砥砺奋进,勇攀燃烧与运行智能优化技术高峰

---烟台龙源研发出高效智能清洁的燃烧与运行技术

发布时间:2018-01-19 作者: 文章来源: 【打印本页】 字号:【

       提高锅炉效率近0.3%、炉内NOx浓度降低10%~20%、喷氨量降低约10%~20%、吹灰器投运频率降低20%~25%、蒸汽耗量减少约 30%、排烟温度降低2℃~4℃,机组年综合经济效益达到300~800万……

       这是烟台龙源电力技术股份有限公司(简称“龙源技术”)历时多年研发出的电站燃烧与运行优化一体化解决方案成效。

       获12项国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书、10项国家发明专利、国家能源局科技进步二等奖、原中国国电集团公司科技进步一等奖……

       这是龙源技术坚持科技创新研发获得的各方的认可与荣誉。

       多年来,龙源技术始终坚持以科技创新为引领的发展战略,持续攻克了一系列电站燃烧与运行优化技术难题,开启了我国电站燃烧与运行优化的新征程,更为我国清洁能源建设贡献了坚强技术支撑。

       而这一切,都是龙源技术燃烧与控制优化事业部(简称“燃控事业部”)数年如一日辛勤奋斗的成果。燃控事业部坚决践行创新驱动发展战略,在煤电行业发展困难重重的情况下,努力奋斗,全心全意做研发,最终不仅实现了重大技术突破,也为企业开辟了新的业务增长点,为煤电服务企业转型升级发展树立了榜样。

把握机遇,鏖战燃烧运行优化技术

       2012年以来,低负荷成为我国火电机组运行的新常态,火电机组主机、辅机能耗显著增加,安全隐患增大,燃烧不稳定,给水流量波动大,运行供电煤耗与额定工况相比大幅提高。同时,随着国家对火电机组经济性运行要求不断提高,对清洁燃烧、清洁能源、节能环保要求不断加大,研发针对锅炉复杂燃烧工况等的创新方案,保证锅炉高效率、低污染运行成为迫在眉睫的课题。

       当时,煤电行业发展不景气,煤电经济已经呈现下行趋势,造成上下游产业链企业利润紧缩。作为煤粉锅炉技术服务企业,龙源技术也面临着更多的挑战。创新研发新技术、新方案需要大量的经费支持,且投资周期长、回报率低。一方面是实现清洁、高效、稳定燃烧的紧迫任务,一方面是掣襟露肘的经济状况,如何抉择?很多企业选择了保守的发展战略。但在龙源技术看来,这不仅事关公司长远发展,更事关国家清洁燃煤、清洁能源、节能环保的技术落地。作为行业内领先的创新企业,龙源技术义不容辞。于是,以燃控事业部为典型代表的技术团队勇挑重担,举起了创新燃烧与运行技术的大旗。他们于2012年开始启动研发工作,正式开启了企业技术转型升级的新征程。

       燃控事业部是一支由专业导师带领的研发团队,专注电站锅炉节能减排设计改造,以提高发电能效,提供一站式燃烧优化服务为方向,主要负责锅炉岛性能分析、燃烧过程优化、运行效能及污染物排放等先进控制应用软件的研发、工程、质管等工作。

       业内有言,“燃烧之路难,难于上青天”。电站锅炉燃烧优化不是分子系统单独的优化叠加,而是一项复杂的多目标耦合工作,各项优化指标之间存在互斥性、矛盾性。在这种复杂的关系中,如何打破各项优化指标的局限性,使燃烧性能在全负荷、稳燃、节能等综合高效的安全经济运行水平上达到最优?没人能够回答这个问题,也没有任何经验可以借鉴。面对这项史无前例的挑战,燃控事业部没有退后,不畏艰难地接手了这项艰巨的任务,自此展开了一段漫长而又艰辛的研发历程。

勠力同心,填空白开拓蓝海市场

       千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。凭借过硬的技术研发实力和优秀的团队合作能力,围绕建立统一平台支撑系统、从锅炉的局部优化再到整体协同优化等整体思路,燃控事业部勠力同心,很快取得了技术突破。

       2012年,用于机组锅炉设计方案核校等方面计算服务的超(超)临界电站锅炉机组性能分析系统通过技术鉴定,实现了提出建模+求解式系统研发技术方案等众多创新,技术达到国际先进或领先地位。目前,该技术已经在原中国国电集团公司所属泰州电厂等几十个低氮改造工程中推广应用。

       此后,大面积硬件改造实施使基于燃煤锅炉智能控制技术成为迫切需求。鉴于此,燃控事业部以实现我国电站锅炉可视化、智能化燃烧为己任,砥砺奋进,在2013~2014年相继研发出了实时/历史生产过程数据的挖掘平台及燃煤电站锅炉智能吹灰优化控制、低氮燃烧智能调风控制系统,使锅炉内NOx浓度降低10%~20%,喷氨量降低10%~20%,吹灰器投运频率降低20%~25%,蒸汽耗量减少约30%,排烟温度降低 2℃~6℃,飞灰含碳量降低1%~2%。目前,这些产品已经在布连、康平、荥阳、泉州电厂等工程中实现应用,显著提高了锅炉运行安全与经济性。

       燃控事业部进一步开拓创新,研发出了锅炉智能吹灰优化控制系统AGC协调与汽温优化控制系统、SCR 喷氨优化控制系统,使蒸汽波动降低、蒸汽温度设定值提高3℃-5℃,负荷升降速率达到2%/min,提高约0.3%的锅炉效率,稳态工况下NOx平均波动减小±5mg/Nm3,变电厂平均年经济效益达到300~500万元。产品已在布连、大同二电厂等工程中应用,机组燃烧效率、污染物排放指标、关键运行指标平稳性等大幅提升。

       至此,围绕节能环保的核心业务,燃控事业部历时多年时间,一举突破、填补了多项电站锅炉燃烧与运行技术空白——多项技术达到国际领先水平,形成了AGC协调优化控制系统等6个子系统构成的高效率、高稳定性、智能、清洁,日臻成熟、完善的创新型电站锅炉燃烧与一体化解决方案,推动我国锅炉燃烧技术迈上了一个新台阶。2017年,该方案实现了研究测试与试点工程验收。凭此,燃控事业部为龙源技术赢得了多项殊荣。同时,龙源技术也由此实现了新的技术升级,成功开辟了新的业务增长点,迎来了巨大的蓝海市场。

开放融合,精锐队伍千锤百炼成

       锅炉燃烧与运行既是一项动力工程专业技术问题,又是一项大型专业软件研发工作,单纯的热动或软件团队都难以完成创新研发任务。对于燃控事业部来讲,这也是一项从来没有过的挑战。为人所不知的是,在冲刺这项挑战的过程中,燃控事业部一直忍受着各种质疑、不被理解、不被认可的压力与“委屈”。
在研发超(超)临界锅炉机组性能分析系统时,业内专家表示不看好,认为无需召集那么多人才耗时2年多去做这项研发。然而燃控事业部不气馁、不妥协,依然坚持“用结果说话”,随后披荆斩棘完成了一套含180多万行代码、适合所有炉型、模型可视化、网络共享版的通用系统,将原本一周的工作缩减至几个小时完成。

       当时,许多人抨击把燃煤电站锅炉智能吹灰优化控制系统纳入到燃烧体系是闭门造车,不具备可行性。燃控事业部不放弃、不抛弃,通过理论模型研究、计算结果验证等多环节反复螺旋式技术攻关,5年内进行三次版本升级,最终在2013年实现项目应用验收。

       ……就这样,燃控事业部顶住来自各方的压力,惊艳地完成了艰巨的任务。所有项目验收通过率达到100%。

       千人同心,则得千人之力。万人异心,则无一人之用。燃控事业部负责人吕霞表示,能够出人意料地在这么短的时间内突破一系列难题,获得研发突破,这是与团队开放融合的文化、锐意进取和团结肯干的精神分不开的。

       事实上,对于部门成员来讲,燃控事业部是一个温暖的家,有着深厚的感情——大部分工程师从事软件研发设计5~7年,这是软件研发人员的黄金年龄,面对互联网企业数倍于其薪资的邀约时,他们都毅然拒绝了。“这里有我的兄弟姐妹”他们说,是这里培养了我们,我们不能离开。

       “事情不分你我,就为达到最好效果”。燃控事业部形成了平等、自由、信任、开放、融合的创新环境。在日常工作中,大家会为讨论技术问题争的面红耳赤,又会抛开职位高低为好点子拍手叫好。大家各司其职各归其位,但一旦出现问题,从未有人撇关系、推责任。

       燃控事业部人员有限,很多项目都是个人独立完成。随着项目增多,大家都开始超负荷承担工作,几乎所有的时间都扑在工作上,与家人聚少离多,“冷落”了家人。曾有同事家人住院,在安排好工作、站着赶了一晚的火车后,仅在医院待了一天就返回了工作现场。有位同事晚上孩子突然生病,连续辗转3家医院,在一宿没合眼的情况下,第二天一早仍然坚持赶赴外地出差。有的同事刚完婚没两天就去了工作现场,有的同事孩子刚出生5天就去外地出差……

       不仅如此,在赶赴现场时,很多电厂地理位置偏僻,交通不便,多是当天去了回不来、回来去不了。而电厂多是不允许外来人员在厂吃饭、休息,周边又没有卖东西或歇脚的地方,大家只能选择挨饿或带碗泡面充饥,然后到电厂楼道里坐一下。燃控事业部就在这样艰苦的环境与条件下,不忘初心、矢志不渝、风雨无阻地奋斗着。

       闲时勤练兵,忙时能打仗。也正是在这样艰巨的任务下与艰辛的环境中,燃控事业部历经千锤百炼成为了一支训练有素的队伍。这支队伍正在创新驱动发展战略的指引下,不忘初心、砥砺前行、精诚合作、继往开来,潜心更先进技术的研究开发工作,为智能发电发展添砖加瓦,以自己的实际行动攀登燃烧与运行智能优化技术的新高峰。

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