年節(jié)煤近3000噸！全國熱電首個(gè)生物質(zhì)摻燒智能調(diào)控項(xiàng)目交付紀(jì)實(shí)！
近日，上海全應(yīng)科技有限公司成功完成全國首個(gè)生物質(zhì)摻燒智能調(diào)控項(xiàng)目 —— 湖州織里長和 ADMC 熱電智能調(diào)控系統(tǒng)的交付。全應(yīng)科技攜手長和熱電通過兩年技術(shù)攻堅(jiān)，不僅破解了生物質(zhì)燃料高波動(dòng)性帶來的控制難題，更以氧量穩(wěn)定率提升 80%、氮氧化物達(dá)標(biāo)率 95%、能效利用率提升 1.26% 的優(yōu)異成績，為生物質(zhì)摻燒熱電企業(yè)智能化變革樹立新標(biāo)桿。
作為熱電領(lǐng)域首個(gè)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)摻燒智能控制落地的項(xiàng)目，其背后凝聚著全應(yīng)科技對燃料波動(dòng)特性的深度解構(gòu)、控制算法的顛覆性創(chuàng)新，以及現(xiàn)場團(tuán)隊(duì)在極端工況下的持續(xù)攻堅(jiān)。本文通過專訪全應(yīng)科技算法專家黃波博士，揭開項(xiàng)目從技術(shù)困頓到突破的真實(shí)歷程，解碼智能調(diào)控技術(shù)如何在復(fù)雜的熱電工況中 “扎根現(xiàn)場，創(chuàng)造價(jià)值”。
智啟新程：從 “看板模式” 到 “自動(dòng)投運(yùn)” 的轉(zhuǎn)型
織里長和熱電項(xiàng)目的前身可追溯至與全應(yīng)科技簽約的 1.0 “看板模式”階段，旨在通過人工參照系統(tǒng)給出的推薦指令進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)熱電生產(chǎn)的優(yōu)化。
然而，1.0 效果與長和熱電的預(yù)期存在落差。生物質(zhì)燃料作為熱電生產(chǎn)的重要原料，其特性與傳統(tǒng)燃料大不相同。它具有高波動(dòng)性，重量和熱值的頻繁變化，使得原本看似合理的控制模式陷入困境。此外，看板模式的推薦頻率與生物質(zhì)摻燒所需的高頻給煤量調(diào)整存在天然矛盾。
這種不匹配帶來的直接后果是氧量控制的失效。在熱電生產(chǎn)中，氧量控制是確保燃燒效率和環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素。一旦氧量失控，氮氧化物排放便會(huì)頻繁超標(biāo)。這不僅會(huì)影響熱電的生產(chǎn)效率，還使其面臨著嚴(yán)峻的環(huán)保壓力。
為了深入了解問題根源，全應(yīng)織里長和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對生物質(zhì)燃料的特性進(jìn)行了更為細(xì)致的研究。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)燃料的高波動(dòng)性并非偶然，而是受到多種因素的影響，包括原料的種類、產(chǎn)地、儲(chǔ)存條件以及預(yù)處理方式等。這些因素相互交織，使得生物質(zhì)燃料的特性變得極為復(fù)雜，給控制帶來了極大的困難。
2024 年，項(xiàng)目迎來了關(guān)鍵轉(zhuǎn)折的 2.0 階段，從 “看板模式” 升級為 “自動(dòng)投運(yùn)模式”。在這一階段，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)重新定義了核心目標(biāo)：氧量控制是生物質(zhì)摻燒的“牛鼻子”，只有穩(wěn)定了氧量，其他控制回路才能順暢運(yùn)行。明確目標(biāo)后，團(tuán)隊(duì)帶著兩大技術(shù)儲(chǔ)備投入到項(xiàng)目中。
其一，是過往項(xiàng)目沉淀的算法組件。這些算法組件是全應(yīng)科技在長期實(shí)踐中積累的寶貴財(cái)富，其中 “可調(diào)節(jié)邊界組件” 尤為關(guān)鍵。它能夠有效解決鍋爐負(fù)荷動(dòng)態(tài)計(jì)算的難題，為后續(xù)的控制策略提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。黃博士介紹稱，這個(gè)組件就像是團(tuán)隊(duì)的秘密武器，它經(jīng)過了多個(gè)項(xiàng)目的考驗(yàn)，在解決復(fù)雜問題時(shí)總能發(fā)揮出重要作用。
其二，是對 1.0 階段看板模式的改進(jìn)。團(tuán)隊(duì)提出了 “氧量與脫硝控制解耦” 策略，這一策略的創(chuàng)新性在于將兩個(gè)原本相互關(guān)聯(lián)的控制系統(tǒng)獨(dú)立開來，使它們能夠各自穩(wěn)定運(yùn)行。氧量和脫硝控制就像兩個(gè)相互干擾的齒輪，解耦后，它們能夠更加順暢地運(yùn)轉(zhuǎn)，互不影響。
這兩大技術(shù)儲(chǔ)備的結(jié)合，為 2.0 階段的成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)成員們?nèi)紳M懷信心地投入到新的挑戰(zhàn)中，大家相信，雖然困難，但只要堅(jiān)定信念，憑借著卓越的技術(shù)和不懈的努力，就一定能夠攻克生物質(zhì)摻燒的難題，為長和熱電帶來全新的發(fā)展機(jī)遇。
技術(shù)攻堅(jiān)：從 “摸著石頭過河” 到 “第一性原理” 破局
項(xiàng)目啟動(dòng)后，全應(yīng)科技團(tuán)隊(duì)很快遭遇硬件難題。傳統(tǒng) DCS 系統(tǒng)依靠生物質(zhì)進(jìn)料口負(fù)壓判斷生物質(zhì)堵料，極易誤判。斷堵料誤判會(huì)導(dǎo)致不合理的加減煤，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
為攻克難關(guān)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合熱控工程師，將依據(jù)負(fù)壓判斷生物質(zhì)斷堵料判斷和生物質(zhì)給料螺旋進(jìn)行了聯(lián)動(dòng)，一旦判斷了處于斷堵料情況，則停止生物質(zhì)給料螺旋喂料，這樣會(huì)形成事實(shí)上的斷料狀態(tài)，依據(jù)給料螺旋的運(yùn)行狀態(tài)可有效的補(bǔ)償給煤量，實(shí)現(xiàn)氧量控制的穩(wěn)定性。DCS 改造過程中，熱控工程師制定標(biāo)準(zhǔn)化改造清單。改造中，既要完成設(shè)備升級，確保新設(shè)備與原有系統(tǒng)無縫對接，又要重新編寫控制程序。黃博士說，這次改造為后續(xù)軟件優(yōu)化筑牢根基。
硬件問題的妥善解決讓團(tuán)隊(duì)信心倍增，然而，這份輕松并未持續(xù)太久 —— 當(dāng)目光轉(zhuǎn)向軟件算法設(shè)計(jì)時(shí)，全新的挑戰(zhàn)再次涌來。起初，團(tuán)隊(duì)試圖沿用純煤燃燒的控制方案，將生物質(zhì)折算成 “當(dāng)量煤” 進(jìn)行計(jì)算。他們認(rèn)為，既然都是燃料，通過這種方式或許能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的控制。于是，團(tuán)隊(duì)成員們滿懷期待地投入到了驗(yàn)證工作中。
然而，經(jīng)過一個(gè)月的艱苦努力，驗(yàn)證結(jié)果顯示，這種方案根本行不通。黃博士回憶起那段經(jīng)歷，臉上仍流露出一絲無奈：“我們投入了大量的時(shí)間和精力，對各種參數(shù)進(jìn)行了反復(fù)的調(diào)整和測試，但結(jié)果卻始終不盡如人意。生物質(zhì)燃料的波動(dòng)性實(shí)在太大，它與純煤的燃燒特性有著本質(zhì)區(qū)別，簡單的折算根本無法解決實(shí)際問題。”
面對這一困境，團(tuán)隊(duì)陷入了沉思。他們意識到，必須尋找一種全新的思路，才能突破當(dāng)前的瓶頸。這時(shí)，“第一性原理” 的理念為他們指明了方向。“第一性原理” 強(qiáng)調(diào)從最基本的原理和事實(shí)出發(fā)，去思考和解決問題。團(tuán)隊(duì)決定回歸到操作員的實(shí)際操作邏輯，從最本質(zhì)的層面去探尋控制的方法。經(jīng)與操作員交流發(fā)現(xiàn)，人工調(diào)負(fù)荷時(shí)優(yōu)先調(diào)風(fēng)而非煤量。受此啟發(fā)，團(tuán)隊(duì)大膽創(chuàng)新，將二次風(fēng)設(shè)為主汽壓力、負(fù)荷預(yù)測核心變量，擺脫對波動(dòng)生物質(zhì)數(shù)據(jù)的依賴。
這一創(chuàng)新效果立竿見影，機(jī)爐協(xié)調(diào)問題得以解決，控制方案從 “發(fā)散” 走向 “收斂”。“看著系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)下游大負(fù)荷波動(dòng)，我們知道找對了方向?！?黃博士回憶道。此次突破，不僅解決項(xiàng)目難題，更為生物質(zhì)摻燒控制積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
現(xiàn)場實(shí)戰(zhàn)：極端工況下的韌性考驗(yàn)
2024 年 8 月進(jìn)駐現(xiàn)場后，項(xiàng)目中 50% 的控制回路需全新攻堅(jiān)，沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可循，每個(gè)參數(shù)調(diào)整都要從頭摸索。
為了捕捉數(shù)據(jù)波動(dòng)規(guī)律，項(xiàng)目成員駐場期間多次通宵調(diào)試。熱電生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)的過程，不同工況下的系統(tǒng)響應(yīng)都有所不同。只有在各種工況下進(jìn)行測試，才能全面了解系統(tǒng)的性能，找出問題所在?！懊恳淮瓮ㄏ{(diào)試，都是一次與時(shí)間的賽跑。我們需要在有限的時(shí)間內(nèi)，盡可能多地收集數(shù)據(jù)，分析問題，然后提出解決方案。” 黃博士說。
在最緊張的時(shí)候，黃博士連續(xù)半個(gè)月熬夜，每天工作 16 小時(shí)以上。但他始終沒有放棄，心中只有一個(gè)信念：一定要攻克這個(gè)項(xiàng)目，為長和熱電打造一個(gè)高效穩(wěn)定的智能控制系統(tǒng)。采訪間隙，黃博士笑著表示：“好在湖州項(xiàng)目離杭州較近，我每周一去每周五回，往返雖然辛苦了些，但也能讓我在忙碌的工作中有短暫的喘息機(jī)會(huì)。因?yàn)楹蓓?xiàng)目地理位置相對便利，我才能在工作和生活之間找到一個(gè)微妙的平衡。”
圖注：織里長和熱電項(xiàng)目現(xiàn)場，團(tuán)隊(duì)成員常加班至半夜，只為出色完成任務(wù)
2024 年底，隨著新成員的加入，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)迅速制定 “分工迭代法”：由資深工程師主攻氧量、負(fù)荷等核心回路，新人則負(fù)責(zé)輔助參數(shù)調(diào)優(yōu)，確保分工明確。在全力配合下，團(tuán)隊(duì)緊鑼密鼓地對控制方案展開多次參數(shù)迭代。每次調(diào)整都如同進(jìn)行一場精密手術(shù)，不僅要細(xì)致觀察參數(shù)變化對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，還需深入分析數(shù)據(jù)，從而找到最佳的優(yōu)化方向。
最終，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)三大核心突破：氧量控制標(biāo)準(zhǔn)差減小 25%，波動(dòng)劇烈的氧量數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)，為燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障；氮氧化物小時(shí)均值達(dá)標(biāo)率從 82% 躍升至 97%，顯著改善環(huán)保指標(biāo)；能效利用率提升 1.26%，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源高效利用。這些成果為項(xiàng)目交付奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，展現(xiàn)了全應(yīng)科技攻堅(jiān)克難的技術(shù)實(shí)力。
長效價(jià)值：從項(xiàng)目交付到生態(tài)共建
項(xiàng)目交付恰逢紡織行業(yè)遭遇關(guān)稅沖擊，蒸汽需求驟降 30%，長和熱電鍋爐長期處于低負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷波動(dòng)幅度擴(kuò)大 50%，對控制系統(tǒng)適應(yīng)性提出嚴(yán)峻考驗(yàn)。低負(fù)荷工況下，燃燒穩(wěn)定性、能效及污染物排放控制難度顯著增加，猶如 “汽車在頻繁變速的低速路段行駛，難以保持平穩(wěn)”。
為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，全應(yīng)科技團(tuán)隊(duì)迅速行動(dòng)起來。利用遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對鍋爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行 24 小時(shí)不間斷的監(jiān)測和分析。通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，團(tuán)隊(duì)深入研究了低負(fù)荷工況下鍋爐的運(yùn)行規(guī)律，找出了影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和效率的關(guān)鍵因素。
針對這些關(guān)鍵因素，團(tuán)隊(duì)持續(xù)優(yōu)化控制參數(shù)。對燃料供應(yīng)、燃燒控制、汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制策略進(jìn)行了精細(xì)調(diào)整，以確保系統(tǒng)在低負(fù)荷工況下能夠快速響應(yīng)負(fù)荷變化，保持穩(wěn)定運(yùn)行。
經(jīng)過多次的優(yōu)化和調(diào)整，ADMC 智能調(diào)控系統(tǒng)在低負(fù)荷工況下的性能得到了顯著提升。系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地響應(yīng)負(fù)荷變化，保持蒸汽和電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。長和熱電在面對下游需求大幅波動(dòng)的情況下，依然能夠穩(wěn)定運(yùn)行，為織里地區(qū)的企業(yè)提供可靠的能源保障。
除了應(yīng)對當(dāng)前的低負(fù)荷工況挑戰(zhàn)，全應(yīng)科技團(tuán)隊(duì)還著眼于長和熱電的未來發(fā)展，進(jìn)行了前瞻性的布局。長和熱電計(jì)劃拆除低壓鍋爐、上線高壓鍋爐，以提升能源利用效率和生產(chǎn)能力。這一規(guī)劃對 ADMC 智能調(diào)控系統(tǒng)的兼容性和擴(kuò)展性提出了新的要求。
全應(yīng)科技深知，要滿足長和熱電未來的發(fā)展需求，必須提前做好技術(shù)儲(chǔ)備和系統(tǒng)升級的準(zhǔn)備。于是，全應(yīng)在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，預(yù)留了算法接口，以便未來能夠無縫對接新的高壓鍋爐。
這一前瞻性的布局，不僅體現(xiàn)了全應(yīng)科技對技術(shù)發(fā)展趨勢的敏銳洞察力，也展示了全應(yīng)為客戶提供長期價(jià)值的決心。通過預(yù)留算法接口，全應(yīng)科技為長和熱電的未來升級提供了便利，降低了系統(tǒng)升級的成本和風(fēng)險(xiǎn)。此外，織里項(xiàng)目積累的生物質(zhì)摻燒控制經(jīng)驗(yàn)，已形成可復(fù)用的控制模版，將直接應(yīng)用于山東樂陵等新項(xiàng)目。全應(yīng)科技通過持續(xù)沉淀行業(yè) Know-How，不僅助力單個(gè)客戶的設(shè)備升級，更推動(dòng)整個(gè)熱電行業(yè)向高效、綠色轉(zhuǎn)型，踐行 “用智能技術(shù)提升熱電效率” 的長期使命。
客戶證言：智能化改造的價(jià)值共識
這次合作不僅是技術(shù)的勝利，更是理念的革新。長和熱電運(yùn)行部談經(jīng)理在驗(yàn)收會(huì)上表示，“從最初的懷疑到現(xiàn)在的信賴，我們親眼見證了工業(yè)智能如何從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)現(xiàn)場。全應(yīng)科技團(tuán)隊(duì)扎根一線的工匠精神，讓我們相信技術(shù)落地不是紙上談兵，而是真正解決痛點(diǎn)的 ' 硬功夫 '?！?/p>
數(shù)據(jù)印證著實(shí)實(shí)在在的效益：項(xiàng)目投用后，長和熱電年節(jié)約煤炭 2900 噸，減少二氧化碳排放 5500 噸，僅節(jié)省的煤炭收益每年可達(dá) 250 萬元，若減少的碳排放進(jìn)入碳市場進(jìn)行交易，可收益 40 萬元每年。更深遠(yuǎn)的影響在于，企業(yè)由此獲得了應(yīng)對市場波動(dòng)的 “緩沖帶”—— 即使在下游需求劇烈變化時(shí)，仍能保持穩(wěn)定的能源供應(yīng)與成本優(yōu)勢。
作為全國生物質(zhì)摻燒首個(gè)智能調(diào)控的熱電企業(yè)，長和熱電的實(shí)踐證明：生物質(zhì)摻燒智能化并非不可逾越的難關(guān)，關(guān)鍵在于找到技術(shù)創(chuàng)新與現(xiàn)場需求的結(jié)合點(diǎn)。隨著全應(yīng)科技 “織里模式”的復(fù)制推廣，一個(gè)以智能控制破解生物質(zhì)摻燒燃料難題、以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)提升能效的熱電新生態(tài)，正在加速形成。這不僅是長和熱電的破局之路，更是整個(gè)熱電行業(yè)邁向綠色化、智能化的關(guān)鍵一步。在未來的發(fā)展中，全應(yīng)科技將繼續(xù)秉持這種精神，不斷創(chuàng)新，為更多的企業(yè)提供高效、智能的熱電解決方案，推動(dòng)熱電行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。
