为火电机组安装智能“大脑” 国电智深成功开发60万千瓦CFB锅炉自动控制系统

近日，北京国电智深控制技术有限公司(简称国电智深)成功中标赤峰经济开发区发电有限公司2×35万千瓦自备热电联产项目机组主辅控一体化DCS项目和仿真机项目，这是继国家电投集团赤峰新城2×35万千瓦、霍林河2×35万千瓦项目后，国电智深在赤峰地区中标的又一系统外项目……事实上，这些仅仅是国电智深自动化控制技术创新发展、应用的一个缩影。

自动化控制技术一直被业界喻为重大技术装备的“大脑”，是我国大力振兴装备制造业的关键节点，但该技术的国产化之路充满艰辛。特别是在火电领域，如何实现全程自动化控制一直是困扰火电人的难题，为此也成为了国电智深孜孜不倦地寻求突破的目标。

日前，为推动我国火电自动化控制技术发展，国电智深又成功“再下一城”———开发出了60万千瓦超临界循环流化床(简称CFB)锅炉的自动控制系统，创造了火电自动化控制技术企业与高校合作研究的又一典范。

实现火电自动化控制技术弯道超车

“党的十九大报告让我非常振奋的一个地方，就是对创新发展的进一步肯定和部署，并强调创新是引领发展的第一动力。因为停下就会被赶超，坚持才能保持领先，只有不断加大创新力度，才能让中国制造走向中国创造。”谈到火电自动化控制技术，国电智深工程中心副总经理陈峰颇有感慨地说，党的十九大报告提出的“要瞄准世界科技前沿，强化基础研究，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破”等内容，引起了国电智深人的共鸣，以科技创新引领企业发展一直是国电智深坚持践行的发展战略。

陈峰说，当年，全世界仅有一台46万千瓦超临界循环流化床机组投入运行，其详细的控制策略资料保密。业界普遍认为我国在研发同类型机组的控制策略方面难以实现新的突破。在这一背景下，国电智深人下定决心，一定要研发出具有我国自主知识产权的更高等级机组自动化控制系统和控制技术。

近年来，在这一信念的引领下和如此的工作氛围中，国电智深开启了艰苦卓绝的技术攻关历程，通过锐意创新、突破进取，取得了一系列火电自动化控制技术研发成果，并在提出燃烧延迟的即燃碳的概念并用于控制模型，实现CFB直流炉煤水比调节的精准控制和负荷自动调节的基础上，开发了60万千瓦超临界CFB锅炉的自动控制系统，通过完成60万千瓦等级大容量超临界CFB机组自动化控制系统的国产化，实现了对国外火电自动化控制技术先进水平的弯道超车。

“国电智深人对于急难繁重的任务，注重‘党员身份亮出来、工作质量干出来、关键时刻站出来、先进形象树起来’，积极发挥党员的先锋模范作用，开展党员示范行动。在党员带领下，各个研发攻关小组在出厂前研发工作完成率、完成及时率和质量达标率均达到了100%。”他表示，这是国电智深这些年来持续开展艰苦攻关取得创新成果的奥秘之一。

瞄向高效超超临界循环流化床控制技术

“十九大报告强调建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系和党的建设新要求。要在实际中落实，不能只靠项目来推动，对于技术难点，高校老师与企业研发人员的深度对接是十分重要的，依靠党组织来进行统筹布局，更好地发挥出攻关过程中党员的先锋模范作用。”陈峰表示，在进行火电自动化控制技术创新的过程中，国电智深特别注重发挥协同创新的作用。

其实，早在2012年，国电智深就与华北电力大学围绕超临界CFB机组控制策略研究目标，由国电智深总经理潘钢和华北电力大学原校长刘吉臻牵头，组建了联合攻关团队。目前，该团队的研发成果斐然，在研究中共获得了7项专利，其中3项发明专利，在一类刊物共发表了11篇论文，先后获得原国电集团科学进步二等奖、原神华集团科学进步一等奖、中国电力科学进步一等奖，今年又获得了国家科技进步一等奖。

“协同创新，敢为人先”是国电智深与华北电力大学组建团队时的口号。陈峰认为，正是在这种精神的支撑作用下，该团队才能研究1000多篇论文，从循环流化床燃烧过程上百条有关的公式抽取出核心的22条，通过定义虚拟变量即燃碳，将循环流化床燃烧释放热量数学表达简化为2条公式，并成功用于超临界循环流化床机组给水控制中。

当前，国电智深与华北电力大学的合作已经被纳入由国家能源集团公司与华北电力大学共建的“智能发电协同创新中心”框架，循环流化床机组控制研究的联合研发团队依然存在，并已经建成了循环流化床先进控制实验室，申请到新的研究课题，研究目标已瞄准了高效超超临界循环流化床控制技术。

引入智能应用打造智能发电平台

今年年初，国电智深与华北电力大学就如何在高效超超临界CFB控制技术研究中加入智能应用的问题进行了深入讨论，并围绕智能报警及主要辅机诊断及预警、运行最佳工况分析、大数据基础分析及人工智能算法等方面的进展，针对每一项难点讨论了下一步研究计划，以进一步提升我国火电自动化控制技术发展水平。目前，国电智深智能发电平台建设已经初步成型。

“通过集中开发，以老带新的方式正在按照计划开展工作，智能发电平台项目进度基本正常。自有平台新增功能以及与第三方算法、第三方高级应用融合都在有序推进，按照4月中旬提供完整的系统样机版本(宏算法封装除外)的进度倒排工期。我们将根据各功能模块的优先级，按期完成功能模块的开发与测试。”陈峰说。

据介绍，智能发电平台将具备智能报警、参数软测量和性能计算、智能协调控制系统、运行优化、工况大数据可视化分析、2D/3D联动功能、智能吹灰设计及测试、参数软测量和性能计算、机组快速变负荷技术相关模块、高级值班员等11项功能。

目前，国电智深工程中心智能发电技术部已在北七家未来科技城基地集中封闭一个月，系统整体功能框架及仿真调试系统已搭建完成，其中，锅炉燃烧数据分析、工况可视化数据分析功能主要以大数据分析界面来展示应用;先进控制模块则是以与传统PID模块仿真控制对比的方式展示先进控制模块的应用场景及控制效果;智能燃料则是以画面展示原理，重点突出基于数据分析的锅炉燃烧效率分析对配煤掺烧的闭环指导作用。下一步将要在各项基础功能研发工作完毕的情况下，进行应用功能的详细测试，其中一些软件功能将在试验的基础上进行迭代式开发。