「导语」
如果没有一个基本的概念和指导思想，必然是脚踩香蕉皮，滑到哪里算哪里。
（来源：能源杂志 作者：余娜）
“小周，现在的燃烧情况，二次风门需要开多少？”由于当日机组掺烧的低热值煤种比例较大，干了几十年运行的值班师傅老吴对锅炉燃烧的调整有些不放心。
“放心吧师傅，我都是按照‘智慧燃烧’系统的推荐值调整的，目前锅炉燃烧情况稳定。”徒弟小周信心满满地回答道。
小周口中的智慧燃烧子模块，正是大唐南京发电厂智慧化建设系统中的八大智慧模块之一。
大唐南京发电厂（以下简称“大唐南电”）的前身为金陵电灯官厂，始建于1910年，是中国第一家官办发电厂，同时也是中国大唐集团公司和南京市首家全面完成“超低排放”的电厂。
“2017年，为全面提升企业自主创新能力，南电开始超前谋划智慧化电厂的建设。”大唐南京发电厂技术部副主任钱玉君介绍，“在数字化电厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术，加强信息管理和服务；清楚掌握生产流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预、及时正确地采集生产过程数据，从而科学地制定生产计划，构建高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。”
在其看来，如果传统的数字化、自动化电厂生产控制系统代表着智能电厂时代，那么基于大数据分析、系统自动决策和两化深度融合环境下的优化运行模式已然成为智慧电厂的1.0时代。
概念不清晰，犹如踩香蕉皮
近年来，技术的飞速发展让大数据分析、互联网+、工业4.0的概念走进了现实生活。
作为大唐集团公司首个示范电厂工程、首个超低排放电厂，以及首批创新型企业之一，2016年，大唐南电就迅速启动了智慧电厂建设。
不过，问题立刻摆在眼前：什么是智慧电厂？如何建设智慧电厂？智慧电厂建设要达到什么效果？
“如果没有一个基本的概念和指导思想，必然是脚踩香蕉皮，滑到哪里算哪里。”大唐南电一位技术人员做了个形象的比喻。
对此，为理清建设思路，更好地推进智慧电厂建设，大唐南电一方面组织技术人员开展了广泛的外出调研、深入讨论；另一方面，加强与东南大学、南京科远股份有限公司的产学研用全方位合作，共同研究探讨智慧概念、模块建设和技术实现可行性。
“思维是人类模拟、认知和作用于客观世界的抽象工具。换言之，人的思维结构，应该与客观世界相匹配，才能与客观世界互动。也就是说，我们必须先智慧起来，才能驾驭智慧电厂，把人机交互的智慧发挥到最大。”大唐南电党委书记王忠清说。
在充分调查“智慧电厂”建设需求的基础上，大唐南电不断完善建设总体框架，确立了锅炉CT、锅炉燃烧优化调整及三大项目智能掺配、汽轮机冷端优化、三维数字可视化立体设备模型、远程诊断中心建设、人员定位安全管理系统、智能排放系统、智慧型电厂大平台建设等为技术核心的八个建设模块的初级版，保证建设任务明确、功能清晰。
在煤电企业，一次风煤粉浓度的均匀与否对提高燃烧稳定性、锅炉安全性和锅炉效率等有着十分重要的意义，然而传统的测量方式无法实现实时测量、分析结果滞后，无法及时应用到锅炉燃烧调整中，适应不了大数据分析的要求。2016年下半年开始，大唐南电的经济煤种掺烧比例不断加大，为了不让吃“杂粮”的锅炉“闹肚子”，自动控制系统的优化必须得到这一数据。
“经过调研，我们了解到其他电厂确实有能测得比较准的技术改造项目，但是投入比较大，维护成本也不低，综合效益不划算。”因此，该厂采取了“曲线”测量的方案，在磨煤机出口煤粉管加装风粉在线测量调节装置，测量一次风煤粉浓度并加以调节，解决了电厂由于煤粉浓度分配不均而导致燃烧不稳、效率下降的情况。
与此同时，为了在有限条件下，提升电厂“感知”能力，大唐南电还将现有的数据采集系统评价为三类，第一类是不满足“大数据”要求，必须重新建立数据采集系统的；第二类是在原先的基础上可以进行一些技术改造，使之满足工业大数据要求；第三类是可以直接利用的，原先这些数据存储在SIS系统中，直接用于计算和分析就可以挖掘这些数据的潜力。
八大智慧模块，初显成效
智慧电厂的大数据分析，本质上就是让人脑和电脑有机互动，使运行人员需要经年累月才能做到的经验积累和感悟过程缩短到一个月甚至几个小时，产生“知识爆炸”。
“智慧不是等待条件，而是创造条件，是在充分整合利用现有资源的前提下，以最少的投入实现最大的智慧。我们要把数据库建起来，实现智慧电厂的‘耳聪目明’。”大唐南电厂长刘龙海如是说。
在充分研究分析电厂两台66万千瓦机组自2010年投产以来的运行状况的基础上，立足现有的技术条件和MIS、燃料三大项目等自动化系统，不断完善建设总体框架，确立了“智慧测量”、“智慧燃烧”、“智慧掺烧”、“智慧安全”、“智慧排放”、“智慧解剖”、“智慧诊断”、“智慧驾驶”等八大方面，全面覆盖电厂生产运营的各个方面。
据悉，“智慧电厂”系统的子模块“智慧燃烧”系统初步建成后，将运行人员根据经验调整的系统工况存储到数据库中，采集频率可以达到每秒一次。通过海量的数据分析比对，给出优选策略，帮助机组稳定在最佳工况，节省了大量人力物力，更减少操作失误的概率。
排烟温度和飞灰如何降低，循环水泵什么时候启动，磨煤机加载压力最佳范围……这些以前只能靠师徒间“言传身教”的运行调整，而在当前“智慧电厂”系统中，即可按照“采集数据——分析比对——建立模型——模拟试验——优化算法”的步骤进行滚动式优化。
“管理运维方面。机组根据AGC指令，自动运行在最佳工况，可实现节能降耗；现场巡检、操作人员，能正确感知周围环境，并在系统的引导下进行设备巡检和操作，最大限度实现安全生产；同时通过鼓掌诊断中心对设备在线诊断、鼓掌报警、事故预报和鼓掌诊断，及时对设备进行必须的检修，实现了主辅机的在线检测、远程维护、事故预警、优化运行。系统设备故障维护时间也由原来的36~64小时降低至8小时内。”钱玉君说。
据了解，自2016年3月1日启动以来，大唐南电依托“智慧型电厂”共建设改造了智能燃烧、汽轮机冷端优化、人员定位等共8个模块项目，以全年发电量70亿千瓦时预计，锅炉效率预计上升0.5%，降低煤耗约1.5克，节约标煤近一万吨。
“历经三年探索，大唐南电环保效益逐步显现，行业影响力不断加强。配合机遇大数据分析和人工智能技术的燃煤电厂生产过程智慧化管理系统投用，申请相关技术成果专利10项、软件著作权3项。”钱玉君透露，“基于原煤仓模型及锅炉CT的配煤掺烧系统，提高了锅炉的煤种适应性，以及机组经济性，减少了有害气体的排放，氮氧化物平均排放量降低了10%左右。”
