★施耐德電氣（中國）有限公司趙海坤，張醒，戴鋼

★浙江巨化熱電有限公司祝路平，蘇海東，楊冬麗

1 項目概述

圖1 施耐德電氣工業互聯網的架構EcoStruxure

目前，施耐德電氣已經推出了基于工業互聯網的架構與平臺EcoStruxure，它完美詮釋了綠色智能制造的理念，在橫向的范圍內可以覆蓋從離散工業、混合工業到流程工業的各個細分領域和專業特點，也同時在縱向上實現了互聯互通的產品、邊緣控制以及應用、分析與服務三個層級的打通，并提供專業的端到端網絡安全及云、邊、端的高效協同。為適應電廠智慧化需求，促進工業化與信息化的深度融合，施耐德電氣充分利用互聯網+、人工智能、大數據分析、三維可視化等最新的技術面向電廠用戶推出企業數字化轉型解決方案，保證電廠安全、環保、高效的運營。

浙江巨化熱電有限公司（巨化熱電廠）8#機組于2000年建設，采用一臺280t/h自然循環鍋爐和一臺60MW凝汽式汽輪發電機組。8#機組采用了施耐德電氣Foxboro DCS系統，2001年投入使用，2014年低氮改造時，DCS系統升級到最新的版本，硬件升級到FCP270控器、FBM200系列IO以及全新的工作站以提高系統可靠性和滿足長周期運行要求。2021年1月#8B背壓機組上線運行。

圖2 EcoStruxure?電廠整體數字化解決方案

本項目基于施耐德電氣EcoStruxure?電廠整體數字化解決方案，結合巨化8#機組現狀和用戶需求，以“無人值守”為目標進行對整個機組全面的優化。項目內容包含了APS機組一鍵啟停+APC先進過程控制+事故自愈為核心的解決方案，并配備了System Advisor（系統顧問）+Control Advisor（控制顧問）+PRiSM設備預測性維護+智能診斷分析與優化等輔助優化手段，為巨化的數字化建設搭建一個全方位一體化的整體解決方案。

2 項目實施應用

從2018年施耐德電氣根據巨化電廠需求和現場實際情況，進行數字化電廠的建設，秉承整體規劃、分步實施的戰略思路進行逐步推進。

項目解決方案主要分為以下幾個模塊：

（1）一鍵啟停APS：通過自動啟動APS技術輔助運行人員完成機組啟停階段的大量操作，減少了運行人員的干預，實現機組平穩運行。

（2）事故自愈：#8機組故障順控模塊用于實現#8機組8種情況下的故障順序控制，減少運行人員故障處理時出錯概率，為機組安全和設備安全保駕護航。

（3）通過先進過程控制APC系統提升自動控制品質，優化燃燒和脫硝控制，進一步提升機組的經濟性。

（4）通過機組級協調控制實現整個機組的壓力-負荷全自動控制，減少運行人員的干預，實現機組的平穩運行。

（5）通過SystemAdvisor系統顧問結合智慧語音報警功能實現對報警信息的管理，輔助分析操作員的操作記錄，并實現對DCS系統狀態的診斷功能等。

（6）通過ControlAdvisor控制顧問幫助運行人員實時監測所有控制回路的控制品質，并協助優化自動控制回路的PID參數整定。

（7）通過PRiSM機組智能預警及故障自愈功能實現設備故障的提前預警，結合設備專家故障庫，對事故的原因進行自動判斷，同時會針對特定事故進行全自動的自愈操作，保證系統和設備的安全。

（8）對執行機構進行了優化，制粉系統增加粉位的自動啟停，冷風門自動優化，爐膛吹灰等進一步減少操作數。

3 項目價值

隨著有經驗的一批操作工的老齡化，操作工的年輕化導致操作工生產經驗較少，同時環保要求的嚴格、安全生產問題成為電廠的主要矛盾，電廠如何實現綠色智慧安全生產面臨挑戰。

將施耐德電氣自動化解決方案結合用戶現場成功進行無人值守應用，給電廠帶來了新的方向，同時將一鍵啟停、事故自愈、APC先進過程控制、控制顧問、設備預測性維護和系統顧問等解決方案在電廠進行了集成優化，組成電廠的無人值守解決方案。無人值守達到比傳統運行管理模式“更安全、更經濟、更環保”的運行目標，實現“機器換人、管理換人、智慧換人”，最大限度地解決人的不安全行為和物的不安全狀態。#8機組無人值守是打造綠色智慧電廠、以數字化引領智慧公用發展的必由之路。

本項目難點為從無到有建立了電廠的無人值守解決方案，項目可復制性較強，在行業內有很好的示范意義，提升了電廠自動化水平，電廠無人值守做到了真正的電廠無人化管理，為電廠的智慧化、數字化、智能化提供指導方向，被行業內稱之為電廠“無人機”。以無人值守新模式為新起點，加強新技術、新工藝運用，在探尋電廠綠色化發展、數字化改革貢獻力量。

4 效益分析

#8機組無人值守項目操作數從最開始的每個班916條，報警1000多條，經過不斷的優化，改進降低至每個班組“0”操作數，10條以下的報警數。

環保要求提升：本項目投入后，將爐后環保出口NOx穩定控制在30～40mg/Nm3之間，環保超標次數從每年4～5次降低為0次。

生產指標帶來提升，通過本項目投用，鍋爐的主汽壓力、氧量、爐膛出口NOx和爐后環保NOx標準偏差提升30%以上，鍋爐效率提升了0.53%。項目前后生產指標對比如圖3所示。

圖3 項目前后生產指標對比

（1）直接經濟效益

直接的顯性經濟效益=鍋爐效率經濟效益+制粉電耗經濟效益=158.568萬元/年。

（2）間接經濟效益

（3）年度綜合經濟效益=機器換人減員效益+環保效益+機組非停效益=148+40+294=482萬元/年。本項目為電廠的數字化建設和無人值守的推進奠定了良好基礎和項目示范效應，同時具有很強的復制性。

精彩對話

施耐德電氣工業自動化中國區過程自動化業務總經理 喬锃

自動化博覽：施耐德電氣能夠為電力能源行業提供哪些產品或解決方案？這些產品和解決方案具有怎樣的特點和優勢？

喬锃：施耐德電氣可以為電力能源行業提供全生命周期的工業自動化、電氣化、數字化解決方案和咨詢服務。包括DCS、PLC、安全系統、SCADA、現場儀表、分析儀表、變頻、中低壓配電以及全面的數字化解決方案。賦能企業數字化轉型，施耐德電氣提供包含了從設計建造階段二三維設計軟件E3D、施工管理軟件ERM、數字化交付平臺AIM、實時數據庫PI、操作員仿真模擬OTS等，運維階段先進過程控制APC以及PID控制回路優化、無人值守等，到設備管理和維護側的資產策略管理優化、設備預測性維護PRiSM等，提供工廠從工藝設計、建造升級、運營與維護和資產優化全生命周期的完整解決方案。這些產品主要特點是產品成熟，并已在電廠成功應用多年，效果良好。

自動化博覽：數字化轉型是當前中國制造業由大轉強的必經之路，施耐德電氣將如何幫助電力行業客戶實現數字化轉型？

喬锃：施耐德電氣引領全球能源管理和自動化領域數字化轉型，充分利用EcoStruxure架構，提供數字化轉型咨詢、平臺和方案實施，從“平臺融合”、“數據融合”、“功能融合”三個維度去構建完整的數字化轉型解決方案，利用數字孿生技術和數字化交付及實時數據平臺，實現物理工廠和孿生工廠、設計建造和生產運維的全廠信息共享，打通功能壁壘，最大限度地為工廠全面數字化打下堅實的基礎，關于企業數字化轉型，施耐德的成功經驗是先醫后藥、先軟后硬、小步快跑。

自動化博覽：“30·60”雙碳戰略倒逼能源轉型，提升了電力中長期需求，施耐德電氣對此有何舉措？

喬锃：針對國家雙碳戰略帶來的壓力和機遇，施耐德電氣在電力能源方面主要做了以下調整和部署：

（1）積極配合常規火電的靈活性改造，幫助客戶提高機組的調峰能力；

（2）通過自動化控制的優化和數字化應用大力支持電廠運行優化及CCUS和其它減碳措施；

（3）為氫能、抽水蓄能等儲能應用提供全面解決方案；

（4）為水電、風電、光伏、垃圾發電、生物質發電等領域提供從前期規劃到中期實施到項目落地完整可行的解決方案，助力新能源電力的智能制造。

自動化博覽：火力發電仍然是目前我國發電方式的主要占比，您認為自動化技術將助力哪些新一代技術引入火力發電，從而促進行業的發展？

喬锃：雖然國家出臺的各種政策導致火電的增長受到限制，但火力發電在未來很長一段時間還是我國電力的主要貢獻者。火電行業的自動化水平已經很高了，但我們的無人值守方案把自動化的標準又提高了一大截。不僅僅通過APS、APC、報警管理優化節省了大量操作，還通過預測性維護、故障自愈等手段把專家知識變成自動化的一部分，進一步提高了電廠運行的經濟性和安全性。

當然，施耐德電氣還有很多新技術來幫助電廠來應對越來越嚴峻的挑戰，包括數字化交付、嚴格機理仿真、設備診斷維護、虛擬檢修、人員主動安全平臺等，確保電廠在環保、安全要求越來越苛刻的背景下，還能保持較高的效率和效益。

摘自《自動化博覽》2022年7月刊