年節(jié)煤近3000噸！全國熱電首個生物質(zhì)摻燒智能調(diào)控項目交付紀實！
近日，上海全應科技有限公司成功完成全國首個生物質(zhì)摻燒智能調(diào)控項目 —— 湖州織里長和 ADMC 熱電智能調(diào)控系統(tǒng)的交付。全應科技攜手長和熱電通過兩年技術攻堅，不僅破解了生物質(zhì)燃料高波動性帶來的控制難題，更以氧量穩(wěn)定率提升 80%、氮氧化物達標率 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桿。
作為熱電領域首個實現(xiàn)生物質(zhì)摻燒智能控制落地的項目，其背后凝聚著全應科技對燃料波動特性的深度解構、控制算法的顛覆性創(chuàng)新，以及現(xiàn)場團隊在極端工況下的持續(xù)攻堅。本文通過專訪全應科技算法專家黃波博士，揭開項目從技術困頓到突破的真實歷程，解碼智能調(diào)控技術如何在復雜的熱電工況中 “扎根現(xiàn)場，創(chuàng)造價值”。
智啟新程：從 “看板模式” 到 “自動投運” 的轉(zhuǎn)型
織里長和熱電項目的前身可追溯至與全應科技簽約的 1.0 “看板模式”階段，旨在通過人工參照系統(tǒng)給出的推薦指令進行操作，實現(xiàn)熱電生產(chǎn)的優(yōu)化。
然而，1.0 效果與長和熱電的預期存在落差。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)保指標達標的關鍵因素。一旦氧量失控，氮氧化物排放便會頻繁超標。這不僅會影響熱電的生產(chǎn)效率，還使其面臨著嚴峻的環(huán)保壓力。
為了深入了解問題根源，全應織里長和項目團隊對生物質(zhì)燃料的特性進行了更為細致的研究。項目團隊發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)燃料的高波動性并非偶然，而是受到多種因素的影響，包括原料的種類、產(chǎn)地、儲存條件以及預處理方式等。這些因素相互交織，使得生物質(zhì)燃料的特性變得極為復雜，給控制帶來了極大的困難。
2024 年，項目迎來了關鍵轉(zhuǎn)折的 2.0 階段，從 “看板模式” 升級為 “自動投運模式”。在這一階段，項目團隊重新定義了核心目標：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行。明確目標后，團隊帶著兩大技術儲備投入到項目中。
其一，是過往項目沉淀的算法組件。這些算法組件是全應科技在長期實踐中積累的寶貴財富，其中 “可調(diào)節(jié)邊界組件” 尤為關鍵。它能夠有效解決鍋爐負荷動態(tài)計算的難題，為后續(xù)的控制策略提供堅實的基礎。黃博士介紹稱，這個組件就像是團隊的秘密武器，它經(jīng)過了多個項目的考驗，在解決復雜問題時總能發(fā)揮出重要作用。
其二，是對 1.0 階段看板模式的改進。團隊提出了 “氧量與脫硝控制解耦” 策略，這一策略的創(chuàng)新性在于將兩個原本相互關聯(lián)的控制系統(tǒng)獨立開來，使它們能夠各自穩(wěn)定運行。氧量和脫硝控制就像兩個相互干擾的齒輪，解耦后，它們能夠更加順暢地運轉(zhuǎn)，互不影響。
這兩大技術儲備的結(jié)合，為 2.0 階段的成功奠定了堅實的基礎。團隊成員們?nèi)紳M懷信心地投入到新的挑戰(zhàn)中，大家相信，雖然困難，但只要堅定信念，憑借著卓越的技術和不懈的努力，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)展機遇。
技術攻堅：從 “摸著石頭過河” 到 “第一性原理” 破局
項目啟動后，全應科技團隊很快遭遇硬件難題。傳統(tǒng) DCS 系統(tǒng)依靠生物質(zhì)進料口負壓判斷生物質(zhì)堵料，極易誤判。斷堵料誤判會導致不合理的加減煤，從而導致整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
為攻克難關，項目團隊聯(lián)合熱控工程師，將依據(jù)負壓判斷生物質(zhì)斷堵料判斷和生物質(zhì)給料螺旋進行了聯(lián)動，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，這樣會形成事實上的斷料狀態(tài)，依據(jù)給料螺旋的運行狀態(tài)可有效的補償給煤量，實現(xiàn)氧量控制的穩(wěn)定性。DCS 改造過程中，熱控工程師制定標準化改造清單。改造中，既要完成設備升級，確保新設備與原有系統(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隊信心倍增，然而，這份輕松并未持續(xù)太久 —— 當目光轉(zhuǎn)向軟件算法設計時，全新的挑戰(zhàn)再次涌來。起初，團隊試圖沿用純煤燃燒的控制方案，將生物質(zhì)折算成 “當量煤” 進行計算。他們認為，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，團隊成員們滿懷期待地投入到了驗證工作中。
然而，經(jīng)過一個月的艱苦努力，驗證結(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間和精力，對各種參數(shù)進行了反復的調(diào)整和測試，但結(jié)果卻始終不盡如人意。生物質(zhì)燃料的波動性實在太大，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際問題?！?/p>
面對這一困境，團隊陷入了沉思。他們意識到，必須尋找一種全新的思路，才能突破當前的瓶頸。這時，“第一性原理” 的理念為他們指明了方向?！暗谝恍栽怼?強調(diào)從最基本的原理和事實出發(fā)，去思考和解決問題。團隊決定回歸到操作員的實際操作邏輯，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)負荷時優(yōu)先調(diào)風而非煤量。受此啟發(fā)，團隊大膽創(chuàng)新，將二次風設為主汽壓力、負荷預測核心變量，擺脫對波動生物質(zhì)數(shù)據(jù)的依賴。
這一創(chuàng)新效果立竿見影，機爐協(xié)調(diào)問題得以解決，控制方案從 “發(fā)散” 走向 “收斂”?！翱粗到y(tǒng)能及時響應下游大負荷波動，我們知道找對了方向。” 黃博士回憶道。此次突破，不僅解決項目難題，更為生物質(zhì)摻燒控制積累了寶貴經(jīng)驗。
現(xiàn)場實戰(zhàn)：極端工況下的韌性考驗
2024 年 8 月進駐現(xiàn)場后，項目中 50% 的控制回路需全新攻堅，沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可循，每個參數(shù)調(diào)整都要從頭摸索。
為了捕捉數(shù)據(jù)波動規(guī)律，項目成員駐場期間多次通宵調(diào)試。熱電生產(chǎn)是一個連續(xù)的過程，不同工況下的系統(tǒng)響應都有所不同。只有在各種工況下進行測試，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，都是一次與時間的賽跑。我們需要在有限的時間內(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。
在最緊張的時候，黃博士連續(xù)半個月熬夜，每天工作 16 小時以上。但他始終沒有放棄，心中只有一個信念：一定要攻克這個項目，為長和熱電打造一個高效穩(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會。因為湖州項目地理位置相對便利，我才能在工作和生活之間找到一個微妙的平衡?！?/p>
圖注：織里長和熱電項目現(xiàn)場，團隊成員常加班至半夜，只為出色完成任務
2024 年底，隨著新成員的加入，項目團隊迅速制定 “分工迭代法”：由資深工程師主攻氧量、負荷等核心回路，新人則負責輔助參數(shù)調(diào)優(yōu)，確保分工明確。在全力配合下，團隊緊鑼密鼓地對控制方案展開多次參數(shù)迭代。每次調(diào)整都如同進行一場精密手術，不僅要細致觀察參數(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，團隊實現(xiàn)三大核心突破：氧量控制標準差減小 25%，波動劇烈的氧量數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)，為燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障；氮氧化物小時均值達標率從 82% 躍升至 97%，顯著改善環(huán)保指標；能效利用率提升 1.26%，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時實現(xiàn)能源高效利用。這些成果為項目交付奠定了堅實基礎，展現(xiàn)了全應科技攻堅克難的技術實力。
長效價值：從項目交付到生態(tài)共建
項目交付恰逢紡織行業(yè)遭遇關稅沖擊，蒸汽需求驟降 30%，長和熱電鍋爐長期處于低負荷運行，負荷波動幅度擴大 50%，對控制系統(tǒng)適應性提出嚴峻考驗。低負荷工況下，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)”。
為了應對這一挑戰(zhàn)，全應科技團隊迅速行動起來。利用遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)，對鍋爐的運行數(shù)據(jù)進行 24 小時不間斷的監(jiān)測和分析。通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，團隊深入研究了低負荷工況下鍋爐的運行規(guī)律，找出了影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和效率的關鍵因素。
針對這些關鍵因素，團隊持續(xù)優(yōu)化控制參數(shù)。對燃料供應、燃燒控制、汽輪發(fā)電機組運行等關鍵環(huán)節(jié)的控制策略進行了精細調(diào)整，以確保系統(tǒng)在低負荷工況下能夠快速響應負荷變化，保持穩(wěn)定運行。
經(jīng)過多次的優(yōu)化和調(diào)整，ADMC 智能調(diào)控系統(tǒng)在低負荷工況下的性能得到了顯著提升。系統(tǒng)能夠快速、準確地響應負荷變化，保持蒸汽和電力供應的穩(wěn)定性。長和熱電在面對下游需求大幅波動的情況下，依然能夠穩(wěn)定運行，為織里地區(qū)的企業(yè)提供可靠的能源保障。
除了應對當前的低負荷工況挑戰(zhàn)，全應科技團隊還著眼于長和熱電的未來發(fā)展，進行了前瞻性的布局。長和熱電計劃拆除低壓鍋爐、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)的兼容性和擴展性提出了新的要求。
全應科技深知，要滿足長和熱電未來的發(fā)展需求，必須提前做好技術儲備和系統(tǒng)升級的準備。于是，全應在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎上，預留了算法接口，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)了全應科技對技術發(fā)展趨勢的敏銳洞察力，也展示了全應為客戶提供長期價值的決心。通過預留算法接口，全應科技為長和熱電的未來升級提供了便利，降低了系統(tǒng)升級的成本和風險。此外，織里項目積累的生物質(zhì)摻燒控制經(jīng)驗，已形成可復用的控制模版，將直接應用于山東樂陵等新項目。全應科技通過持續(xù)沉淀行業(yè) Know-How，不僅助力單個客戶的設備升級，更推動整個熱電行業(yè)向高效、綠色轉(zhuǎn)型，踐行 “用智能技術提升熱電效率” 的長期使命。
客戶證言：智能化改造的價值共識
這次合作不僅是技術的勝利，更是理念的革新。長和熱電運行部談經(jīng)理在驗收會上表示，“從最初的懷疑到現(xiàn)在的信賴，我們親眼見證了工業(yè)智能如何從實驗室走向生產(chǎn)現(xiàn)場。全應科技團隊扎根一線的工匠精神，讓我們相信技術落地不是紙上談兵，而是真正解決痛點的 ' 硬功夫 '?！?/p>
數(shù)據(jù)印證著實實在在的效益：項目投用后，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 250 萬元，若減少的碳排放進入碳市場進行交易，可收益 40 萬元每年。更深遠的影響在于，企業(yè)由此獲得了應對市場波動的 “緩沖帶”—— 即使在下游需求劇烈變化時，仍能保持穩(wěn)定的能源供應與成本優(yōu)勢。
作為全國生物質(zhì)摻燒首個智能調(diào)控的熱電企業(yè)，長和熱電的實踐證明：生物質(zhì)摻燒智能化并非不可逾越的難關，關鍵在于找到技術創(chuàng)新與現(xiàn)場需求的結(jié)合點。隨著全應科技 “織里模式”的復制推廣，一個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，更是整個熱電行業(yè)邁向綠色化、智能化的關鍵一步。在未來的發(fā)展中，全應科技將繼續(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，推動熱電行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。
