵玉柱表示,“之所以采用协同架构,是基于现有的燃机生产管理模式,针对不同层级的技术人员的需求差异而设计的,这样的平台的未来运营模式,也是希望充分的发挥云计算和边缘计算的两大能力。”

  目前,燃机智慧运维云平成行业侧、集团侧和电厂侧三级功能的建设,在行业侧实现能力共建、资源共享、赋能共赢三大业态,推动开放共享、合作共赢的燃机运维数字生态体系建设,践行“数字产业化、产业数字化”发展理念;在集团侧建设决策、监管、专家支持和服务四大中心,在电厂侧建设智能决策、智能监管、运行优化、性能分析、预警诊断、燃烧调整、部件寿命管理和优化检修等9大业务应用,基本形成由30余项专利支撑的燃机智慧运维技术体系。

  据了解,目前该平台已经在华电集团内部试点应用,其中电厂侧功能已在5家发电企业应用,产生了良好的效果。“例如在浙江某机组,是通过平台的预预警模块,准确预测到了机组燃烧排烟温度的分散度异常,联合循环系统中凝结水泵的线圈温度异常,以及启机阶段的速比阀故障,提前发现设备隐患,为企业挽回了一定的经济损失。”赵玉柱说。

  作为燃机智慧运维云平台幕后的数字化支撑,中国电子云是如何打动华电集团,成为其数字化合作伙伴的呢?

  赵玉柱坦言,“最初的确衡量过业界最有名的几家供应商,但考虑到华电的央企背景,同时我们又承担着国资委的科技攻关,中国系统也有强大的专业背景,所以从需求上与中国系统更加合拍。再一个是对国产化的要求,要解决卡脖子的问题,让我们和中国系统快速的走到了一起。”

  邓东旭说,“实际上,我们不只是简单做云的售前和能力支撑,中国系统在能源行业有五六十个行业顾问,这些资深的行业顾问都至少有10年左右的经验,如燃气轮机的项目经理在这样的领域就做了很多年,才能够将电科院的专业相关知识与我们的数字化理解相结合,把业务转化为数字化的语言。”

  很显然,中国系统对燃气轮机这样的领域既有知识的沉淀,行业需求的理解,也有数字化的能力,由此与华电集团携手,共同结出了“燃机智慧运维云平台”的累累硕果。

  事实上,这样的平台的意义还远不仅止于此,其对于全国燃气轮机的智能化运维都具有极强的示范意义。

  作为华电集团的特色领域,华电拥有燃机装机2000多万千瓦,占全国份额超过20%,燃机样本空间很全面,足以覆盖各种品牌燃机的运维场景,因此几乎不需要过多的定制化开发,既可以将方案向同行业进行复制。

  从这意义上讲,华电集团和中国系统,更像是燃气轮机智能化运维的探索者,通过大幅度降低运维成本,实现电企效益的提升。这也是典型的,由技术驱动的数字化的经济范例。

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