浅析“智慧信号”软件在高井热电厂的应用及发现黄博

黄博

（大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂100041）

摘要：高井热电厂目前的运行方式是由运行人员负责对燃机MarkIVe控制系统及汽机、余热锅炉以及辅机DCS控制系统等参数的监视、调整、对出现异常的参数进行判断，通知设备、检修维护人员处理，这样的工作方式只能监测机组的实时报警，无法提前预测机组有可能出现的故障，检修计划的制定则根据影响设备寿命的因素而定；主要是运行方式、燃烧温度、燃料和注水／蒸汽，同时检修严格按照检修周期制定，如果设备达到检修时间则无论设备是否运行正常，都需要对机组进行检修，同时根据运行人员实时监测的报警，检修人员进行分析来判断是否进行非计划检修，通过智慧信号软件则可以实现：预测机组维修分析，将非计划维修转变为计划维修，同时缩短检修时间、延长检修周期，实现机组更高的可靠性，把非计划停运时间缩短，提高资产利用率，减少启动失败的次数、提高工程分析效率、提高电厂产能、降低生产成本。

关键词：“智慧信号”；大数据分析；火力发电厂

中国大唐集团公司为响应国家的号召，顺应全球的数字化和智能化时代发展形势，决定与美国通用公司合作将“互联网+”技术融入到电力发展建设中，为今后电厂运行和管理发展方向走向工业化和智能化‘两化融合’的道路，将运营技术和信息技术相结合，着力提高设备的可靠性和可利用率，全面优化性能，降低维护成本，提高利润。与此同时将“智慧信号”系统用于集团公司五家燃气电厂以及一家燃煤电厂中，利用“智慧信号”获取需要收集的数据，以提前找到故障、确定维修项目的优先级并进行计划检修、避免意外停机、规避灾难性故障。作为“智慧信号”应用布置的高井热电厂具备了得天独厚的优势，为了充分发挥“智慧信号”的作用，中心工作人员加大对高井电厂出现预警的分析及处理，发现了一些有价值的案例，为高井电厂设备的检修和运行提供了必要的帮助。

1、“智慧信号”的简介

“智慧信号”软件是一个完全数据驱动的，基于相似性原理建模技术的系统，其利用在电力行业积累的丰富经验，包含所需仪表的详细信息，制定对每种设备的重要性分类、故障诊断规则的阈值和逻辑、失效模式等等。可对包括余热锅炉，燃煤机组、燃气机组在内的任何制造商的任何设备及传感器进行监测。区别于传统诊断报警使用阈值和单传感器分析或者基于公式的模型，智慧信号采用多变量，动态的实时分析手段，在设备出现不良状态趋势时在传统报警条件触发前提早进行报警，进一步分析数据后确定故障的危害等级，并据此确定维修项目的优先级并进行及时的计划检修、避免意外停机、规避灾难性故障。对多个传感器产生的故障组合进行分析，模拟技术专家的分析方式，通过算法状态矩阵匹配出最可能造成设备当前存在的问题，为检修方向提供依据。

2、“智慧信号”在高井热电厂的应用

“智慧信号”主要运用了物联网、云计算、大数据等先进的理论，通过对全球燃气机组设备故障缺陷典型数据的取值、分析，已经形成了300多种计算方法，这些计算方法已经运用到高井热电厂的生产过程中，通过数据中心一期功能性验收统计，高井热电厂接入信号共计3481个，在高井现场一共布置了2726个报警，应触发的报警种类为388条，应触发的报警数量为1246个，实际触发的报警数量为1059个。软件的算法通过大数据计算，一旦运行数据与典型数据出现偏差而且符合预设的失效模式，系统便会报警，专业分析人员通过分析数据，制定相应解决方案，消除缺陷，从而降低机组设备故障率，提高安全性。

“智慧信号”软件可以帮助高井热电厂避免设备事故停机并尽快恢复生产。设计用于提高设备可靠性、避免意外事件，快速响应各发电机组运行与维护需求，协助企业做出决策，降低生产成本，提高经济效益。通过物联网、大数据、云计算等先进技术，为燃机设备全生命周期提供预警、故障诊断、性能优化与增值服务，大幅提高高井热电厂燃气发电机组设备可靠性，优化机组运行经济性，降低运维成本，促进节能环保。

3、“智慧信号”的主要功能

“智慧信号”软件的能够为高井热电厂实现的主要功能如下：

1.提高电厂设备的可用性和可靠性。

2.为电厂的可靠性、完整性和安全性管理过程提供支持。

3.为电厂管理者提供更好的决策和规划。

4.可以最大程度的提供电厂工程师的工作效率。

5.降低电厂的运营成本。

7.帮助电厂展示能够实现的持续收益，在电力市场改革的过程中，实现收益最大化。

电厂的非计划停机一直是生产管理者十分关心的事情，在确保人身和设备安全的前提下，生产管理者往往都把精力放在怎样减少机组非计划停机，但是设备的监视往往首先通过热控测点进行检测，这样就会有一个问题，如果运行人员在监视画面发现某一个测点不稳定，如果这个测点在高温、高压区域，则热控人员无法判断是测点异常还是测点监测的设备异常，这样则会对生产管理者造成很大的困扰，如果判断失误，则会造成非计划停机。“智慧信号”软件则可以通过采用多变量，动态的实时分析手段，在设备出现不良状态趋势时在传统报警条件触发前提早进行报警，为生产管理者提供可执行的方案用于降低设备的非计划停运、非计划停运时间、以及提高设备的效率降低生产损失。同时，由于软件可以在设备的异常出现初期及时发出预警从而可以降低事故的风险，也可以通过软件的分析功能降低员工的工作量，帮助员工把主要精力放在其他重要的工作上。

4、“智慧信号”软件在高井电厂发现的案例探讨

“智慧信号”软件布置在数据中心以来，通过分析人员对预警的处理发现了部分有价值的案例，下面对发现的典型案例进行探讨：

1、2017年6月20日10：36，数据中心智慧信号软件发出报警：“Turbine–InnerbarrenCoolingProblem”，指示高井#1燃机#2轴承间冷却异常。此时，高井#1燃机运行工况稳定，#2轴承间空间温度（898783.TTIB1）从262℉（127.7℃）阶跃跳升到300.9℉（149.4℃），然后又恢复到了262℉（127.7℃）。通过分析发现#1燃机#2轴承间温度升高，可能为冷却风机出力下降导致。对比2台冷却风机的运行情况，发现报警时刻为#1冷却风机（88BN-1）在运行，而#2冷却风机（88BN-2）运行时，#2轴承区温度良好。初步判断#1冷却风机运行出力不足或风机入口滤网脏堵。电厂专业工程师确认报警的真实性，并给出了解决问题的方案。

2、2017年6月18日上午11：12，数据中心系统发出报警“STATOR_C7_TEMP_HI”，指示高井#1号燃机发电机定子铁芯温度热电阻（MKD10TE025）读数异常。通过分析发现2017年6月18号#1燃机升负荷过程中发电机定子铁芯温度MKD10TE025超过227°F，系统发出STATOR_C7_TEMP_HI报警。机组降负荷过程中，该温度降至220°F，报警解除。2017年6月19日，#1燃机启动升负荷至219MW时，铁芯温度MKD10TE025再次超过227°F，系统再次报警。数据监视中心监视发电机中心端定子铁芯温度MKD10TE025、MKD10TE027、MKD10TE029，其中MKD10TE025比发电机中心端相邻位置的铁芯温度MKD10TE027、MKD10TE029高约35°F。电厂专业工程师确认报警的真实性，并给出了解决问题的方案。

5、结论

通过“智慧信号”软件在高井电厂运行以来触发的预警来看，软件触发的预警基本都是真实有效的，但是需要现场分析师具备一定的现场实际工作经验，并且软件关注的重点在于设备趋势的恶化，相信通过加强对软件的优化和使用能够为高井热电厂设备的安全稳定运行提供更好的支持和帮助。

参考文献：

[1]《智慧信号设备中心》产品文件

[2]《智慧信号蓝图中心》产品文件

[3]《智慧信号sentinel中心》产品文件

[4]《智慧信号核心中心》产品文件

[5]《智慧信号管理员中心》产品文件

作者简介：

黄博北京高井热电厂数据分析师邮编：100041