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中国能源报:在这里,让智慧闪光
作者:朱音衡、李一丹、慕悦 日期:2020-07-20 访问次数: 字号:[ ]
  “这是‘数据驾驶舱’,我们称它为集控中心的‘天眼’,由此,大家可以看到机组实时运行数据和分析对比数据……”7月13日,在中国能建华东院“智慧工坊”屏幕前,智能发电部智能服务科科长张卫正在向参观者介绍着“智慧电厂管理系统”。

  在“智慧工坊”,工程师们面对的不再是黑底白线的CAD绘图页面,而是生动的三维场景。“‘智慧工坊’是公司智慧服务产品的孵化器,集产品展示、研发、调试功能于一体。”据华东院副总经理叶勇健介绍,“我们正在从数字化设计出发,推动传统的单一电厂设计服务,向包含设计、施工、运维在内的多元、智慧电厂全生命周期拓展服务转变,为业主提供一站式综合服务。”

  数字化设计催生智慧化转型

  无论是80年代的简单计算程序,还是90年代初的甩图版,或是之后的辅助设计软件,最终目的都在于提高设计效率。
  自90年代起,华东院便开始探索三维设计的应用价值,采用的PDS设计软件,便实现了主厂房内管道布置的可视化。
  进入21世纪,随着信息技术的快速发展和广泛应用,华东院敏锐瞄准方向,率先在电力行业中提出建设以三维为核心的集成设计平台,并引入SmartPlant系列软件,探索基于数字化设计的全新设计管理模式。
  然而,为了寻找新的突破点、提供面向客户需求的服务,2009年,华东院又追根溯源,把目光聚集于所有设计成品的核心——数据,提出以“数据”为核心的数字化设计模式,打造出全新的数字化设计管理平台。该平台仿佛一个大型处理站,存储了来自各专业设计软件的所有数据,形成了包含所有参数的数字电厂模型,可按客户需求进行整合,由平台统一向采购方、施工方和业主等提供长期服务。
  2013年,由华东院依托数字化电厂集成设计管理平台设计的全国首台全数字化设计电厂——大唐淮北虎山2台66万千瓦发电厂设计完成,获得中国电力规划设计协会“第一届中国电力工程数字化设计大赛”火电组第一名、中国勘察设计协会首届“创新杯”数字化工厂设计大赛“最佳协同设计奖”第一名。同年,“基于数字化平台的电厂集成设计管理模式创新与实践”项目获“2012年全国电力行业企业管理创新成果奖”一等奖。
  从2015年起,华东院将数字化设计管理模式推广到全部新建发电项目上,各专业员工全部具备数字化设计能力。两年后,由华东智慧电厂管理系统、数据中心、全景三维漫游、施工模拟、VR体验、三维运行监控6大模块组成的“智慧工坊”应运而生。
  “在‘智慧工坊’,我们能深度分析积累的数据,探索数字化延伸服务的应用方向,研发可执行的应用场景和产品,并为产品提供调试空间和演示窗口。” 智能发电部主任侯新建表示,“同时,这也是华东院紧跟国家战略,推进信息化与工业化深度融合,全面提升研发、生产、管理和服务智能化水平,推动智慧电厂建设、电力产业智慧化转型的积极探索。”

  智慧施工“把控”未来方向

  一座规模庞大的现代化电厂,包含由各种机械设备连接而成的复杂网络,联通各个系统,并非易事。在设计阶段,工程师要考虑清楚所有细节后才能开始绘图。但即便如此,施工时依然会出现各种状况。
  “‘智慧工坊’提供的智慧施工服务,可在系统中提供与现场完全相同的虚拟环境,通过多类型三维模型的整合和导出,帮助工程师们提前看到不同方案的建设过程与结果,一方面选出最优方案,另一方面对可能遇到的施工问题给出可视化4D模拟解决方案,‘把控’未来方向。”张卫介绍道。
  在对上海华电奉贤南桥新城能源中心工程进行主厂房优化方案实施时,华东院遇到了因压缩主厂房面积造成的汽轮机转子抽出空间不足问题,将直接影响未来的检修工作。“我们在数字化三维设计的虚拟模型中,对汽轮机各个部件、起重机、轨道等均进行了详细布置,通过SmartPlant系列漫游软件动画模拟了转子抽出过程,给出了最优解决方案。事实证明,转子抽出后,距离墙体仅两拳,将空间用到了极致。”张卫回忆说。
  “在上海申能奉贤热电工程施工时,我们也遇到过一个‘小插曲’——厂房原本已砌好的围墙因临时有设备搬入而需拆除,但这无疑会造成经济和时间损失。”谈起那次经历,项目实施经理刘昊印象深刻,“后来,‘智慧工坊’协助我们通过可视化手段,模拟了不同方案的施工过程,最终选用了拆除工程量最小、最快的方案。”
  结合三维模型观看计划变更,提升施工协调效率,是智慧施工可以提供的另一项服务。“比如,施工当天突然得知某个设备无法进场,原施工计划被打乱,我们就会利用4D模型安排其他工作,最大程度减少时间和人力的浪费。”张卫举例道。

  智慧运维“遨游”虚拟现场

  “接下来,请大家跟我进行一次电厂巡检。”参观者们刚准备起身,便被张卫拦了下来,“大家请坐,我们不用真的去现场。在‘智慧工坊’,就能完成虚拟巡检。”
  说着,张卫将光标移动到虚拟电厂的设备上,一连串数据马上跳了出来。“这些都是实时运行数据。我们还可以通过设备列表快速定位,查看备品备件数量、历史拆装信息、档案信息等,更能通过摄像头看到现场画面。”
  据张卫介绍,“智慧工坊”运用了全息三维模型技术,打造出与现实电厂完全一致的全景画面,“只需打开管理系统,便可以“遨游”现场,实时掌握各方面的情况。”
  在电厂运维阶段,“智慧工坊”以大数据、人工智能、新型传感等为技术支撑,力求提高智能化水平,提升管理维度,降低管理成本。“智慧电厂管理系统就结合了数字化、物联网和设备监控等技术,以全景管理模式,实现了全息三维模型、全程数据跟踪、全局分析掌控,目前已在国电宿迁2台66万千瓦超超临界二次再热火电项目成功运用。”侯新建表示。
  “我们还给电厂员工配备了定位装置,对他们的活动轨迹进行监控,如果有人误入高危区,管理系统就会立刻报警。”张卫补充道。
  谈起“智慧工坊”未来的发展,张卫很是憧憬。“目前‘智慧工坊’研发的系统不仅运行在PC和手机端,还能通过穿戴式设备对员工进行培训,我们更将尝试为大数据平台、云架构、5G等技术寻找落地点。”
  “智慧电厂作为新一代信息技术与电厂项目的深度融合,系统集成也很关键。”侯新建说,“对于不同的设备和系统供应商,互联互通尤为重要。‘智慧工坊’不仅是研发中心,而且是展示平台,各大厂商都可以到这里来展示产品,我们将提供集成服务,与各方一起,共同推进行业进步。”


(《中国能源报》2020年7月20日第26版)
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