在化工行業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中,熱電系統(tǒng)作為能源供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其運(yùn)行的穩(wěn)定性與高效性直接關(guān)系到企業(yè)降本增效與可持續(xù)發(fā)展的全局。作為全球聚乙烯醇(PVA)生產(chǎn)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司曾因熱電系統(tǒng)“非線性、強(qiáng)耦合、大延遲”的復(fù)雜特性,在能源利用效率上遭遇瓶頸。而全應(yīng)科技ADMC熱電智能調(diào)控系統(tǒng)的引入,不僅以出色的節(jié)能成效突破了這一困境,更成為化工行業(yè)多機(jī)組熱電系統(tǒng)智能化升級的標(biāo)桿實(shí)踐。近日,記者對話蒙維科技項(xiàng)目核心團(tuán)隊(duì),深入探尋這場轉(zhuǎn)型背后的技術(shù)邏輯與價值內(nèi)涵。
合作緣起:化工巨擘的熱電困境與轉(zhuǎn)型抉擇
內(nèi)蒙古蒙維科技有限公司于2010年落戶烏蘭察布市察右后旗蒙維新材料產(chǎn)業(yè)園,歷經(jīng)多年發(fā)展已成為化工原料生產(chǎn)領(lǐng)域的中流砥柱,尤其在聚乙烯醇(PVA)生產(chǎn)領(lǐng)域成果顯著——已建成年產(chǎn)45萬噸醋酸乙烯(VAC)、年產(chǎn)20萬噸聚乙烯醇(PVA)生產(chǎn)線,是世界最大的聚乙烯醇生產(chǎn)基地,產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外市場。作為該領(lǐng)域標(biāo)桿企業(yè),蒙維科技的動力廠承擔(dān)著為這一核心裝置供應(yīng)穩(wěn)定電力與熱能的使命,其構(gòu)建的“2×130t/h+2×75t/h+1×180t/h循環(huán)流化床鍋爐+3×12MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組”復(fù)雜系統(tǒng),是企業(yè)生產(chǎn)的“能源心臟”,但傳統(tǒng)運(yùn)行模式下,這顆“能源心臟”的效能潛力有待進(jìn)一步釋放,以更好適配企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能源需求。
全應(yīng)科技蒙維項(xiàng)目經(jīng)理雷雄偉直指核心困境:一是設(shè)備自動投入率近乎為零,5臺鍋爐、3臺汽機(jī)依賴人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié),運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度極大;二是精準(zhǔn)調(diào)控難,燃煤熱值頻繁波動、工況變化多,人工操作導(dǎo)致參數(shù)波動劇烈;三是崗位協(xié)調(diào)滯后,司爐、司機(jī)、調(diào)度等崗位依賴口頭或電話溝通,調(diào)整常不及時;四是提質(zhì)增效遇瓶頸,設(shè)備改造和燃煤調(diào)整的潛力已挖盡,急需新路徑突破。
“化工生產(chǎn)對蒸汽品質(zhì)要求苛刻,壓力波動哪怕0.01MPa,都可能影響下游產(chǎn)品質(zhì)量。”全應(yīng)科技蒙維項(xiàng)目行業(yè)專家趙斯楠補(bǔ)充道,調(diào)研中還發(fā)現(xiàn),煤質(zhì)波動導(dǎo)致燃燒效率不穩(wěn)定,多協(xié)同性差更造成“單爐高效但全廠低效”的矛盾。疊加國家“雙碳”目標(biāo)下的節(jié)能壓力與數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求,蒙維科技迫切需要一套能適配復(fù)雜工況的智能解決方案。
在對比多款控制系統(tǒng)后,蒙維科技因ADMC系統(tǒng)的“全局視角”選擇全應(yīng)科技——該系統(tǒng)突破傳統(tǒng)單設(shè)備控制局限,覆蓋鍋爐燃燒、汽機(jī)調(diào)節(jié)、管網(wǎng)平衡全流程,借大數(shù)據(jù)與AI算法破解多機(jī)組耦合難題?!拔覀冃枰牟皇恰畣吸c(diǎn)優(yōu)化’,而是讓整個熱電系統(tǒng)像‘精密鐘表’一樣協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)。”蒙維科技動力廠負(fù)責(zé)人魏廠長的這句話,成為雙方合作的核心共識。
作為全應(yīng)科技在內(nèi)蒙古的標(biāo)桿項(xiàng)目,蒙維項(xiàng)目從啟動便獲高度重視。雷雄偉介紹,項(xiàng)目組集結(jié)了工程技術(shù)、DCS改造、行業(yè)專家等資深工程師,調(diào)研結(jié)束后針對現(xiàn)場實(shí)際反復(fù)打磨方案,與客戶達(dá)成深度共識,為后續(xù)推進(jìn)筑牢基礎(chǔ)。
技術(shù)攻堅(jiān):從調(diào)研到調(diào)試的全流程落地實(shí)踐
一場成功的智能化轉(zhuǎn)型,始于對現(xiàn)場的深度洞察。2024年9月,全應(yīng)科技團(tuán)隊(duì)進(jìn)駐蒙維科技動力廠,開啟“貼身調(diào)研”:工程師記錄梳理500余個運(yùn)行參數(shù)變化,與一線操作員梳理23項(xiàng)核心痛點(diǎn),最終鎖定煤質(zhì)波動適配難、多機(jī)組負(fù)荷分配亂、關(guān)鍵參數(shù)控制精度低三大癥結(jié),錨定項(xiàng)目落地方向。
圖注:全應(yīng)科技與蒙維科技雙方團(tuán)隊(duì)在動力廠開展技術(shù)對接會,圍繞ADMC系統(tǒng)部署、參數(shù)優(yōu)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)交流研討
技術(shù)落地的每一步都需精準(zhǔn)把控。硬件部署階段,團(tuán)隊(duì)針對蒙維高粉塵、高濕度的工業(yè)環(huán)境,定制邊緣控制設(shè)備防塵散熱方案,確保硬件在線率達(dá)99.9%;DCS改造作為核心環(huán)節(jié),工程師深入研究原系統(tǒng)邏輯、搭建測試模板、為系統(tǒng)安全聯(lián)動奠定了基礎(chǔ)。
施工階段的復(fù)雜性遠(yuǎn)超預(yù)期。雷雄偉介紹,項(xiàng)目涉及3個遠(yuǎn)距離電子間控制室,電纜橋架密布且部分位于地下電纜溝,施工難度極大;控制邏輯搭建中,多爐多機(jī)協(xié)調(diào)、汽機(jī)定負(fù)荷與調(diào)壓分配等問題需反復(fù)數(shù)據(jù)分析優(yōu)化,調(diào)試過程還面臨蘭炭摻燒、負(fù)荷波動、水泥廠擾動、爐機(jī)切換等多重外部因素干擾。
其中,老舊DCS系統(tǒng)改造是最棘手的硬仗。全應(yīng)科技蒙維熱控工程師陳文清解釋,現(xiàn)場ABB控制系統(tǒng)屬小眾型號,組態(tài)步驟繁瑣,且因設(shè)備老化存在下裝不穩(wěn)定、控制器易死機(jī)等問題。團(tuán)隊(duì)邀請廠家現(xiàn)場指導(dǎo),對100個設(shè)備逐一改造下裝,僅DCS改造就耗時42天;為降低運(yùn)行中邏輯修改風(fēng)險,客戶特創(chuàng)造3次停爐機(jī)會,團(tuán)隊(duì)前后4次入場施工,通過改造前宣貫事故預(yù)案、每日報備改造內(nèi)容、下裝時同步監(jiān)盤等措施,確保安全零差錯。
針對熱電生產(chǎn)連續(xù)性特點(diǎn)導(dǎo)致的進(jìn)度挑戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)與客戶提前制定應(yīng)對策略:一是制定事故風(fēng)險預(yù)案,明確處理機(jī)制;二是辦理改造工作票,每日同步信息,在客戶創(chuàng)造的停爐窗口期完成關(guān)鍵下裝操作。系列措施有效規(guī)避了設(shè)備停運(yùn)風(fēng)險,保障項(xiàng)目按期推進(jìn)。
經(jīng)過2025年1月和2月的兩輪嚴(yán)格調(diào)試,ADMC智能調(diào)控系統(tǒng)終達(dá)預(yù)期。首輪聚焦單設(shè)備與局部系統(tǒng)優(yōu)化,精準(zhǔn)調(diào)整鍋爐蒸汽壓力、汽機(jī)功率等參數(shù);第二輪全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)模擬復(fù)雜工況,覆蓋燃燒控制、負(fù)荷調(diào)節(jié)、管網(wǎng)壓力調(diào)控等全環(huán)節(jié)。最終,各智能控制回路連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,參數(shù)曲線從“波浪線”變成“直線”?!罢{(diào)試階段我們經(jīng)常睡得很少,常常是連軸轉(zhuǎn)地排查問題、優(yōu)化參數(shù),但看到系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,一切都值了。”趙斯楠說。
圖注:風(fēng)雪中,全應(yīng)科技蒙維項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員結(jié)束廠區(qū)現(xiàn)場調(diào)試,安全帽與背影,藏著為熱電智能升級奔走的執(zhí)著
智控核心:ADMC系統(tǒng)的技術(shù)突破與創(chuàng)新
蒙維項(xiàng)目的成功,源于ADMC系統(tǒng)對復(fù)雜熱電工況的“精準(zhǔn)適配”。這套融合大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)的智能系統(tǒng),以三大核心能力破解行業(yè)痛點(diǎn):
全系統(tǒng)滾動優(yōu)化能力是關(guān)鍵。系統(tǒng)構(gòu)建覆蓋鍋爐、汽機(jī)、管網(wǎng)的數(shù)字孿生模型,通過實(shí)時采集500+參數(shù),動態(tài)優(yōu)化燃燒配比、負(fù)荷分配策略。當(dāng)煤質(zhì)熱值波動±10%時,模型能在15分鐘內(nèi)自動調(diào)整給煤量與風(fēng)量,確保燃燒效率穩(wěn)定——這解決了蒙維長期面臨的“煤質(zhì)多變導(dǎo)致能效波動”難題。
高精準(zhǔn)控制能力重塑參數(shù)穩(wěn)定性。針對主汽壓力、爐膛負(fù)壓等關(guān)鍵參數(shù),系統(tǒng)采用模型預(yù)測控制技術(shù),控制精度較人工提升3倍。數(shù)據(jù)顯示,蒙維熱電主汽壓力波動幅度從±0.25MPa降至±0.15MPa,主汽溫度波動幅度從±10℃降至±5℃,鍋爐氧量控制偏差縮小至±0.3%,為下游生產(chǎn)提供了高品質(zhì)能源保障。
人機(jī)協(xié)同設(shè)計則體現(xiàn)技術(shù)溫度。智能看板的“設(shè)備自動狀態(tài)統(tǒng)計”功能,讓管理人員一鍵掌握全系統(tǒng)自動化運(yùn)行情況;“告警信息語音播報”替代人工盯盤,當(dāng)參數(shù)超限或設(shè)備異常時,系統(tǒng)實(shí)時發(fā)聲提醒,使運(yùn)行人員日均操作次數(shù)從200余次降至10余次,勞動強(qiáng)度大幅降低?!斑@套系統(tǒng)真正做到了讓數(shù)據(jù)說話、讓算法發(fā)力,不僅解了我們的能效難題,更讓一線操作從‘憑經(jīng)驗(yàn)’變成了‘靠精準(zhǔn)’。”魏廠長這樣評價道。
成果驗(yàn)證:數(shù)據(jù)見證能效與體驗(yàn)的雙重升級
自ADMC智能調(diào)控系統(tǒng)試運(yùn)行以來,蒙維各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)成效顯著。在安全穩(wěn)定運(yùn)行方面,系統(tǒng)有效保障了熱電生產(chǎn)過程的平穩(wěn)性,大幅降低安全風(fēng)險,為企業(yè)持續(xù)生產(chǎn)提供可靠支撐。
在主要參數(shù)控制上,對于主汽壓力、鍋爐氧量、爐膛負(fù)壓、風(fēng)室壓力以及主汽溫度等關(guān)鍵參數(shù),控制精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性較人工控制有顯著提升,有效減少參數(shù)波動對生產(chǎn)的不利影響,提升了產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。在能源利用效率方面,節(jié)煤率(噸蒸汽標(biāo)煤耗下降)達(dá)到1.49%,遠(yuǎn)超簽約時約定的1%目標(biāo)。按其年燃煤45萬噸計算,每年可節(jié)省標(biāo)煤6705噸。這一成果背后,是多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的全面突破:
自動化水平跨越式提升,總自控率達(dá)97.04%,鍋爐、汽機(jī)等核心設(shè)備自動投用率均超95%,徹底改變了“人工頻繁調(diào)參”的傳統(tǒng)模式;參數(shù)穩(wěn)定性顯著優(yōu)化,主汽溫度、爐膛負(fù)壓等參數(shù)波動幅度下降50%以上,下游供汽滿意度從82%升至98%;節(jié)能效益顯著,除節(jié)煤外,廠用電率下降0.5個百分點(diǎn),年節(jié)電約15萬度,實(shí)現(xiàn)“降本”與“增效”雙豐收。
趙斯楠介紹,對于蒙維熱電生產(chǎn)來講,鍋爐摻燒蘭炭以及下游水泥廠生產(chǎn)回汽都是重要的外部擾動,摻燒及回汽流量的波動會顯著影響整個系統(tǒng)的供需平衡,從而引起母管壓力大幅波動。為了解決這個問題,全應(yīng)科技采集了蘭炭摻燒及水泥廠生產(chǎn)回汽的關(guān)鍵參數(shù),并建立了以上參數(shù)對系統(tǒng)影響的數(shù)學(xué)模型,一旦流量發(fā)生變化,系統(tǒng)便會準(zhǔn)確識別并計算出其對系統(tǒng)的影響,從而通過前饋的方式及時消除影響,達(dá)到平穩(wěn)控制的目的。
一線操作員的反饋更具說服力?!耙郧耙拱嘁⒅畮讉€屏幕,生怕參數(shù)超標(biāo);現(xiàn)在系統(tǒng)自動調(diào)控,語音告警會‘喊’我,巡檢時帶個平板就行?!泵删S科技運(yùn)行班長的話,道出了智能化帶來的體驗(yàn)變革。
服務(wù)閉環(huán):從交付完成到持續(xù)進(jìn)化的長效保障
項(xiàng)目落地不是終點(diǎn),而是長期價值的起點(diǎn)。全應(yīng)科技為蒙維項(xiàng)目構(gòu)建了“運(yùn)維+升級”的全周期服務(wù)體系:在合同履約期內(nèi),團(tuán)隊(duì)提供7×24小時遠(yuǎn)程支持,每月現(xiàn)場巡檢優(yōu)化控制效果;針對未來可能的新增設(shè)備或工況變化,系統(tǒng)預(yù)留升級接口,可通過遠(yuǎn)程調(diào)試快速適配,確保ADMC系統(tǒng)始終“跟得上”現(xiàn)場需求。
“我們不僅交付一套系統(tǒng),更交付持續(xù)優(yōu)化的能力?!壁w斯楠解釋,系統(tǒng)內(nèi)置的自學(xué)習(xí)模塊會不斷積累運(yùn)行數(shù)據(jù),使控制模型隨設(shè)備老化、工況變化動態(tài)迭代。目前,蒙維熱電的控制算法已完成3次迭代,能效指標(biāo)較初投用時再提升0.2%。
對于已投用的系統(tǒng),在合同履約期內(nèi),全應(yīng)科技會提供持續(xù)的系統(tǒng)運(yùn)維服務(wù),包括控制問題解答、問題處理、控制效果優(yōu)化、信息化功能優(yōu)化等等,為ADMC系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。對于合同約定范圍內(nèi),但項(xiàng)目交付期間未運(yùn)行的設(shè)備或未出現(xiàn)的工況,在項(xiàng)目運(yùn)維期間,全應(yīng)科技會根據(jù)實(shí)際情況通過現(xiàn)場或遠(yuǎn)程調(diào)試完成新設(shè)備、新工況的覆蓋,確保系統(tǒng)正常運(yùn)行,趙斯楠說。
行業(yè)啟示:多機(jī)組適配的可復(fù)制價值與未來方向
蒙維科技與全應(yīng)科技的合作,從節(jié)能減排的硬成果到一線人員“勞動強(qiáng)度降低”的軟體驗(yàn),不僅是一次技術(shù)應(yīng)用的成功,更詮釋了化工行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的核心邏輯:唯有扎根現(xiàn)場需求、聚焦全流程優(yōu)化,才能讓技術(shù)真正創(chuàng)造價值,為產(chǎn)業(yè)升級注入持久動力。
作為化工行業(yè)多機(jī)組熱電智能化的清晰范本,蒙維項(xiàng)目的核心啟示極具普適性:復(fù)雜熱電系統(tǒng)的智能化,需跳出“單設(shè)備優(yōu)化”誤區(qū),以“全系統(tǒng)協(xié)同”為核心。全應(yīng)科技ADMC智能調(diào)控系統(tǒng)的兼容性已充分驗(yàn)證——趙斯楠總結(jié)道,無論是單母管、多母管系統(tǒng),還是單爐單機(jī)、多爐多機(jī)配置,系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定智能運(yùn)行,這為不同規(guī)模化工企業(yè)提供了可復(fù)制的轉(zhuǎn)型路徑。
展望未來,隨著蒙維項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的沉淀,全應(yīng)科技將進(jìn)一步優(yōu)化多機(jī)組調(diào)控算法,探索“熱電-化工”全流程智能聯(lián)動。化工熱電的智能化沒有終點(diǎn),全應(yīng)科技要做的,是讓每一套系統(tǒng)都能成為企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的“助推器”,讓節(jié)能降碳從‘目標(biāo)’變成‘常態(tài)’?!?br/>
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