電廠智能運維與電子圍檔的應(yīng)用

夏 勵，羅先勇

（馬鋼能源環(huán)保部，安徽馬鞍山 243000）

引言

近年來，安全和環(huán)保問題是我國高度重視的課題，為應(yīng)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和市場需求的新矛盾，更包含對生產(chǎn)過程、成本控制的高質(zhì)量精益要求，加強節(jié)能減排、能源高效利用是電力企業(yè)降低成本增加效益的重要方式；目前安全生產(chǎn)工作在發(fā)電廠得到了高度重視，安全工作的開展得到了極大的強化與改善，但是安全事故在發(fā)電廠仍時有發(fā)生，所以要加強發(fā)電廠安全生產(chǎn)管理、提升現(xiàn)場的智能化水平顯得格外重要。“電廠智能化”目前已經(jīng)得到了發(fā)展，進一步了解智能化創(chuàng)新資源，不斷進行技術(shù)創(chuàng)新與改革，解決目前電廠面臨的各類問題，提高發(fā)電廠現(xiàn)場的安全水平，把職工從危險程度比較高、繁重的體力勞動和重復(fù)性勞動的“3D”崗位中解放出來，不僅可以保障人員與設(shè)備的安全還可以降低人員及運維成本，提高工作效率。

1 智能運維與電子圍檔實現(xiàn)的目標(biāo)

對電力行業(yè)的生產(chǎn)情況進行分析，明確整個生產(chǎn)過程中的各個要素，對重要的要素進行分析，并對重點要素方面采取智能化水平的情況進行探索。在電廠中運行監(jiān)控和現(xiàn)場檢修是生產(chǎn)過程中至關(guān)重要的兩個要素［1］，針對運行監(jiān)控及現(xiàn)場檢修設(shè)置圍檔方面進行智能化的探索，采用一些智能化的先進技術(shù)，在這兩個方面進行人機協(xié)作，建立智能化平臺，實現(xiàn)“無從化”、“減少化”管理。智能運維與電子圍檔方面實現(xiàn)的目標(biāo)主要有如下幾點。

（1）降低運行監(jiān)控人員勞動強度

傳統(tǒng)的運行監(jiān)控是需要安排專業(yè)運行人員連續(xù)工作，通常是24 h 倒班的方式。智能運行實時獲取電廠所有運行數(shù)據(jù)，模擬運行值班人員的實際判斷方式，來進行電廠運行狀態(tài)的評估；在判斷和檢測到預(yù)定的報警條件時，立即向相關(guān)人員發(fā)出提示和警報信號，并給出最佳運行工況點。通過使用該系統(tǒng)，能夠極大的緩解運行人員的工作壓力，降低勞動強度，同時保證電廠設(shè)備安全穩(wěn)定地運行。

（2）提高設(shè)備的可靠性

智能運行系統(tǒng)中的預(yù)警系統(tǒng)，可實時監(jiān)控電廠相關(guān)參數(shù)，當(dāng)采集的參數(shù)超過系統(tǒng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值或者與歷史均值偏差超限時，進行預(yù)警，運行人員或點檢人員在接受到預(yù)警信號后，根據(jù)預(yù)警等級情況來安排人員去現(xiàn)場進行核實，預(yù)警系統(tǒng)可以完成設(shè)備的自動維護，進一步提高設(shè)備的可靠性，減少非計劃停機事故的發(fā)生［2］。

（3）提高現(xiàn)場檢修的安全性

傳統(tǒng)的安全圍欄可靠性較低，存在著跨越的缺陷，操作人員及非操作人員在操作過程中擅自跨越安全圍欄的現(xiàn)象時有發(fā)生，智慧電廠系統(tǒng)對發(fā)電廠的重要的生產(chǎn)區(qū)域與設(shè)備情況進行監(jiān)控，通過設(shè)定區(qū)域及設(shè)備位置信息，自動生成三維電子圍欄。系統(tǒng)對進入檢修區(qū)域的人員進行自動識別，提高檢修現(xiàn)場的安全性。

2 電廠智能運維與電子圍檔的應(yīng)用

2.1 智能運維技術(shù)

對于現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)可以通過SIS 系統(tǒng)進行獲取，智能運維系統(tǒng)可以通過獲得的數(shù)據(jù)進行分析，并產(chǎn)生預(yù)警，對預(yù)警進行等級劃分，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行評估判斷。

（1）完善數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)電廠集控運行規(guī)程和規(guī)范操作指導(dǎo)，針對現(xiàn)場運行的主要設(shè)備、輔機等關(guān)鍵設(shè)備建立全廠的設(shè)備模型，設(shè)備建模所需的歷史數(shù)據(jù)可以直接來自實時、歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)，不需要再增加檢測設(shè)備。

（2）智能預(yù)警技術(shù)

電廠由于生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，對運行安全要求極高，智能運行系統(tǒng)中的預(yù)警系統(tǒng)，可實時監(jiān)控電廠相關(guān)參數(shù)，當(dāng)采集的參數(shù)超過系統(tǒng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值或者與歷史均值偏差超限時進行預(yù)警，從而能夠做到在故障發(fā)生之前及時預(yù)警，如圖1 所示。智能預(yù)警技術(shù)不僅可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動設(shè)備的監(jiān)視，同時還能對各系統(tǒng)、機組參數(shù)等建立可視化模型，使系統(tǒng)、設(shè)備在運行過程中也能受到實時監(jiān)控，了解負荷的變化趨勢和機組的工作狀態(tài)，最終實現(xiàn)及時了解設(shè)備的不安全狀態(tài)，進行分析采取措施。［3］

圖1 智能預(yù)警

系統(tǒng)將各預(yù)警設(shè)置為A、B、C 三個等級（如圖2所示），提高預(yù)警的可靠性和實際可操作性［2］。運行人員或點檢人員在接受到預(yù)警信號后，根據(jù)預(yù)警等級情況來安排人員去現(xiàn)場進行核實，對于A 級預(yù)警要立即安排人員去核實?，F(xiàn)場核實無誤后，專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、運行人員根據(jù)現(xiàn)場實際情況及預(yù)警的級別來合理的安排維護作業(yè)計劃，提高機組的生產(chǎn)率及設(shè)備的可靠性。

圖2 預(yù)警等級劃分

運行人員根據(jù)現(xiàn)場實際情況處理好預(yù)警中的故障后完成閉環(huán)操作，即對所有預(yù)警的處理情況錄入到系統(tǒng)中，通過現(xiàn)場設(shè)備的運行不斷累積預(yù)警處理的結(jié)果，從而形成完善的智能運行系統(tǒng)，圖3為智能運行閉環(huán)流程圖。

圖3 智能運行閉環(huán)流程圖

2.2 電子圍檔技術(shù)

智能運維系統(tǒng)發(fā)出警報后，安排人員去現(xiàn)場檢修，這時需要對現(xiàn)場設(shè)置圍檔，與傳統(tǒng)的圍檔相比，電子圍檔技術(shù)是對電廠的生產(chǎn)過程中重要的過程及設(shè)備進行監(jiān)控，通過設(shè)定區(qū)域及設(shè)備位置信息，自動生成三維電子圍欄［4］，圖4 為智能三維電子圍檔示意圖。

圖4 智能三維電子圍檔

（1）在系統(tǒng)中設(shè)置電子圍檔

確定好檢修任務(wù)后，在系統(tǒng)中設(shè)定檢修重點區(qū)域允許停留的人員數(shù)量和時間，根據(jù)定位系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、權(quán)限、停留時間等，當(dāng)人員超員或停留時間超時系統(tǒng)發(fā)出告警信號，避免在特定工作現(xiàn)場人員超員或超時停留可能引發(fā)的危險。

（2）身份識別及實時定位技術(shù)

當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置完畢到位后，運行人員佩戴定位標(biāo)簽，定位標(biāo)簽佩戴在現(xiàn)場工作人員身上或內(nèi)置于工作人員安全帽中，相當(dāng)于工作人員的“現(xiàn)場身份證”，用于和固定在工作現(xiàn)場的定位基站設(shè)備進行通訊，實現(xiàn)人員精確定位及身份識別。

系統(tǒng)檢測到不符合身份要求的人員進入重點區(qū)域后，及時向監(jiān)控中心發(fā)出警告信號，并通過工作人員隨身穿帶的智能頭盔、智能工牌等設(shè)備向工作人員本人發(fā)出聲光報警，以及時提醒離開。還可以佩戴安全帽的狀態(tài)進行識別，沒有佩戴安全帽，發(fā)出警告信號。進入電子圍檔區(qū)域的人員，系統(tǒng)可以進行定位人員的具體位置、軌跡，如圖5所示為人員定位技術(shù)。當(dāng)超過系統(tǒng)設(shè)置的時間范圍，手機（或智能標(biāo)簽）自動報警，提醒人員注意，避免不安全事件發(fā)生。

圖5 人員定位技術(shù)

當(dāng)接受到報警信號后，系統(tǒng)可以自動彈出報警點附近的視頻，可以第一時間查看到現(xiàn)場情況。系統(tǒng)中還有“歷史軌跡回放”功能，可以輸入相關(guān)人員的工號，查看其在報警時間段內(nèi)的行動軌跡，可以還原當(dāng)時的詳細過程。

3 結(jié)語

發(fā)電企業(yè)需要對傳統(tǒng)的生產(chǎn)運營模式進行改進與完善，才能適應(yīng)國家的宏觀調(diào)控的新形勢，加大管控力度，在保障安全、環(huán)保生產(chǎn)的基礎(chǔ)上降本增效，引入智能化運維技術(shù)與電子圍檔技術(shù)，將原來落后、繁瑣的工作變得高效、迅速、簡單、準(zhǔn)確，進一步提高電廠設(shè)備操控與智能化的管理，有助于智慧電廠建設(shè)的發(fā)展。在智慧制造發(fā)展過程中，智能制造技術(shù)將會產(chǎn)生更為重要的價值和作用。