1    項目背景介紹

寶鋼湛江鋼鐵有限公司隸屬于中國寶武集團寶鋼股份，是一家位于廣東省湛江市的大型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)。該公司能源環(huán)保部門(mén)下設有發(fā)電單元，于2015年建成投產(chǎn)2×350MW亞臨界B-T-G煤/煤氣混燒機組，后續新建2×135MW亞臨界超高溫煤氣機組(B-T-G)，其中3號機組于2021年2月完成168小時(shí)試運行，4號機組于2021年4月通過(guò)168小時(shí)試運行。機組采用Ovation DCS分散控制系統，實(shí)現了對鍋爐、汽機、脫硫脫硝等設備和系統的協(xié)調監控，是鋼鐵企業(yè)煤氣資源高效利用的關(guān)鍵設備，同時(shí)實(shí)現了中國首批超低排放和全負荷脫硝技術(shù)的應用，具備廣東首個(gè)小網(wǎng)運行功能的機組，運行利用小時(shí)數業(yè)內領(lǐng)先。

面對監控范圍廣、監管負荷大以及海量歷史運行數據分析挖掘和經(jīng)驗傳承的難題，能環(huán)部發(fā)電單元選擇與艾默生公司合作，通過(guò)智能監盤(pán)系統實(shí)現電廠(chǎng)過(guò)程監控的智能化升級。

2    項目目標與原則

智能監盤(pán)系統集成了先進(jìn)的數據分析與智能診斷算法，構建了實(shí)時(shí)監測、故障預警、自動(dòng)診斷的智能化監控體系，實(shí)現由人工監控向計算機智能監控的轉變。相較傳統人工監控，系統實(shí)現7×24小時(shí)全天候的智能監測與預警，大幅減輕運行監盤(pán)人員的工作負荷。

同時(shí)，智能監盤(pán)以知識庫的形式保留了老師傅的運行經(jīng)驗，通過(guò)多源異構數據的關(guān)聯(lián)分析，準確定位運行異常，新人可以快速查詢(xún)以指導工作，極大提高了操作技能獲取效率，確保了寶貴經(jīng)驗的有效傳承，保證了機組的安全、穩定、經(jīng)濟運行。

3    項目實(shí)施與應用

3.1解決方案設計思路、實(shí)施流程和主要功能

根據發(fā)電單元的實(shí)際情況和用戶(hù)需求，定制開(kāi)發(fā)了整體的智能監盤(pán)解決方案，該項目解決方案充分考慮了電力行業(yè)的特點(diǎn)，以提升監控效率和保障系統安全性?xún)煞矫鏋橹饕?zhù)力點(diǎn)。一方面利用智能算法和模型驅動(dòng)技術(shù)實(shí)現全時(shí)域監測和預警，自動(dòng)化程度高，減輕人工監控強度；另一方面借助數據和經(jīng)驗知識建立智能診斷系統，在故障發(fā)生早期就可進(jìn)行預警，指導運行人員按照指導意見(jiàn)進(jìn)行處理，縮短故障恢復時(shí)間，提高系統可靠性。

該方案基于OIF智能框架，與機組DCS系統一體化部署。分別在U3&U4機組的DCS系統中部署高性能OIF模型運算服務(wù)器和OAS數據分析及建模服務(wù)器。OAS可直接連接Ovation歷史站進(jìn)行運行數據的提取，利用大數據分析與AI算法，完成數據清洗、特征提取、模型訓練、驗證等工作。OIF通過(guò)標準接口獲取DCS實(shí)時(shí)數據，用于驅動(dòng)診斷模型和專(zhuān)家規則的運算，運行各類(lèi)智能監控與故障診斷模型，實(shí)時(shí)進(jìn)行參數監測、設備監視、狀態(tài)評估、故障預測等分析。模型運算結果以報警、預警等形式反饋到DCS，指導操作員進(jìn)行處理?；玖鞒滩襟E下圖所示。

智能監盤(pán)系統集成了參數預警、設備健康度評估、故障診斷與專(zhuān)家知識管理4種核心功能模塊。參數預警模塊通過(guò)多維數據分析和預測，實(shí)現對關(guān)鍵參數的實(shí)時(shí)監測，當參數異常時(shí)，可快速發(fā)出預警，避免發(fā)生跳閘、跳機等事故；設備健康度評估模塊綜合考慮多項運行指標，利用智能算法評判設備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，可提前發(fā)現設備潛在故障，指導操作員進(jìn)行預防性維護；故障診斷與根源分析模塊收集設備故障案例，構建標準故障庫，當新故障發(fā)生時(shí)，可快速匹配得到故障原因，生成處理意見(jiàn)，指導現場(chǎng)快速恢復；專(zhuān)家知識庫模塊儲存豐富的過(guò)程數據和操作經(jīng)驗知識，幫助新操作員快速獲取專(zhuān)業(yè)技能，縮短成長(cháng)周期，確保操作效率和質(zhì)量。各功能模塊相互協(xié)同支持，共同提升過(guò)程監控和設備管理的智能化水平，實(shí)現對系統運行狀態(tài)的主動(dòng)識別與預知控制。

　3.2 項目創(chuàng )新點(diǎn)

（1）智能監盤(pán)基于OIF智能框架，在安全一區與DCS系統一體化部署，保證數據交互可靠性，解決了廠(chǎng)級SIS/MIS系統不能返回控制系統從而無(wú)法指導實(shí)時(shí)運行的痛點(diǎn)問(wèn)題。

（2）創(chuàng )新的人機界面DCS一體化層級展示設計，通過(guò)嵌入式和報警聯(lián)動(dòng)的方式，實(shí)現了監控預警信息與DCS系統的無(wú)縫融合。監盤(pán)畫(huà)面輪播功能減輕了運行人員在監盤(pán)過(guò)程不斷翻頁(yè)畫(huà)面的工作量。報警處理實(shí)現了閉環(huán)管理，有效減少了遺漏與誤操作的風(fēng)險。無(wú)需額外學(xué)習成本，輕松查看，幫助作出決策。

（3）數據分析方面，分析軟件可在線(xiàn)讀取DCS歷史數據，具備高效的數據清洗與質(zhì)量檢查能力。使用簡(jiǎn)易的可視化操作完成訓練、驗證、調優(yōu)的全流程機器學(xué)習建模。模型參數閾值可自動(dòng)生成，使得數據分析和模型建立變得簡(jiǎn)單高效。

（4）采用多狀態(tài)識別算法，解決設備多參數耦合狀態(tài)下的異常和故障識別問(wèn)題。顯著(zhù)提高故障預知能力，減少設備意外停機，降低維護成本。

（5）   智能監盤(pán)充分考慮設備特性，評估設備實(shí)時(shí)狀態(tài)，為設備優(yōu)化控制提供依據，使調整更加精確有效。

4     效益分析

智能監盤(pán)提升了過(guò)程監控的效率、質(zhì)量和智能化水平，釋放了大量人力時(shí)間。運行人員可以將更多注意力投入到系統優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng )新中，推動(dòng)電廠(chǎng)向更高效、更智能的發(fā)展方向轉型。

·  智能監盤(pán)系統通過(guò)先進(jìn)的計算機分析和診斷技術(shù)，實(shí)現了對運行系統、設備和過(guò)程參數的智能化監測、分析和診斷，并按診斷結果自動(dòng)生成處理建議。系統旨在提高工廠(chǎng)整體運行效率，降低運行人員工作負荷，釋放更多時(shí)間用于系統協(xié)同優(yōu)化，進(jìn)一步降低生產(chǎn)運營(yíng)成本。

·  智能監盤(pán)能夠對關(guān)鍵設備和過(guò)程參數的異常跡象進(jìn)行預警，助力運行和維護人員進(jìn)行科學(xué)決策，及時(shí)人工干預，減少非計劃停機，避免不必要的經(jīng)濟損失。

·  通過(guò)長(cháng)周期比較分析設備運行指標的變化趨勢，智能監盤(pán)可以準確評估設備狀態(tài)，為設備診斷和維護提供重要的信息支持，降低輔機故障率，有效減少設備維護成本。

·  運行監盤(pán)人員依托智能監盤(pán)系統，持續研究和優(yōu)化機組最佳經(jīng)濟運行工況，實(shí)時(shí)調整運行參數，開(kāi)展班組經(jīng)濟指標競賽，實(shí)現了機組經(jīng)濟性指標的全面優(yōu)化。

·  系統通過(guò)知識提取與固化技術(shù)，有效獲取并沉淀了專(zhuān)業(yè)人員的運行經(jīng)驗，形成可持續迭代的知識基礎，將寶貴的生產(chǎn)知識轉化為企業(yè)核心競爭力。同時(shí)，生產(chǎn)管理的技術(shù)經(jīng)濟指標得以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地貫徹到一線(xiàn)運行崗位，進(jìn)一步提升了電廠(chǎng)的整體效益。

·  本項目是全行業(yè)首個(gè)基于Ovation DCS一體化平臺構建的智能監盤(pán)解決方案，有效帶動(dòng)了企業(yè)智能化升級和數字化轉型的進(jìn)程。在實(shí)施中，高效解決了多個(gè)核心技術(shù)難題，解決方案的實(shí)用性和領(lǐng)先性均達到業(yè)內先進(jìn)水平，對推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級具有重大的戰略意義。

寶鋼湛江鋼鐵有限公司能源環(huán)保部發(fā)電單元智能監盤(pán)的成功應用，實(shí)現了機組少人值守的安全穩定運行，大幅降低了運行人員的勞動(dòng)強度。系統可以對關(guān)鍵設備和重要過(guò)程參數進(jìn)行在線(xiàn)預警和診斷，實(shí)現了從被動(dòng)響應到主動(dòng)應對的轉變，顯著(zhù)提高了機組的安全性、穩定性、經(jīng)濟性和環(huán)保性。同時(shí)，智能監盤(pán)有效支撐了用戶(hù)的智慧運營(yíng)，配合寶武集團智能制造戰略的實(shí)施，使企業(yè)管理水平處于行業(yè)領(lǐng)先。該項目充分體現了技術(shù)創(chuàng )新與應用的協(xié)同，大幅提升了企業(yè)的核心競爭力，示范引領(lǐng)效應明顯，對推動(dòng)電力行業(yè)的智能化轉型起到了重要作用。