火电厂APS/ABS功能改造
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-05-17 23:28:30
江苏利电能源集团高度重视智慧利电系列工程建设,为了提高燃煤机组的自动化和智能化水平,在DCS升级改造的基础上,实施了全新一代APS/ABS功能改造。改造项目根据机组生产工艺流程,将二十五项反措、运行规程、设备运行维护说明书、运行经验与控制原理相结合,实践了更安全、更节能、更环保的运行模式。APS/ABS用项目管理理论统筹规划了机组启停全过程的工作计划,全程监控危及机组安全的反向判据,使得运行作业标准化,过程控制智能化。APS项目不仅实现了机组自启停,各个ABS功能组也广泛应用于日常生产中,例如自动启停磨、一键退(并)风机、一键退(并)给泵、一键深度调峰、各种定期试验和切换等。通过本次改造,大幅降低了集控运行人员的劳动强度,减轻了工作压力。APS按三层结构设计,第一层为调度级APS,是整个系统的大脑,主要负责导航、统筹协调各个系统级功能组按最优化方式运行;第二层为系统级ABS功能组,是整个系统的中枢神经,主要负责协调控制各个设备层功能组的运行;作为手脚的第三层设备级功能组,功能在各自原控制器进行实现。
1 利港电厂APS系统是基于系统级自动功能组ABS的新一代APS,已不再是纯粹为了机组启动而存在,机组正常运行时也可以根据允许条件单独调用ABS功能组,满足日常生产工作要求,例如根据负荷变化自动启停磨、根据智能热调中心指令自动投退供热、并退给泵、并退风机、深度调峰等等,赋予APS系统更加强大的生命力。 2 本项目的APS系统控制了从全冷态辅机全停到机组带满负荷的全过程,通过APS/ABS改造将运行操作标准化、程序化,自动升负荷过程参数控制非常平稳,大幅降低人为误操作发生的概率,降低运行人员劳动强度,减轻工作压力,实现减员增效。利港#5机冷态启动时间由原来的22小时缩短到17小时,盘前操作人员由原来的4人减少为2人,就地操作人员由原来的3人减少为2人。 3 本项目一改传统APS分阶段多断点框图的呈现方式,每次机组启动前APS根据当前状态智能推荐本次启动进程要用到的ABS功能组,通过合理的时序规划布局在一张长江中下游流域图中巡航。4 本项目采用了一种应用于新一代APS架构中的时序规划设计方法,根据预设的计划并网时间智能规划启动时间轴,同时也根据实际启动进程不断反推出理论并网时间,形成电厂与电网之间的一种握手机制。5 本项目的APS系统非常贴心地为运行人员设计了帮助画面,给运行值班员提供机组启停各阶段的小贴士,并为运行人员提供全面的ABS功能组报警。6 本项目的APS系统对机组启停过程中的能耗指标和环保指标进行在线统计分析,形成报告。7 本项目在组态结构上首次采用sequence-task-step宏模块设计,逻辑清晰,维护便捷。 8 本项目的ABS功能组首次采用汇编语言组态,根据功能组时序进程对I/O点在线赋值,一定程度上解放了电厂热控人员,杜绝了人为强制错误的发生,例如基于汇编语言组态的大联锁试验功能组等。 9 本项目的ABS功能组首次实现了自动报表功能,例如真空严密性试验功能组、机械超速功能组等。 10 本项目的ABS功能组首次实现了运行工况点的精准图示功能,例如发电机进相能力试验功能模块等。 11 本项目的定期试转和切换功能组根据参数实时趋势和历史趋势的对标匹配度来智能判断系统设备性能。12 本项目实施了就地阀门状态信息化(全息系统图),为巡操分离和智能化设备运维创造了条件。
江苏利电能源集团在汽包锅炉和直流锅炉APS/ABS改造是由利港电厂自主设计、调试、投运的项目,DCS厂家配合组态实施。本项目基于系统级自动功能块ABS开发了全新一代APS系统,不但实现了燃煤机组自启停功能,还很好地响应了自动启停磨、一键深度调峰、定期试验和切换等日常工作需求。ABS系统应用宏模块和顺控工作流开发,集成了GB汇编语言组态、在线计算和图示功能,逻辑清晰运维两便。本项目根据机组生产工艺流程,将二十五项反措、运行规程、设备运行维护说明书、运行经验与控制原理相结合,应用项目管理理论组织燃煤机组启停过程。项目实施以后,利电#5机全冷态到满负荷启动时间由原来的22小时缩短至17小时,机组启动时盘面操作人员由4人减至2人,现场操作人员由3人减至2人,极大地提高了人员的工作效率,减轻了员工操作强度和工作压力。全新一代APS/ABS系统时序规划科学,统筹多任务,与智慧监盘系统相结合,开创了燃煤机组更安全更节能更环保的运行管理新模式。
周祎力,集团副总工,主导APS架构设计与创新技术整合。花新宏:项目负责人,推动技术的工程化落地,从事APS开发、控制策略优化、现场系统调试。董林:分项目负责人,从事APS/ABS功能块开发、控制策略优化、现场系统调试。程磊:热控项目负责人,从事APS/ABS功能块开发、控制策略优化、逻辑组态优化。都亚伟:分项目负责人,从事APS/ABS功能块开发、控制策略优化、现场系统调试。于百全:分项目负责人,控制策略优化、现场系统调试。郑强:分项目负责人,控制策略优化、现场系统调试。王扩建:分项目负责人,控制策略优化、现场系统调试。
单次冷态启动到满负荷操作过程(以#5机为例),从盘前4个人22小时,减少为盘前2个人17个小时; 单次冷态启动厂用电消耗(到并网后厂用电切换),从32万KWh减少为18万KWh,折合标煤42吨;单次冷态启动燃煤消耗(到50%Pe投入脱硝),从500吨标煤减少为380吨标煤;单次冷态启动除盐水消耗,从3000吨减少为2200吨。按目前煤耗300克/KWh,标煤1000元/吨,水8元/吨计算,每次启动电节约4.2万元,煤节约12万元,水节约0.64万元,合计每次启动节约约16.84万元。按直流炉每年每台启动(#5、#6、#7、#8炉)3次算:收益=16.8×3×4=201.6万元按汽包炉每年每台(#1、#2、#3、#4)启动1次算:收益=16.8×1×4=67.2万元全年收益=201.6+67.2=268.8万元。
1. 技术转让提供完整的APS技术体系转让,包括核心算法(如自动升负荷策略、Ovation汇编语言功能组)、分层架构设计文档及专利使用权。知识产权清晰,承诺无纠纷。2. 技术合作(1) 联合企业开发定制化APS解决方案,例如集成智能监盘系统、事故工况ABS功能组等。(2) 推进与科研机构合作,开发深度调峰经济性研究、火储联合调频等延伸技术。3. 未来合作期望(1) 战略合作伙伴吸引具备电力设备制造能力的企业(如科远、和利时),联合开发智能控制硬件。与地方政府合作建立“智慧电厂示范区”,争取政策倾斜(如税收减免)1。(2) 行业影响力构建推动行业标准制定,主导成立APS技术联盟,增强市场话语权。