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中國能源報:在這里,讓智慧閃光
作者:朱音衡、李一丹、慕悅 日期:2020-07-20 訪問次數: 字號:[ ]
  “這是‘數據駕駛艙’,我們稱它為集控中心的‘天眼’,由此,大家可以看到機組實時運行數據和分析對比數據……”7月13日,在中國能建華東院“智慧工坊”屏幕前,智能發電部智能服務科科長張衛正在向參觀者介紹著“智慧電廠管理系統”。

  在“智慧工坊”,工程師們面對的不再是黑底白線的CAD繪圖頁面,而是生動的三維場景。“‘智慧工坊’是公司智慧服務產品的孵化器,集產品展示、研發、調試功能于一體。”據華東院副總經理葉勇健介紹,“我們正在從數字化設計出發,推動傳統的單一電廠設計服務,向包含設計、施工、運維在內的多元、智慧電廠全生命周期拓展服務轉變,為業主提供一站式綜合服務。”

  數字化設計催生智慧化轉型

  無論是80年代的簡單計算程序,還是90年代初的甩圖版,或是之后的輔助設計軟件,最終目的都在于提高設計效率。
  自90年代起,華東院便開始探索三維設計的應用價值,采用的PDS設計軟件,便實現了主廠房內管道布置的可視化。
  進入21世紀,隨著信息技術的快速發展和廣泛應用,華東院敏銳瞄準方向,率先在電力行業中提出建設以三維為核心的集成設計平臺,并引入SmartPlant系列軟件,探索基于數字化設計的全新設計管理模式。
  然而,為了尋找新的突破點、提供面向客戶需求的服務,2009年,華東院又追根溯源,把目光聚集于所有設計成品的核心——數據,提出以“數據”為核心的數字化設計模式,打造出全新的數字化設計管理平臺。該平臺仿佛一個大型處理站,存儲了來自各專業設計軟件的所有數據,形成了包含所有參數的數字電廠模型,可按客戶需求進行整合,由平臺統一向采購方、施工方和業主等提供長期服務。
  2013年,由華東院依托數字化電廠集成設計管理平臺設計的全國首臺全數字化設計電廠——大唐淮北虎山2臺66萬千瓦發電廠設計完成,獲得中國電力規劃設計協會“第一屆中國電力工程數字化設計大賽”火電組第一名、中國勘察設計協會首屆“創新杯”數字化工廠設計大賽“最佳協同設計獎”第一名。同年,“基于數字化平臺的電廠集成設計管理模式創新與實踐”項目獲“2012年全國電力行業企業管理創新成果獎”一等獎。
  從2015年起,華東院將數字化設計管理模式推廣到全部新建發電項目上,各專業員工全部具備數字化設計能力。兩年后,由華東智慧電廠管理系統、數據中心、全景三維漫游、施工模擬、VR體驗、三維運行監控6大模塊組成的“智慧工坊”應運而生。
  “在‘智慧工坊’,我們能深度分析積累的數據,探索數字化延伸服務的應用方向,研發可執行的應用場景和產品,并為產品提供調試空間和演示窗口。” 智能發電部主任侯新建表示,“同時,這也是華東院緊跟國家戰略,推進信息化與工業化深度融合,全面提升研發、生產、管理和服務智能化水平,推動智慧電廠建設、電力產業智慧化轉型的積極探索。”

  智慧施工“把控”未來方向

  一座規模龐大的現代化電廠,包含由各種機械設備連接而成的復雜網絡,聯通各個系統,并非易事。在設計階段,工程師要考慮清楚所有細節后才能開始繪圖。但即便如此,施工時依然會出現各種狀況。
  “‘智慧工坊’提供的智慧施工服務,可在系統中提供與現場完全相同的虛擬環境,通過多類型三維模型的整合和導出,幫助工程師們提前看到不同方案的建設過程與結果,一方面選出最優方案,另一方面對可能遇到的施工問題給出可視化4D模擬解決方案,‘把控’未來方向。”張衛介紹道。
  在對上海華電奉賢南橋新城能源中心工程進行主廠房優化方案實施時,華東院遇到了因壓縮主廠房面積造成的汽輪機轉子抽出空間不足問題,將直接影響未來的檢修工作。“我們在數字化三維設計的虛擬模型中,對汽輪機各個部件、起重機、軌道等均進行了詳細布置,通過SmartPlant系列漫游軟件動畫模擬了轉子抽出過程,給出了最優解決方案。事實證明,轉子抽出后,距離墻體僅兩拳,將空間用到了極致。”張衛回憶說。
  “在上海申能奉賢熱電工程施工時,我們也遇到過一個‘小插曲’——廠房原本已砌好的圍墻因臨時有設備搬入而需拆除,但這無疑會造成經濟和時間損失。”談起那次經歷,項目實施經理劉昊印象深刻,“后來,‘智慧工坊’協助我們通過可視化手段,模擬了不同方案的施工過程,最終選用了拆除工程量最小、最快的方案。”
  結合三維模型觀看計劃變更,提升施工協調效率,是智慧施工可以提供的另一項服務。“比如,施工當天突然得知某個設備無法進場,原施工計劃被打亂,我們就會利用4D模型安排其他工作,最大程度減少時間和人力的浪費。”張衛舉例道。

  智慧運維“遨游”虛擬現場

  “接下來,請大家跟我進行一次電廠巡檢。”參觀者們剛準備起身,便被張衛攔了下來,“大家請坐,我們不用真的去現場。在‘智慧工坊’,就能完成虛擬巡檢。”
  說著,張衛將光標移動到虛擬電廠的設備上,一連串數據馬上跳了出來。“這些都是實時運行數據。我們還可以通過設備列表快速定位,查看備品備件數量、歷史拆裝信息、檔案信息等,更能通過攝像頭看到現場畫面。”
  據張衛介紹,“智慧工坊”運用了全息三維模型技術,打造出與現實電廠完全一致的全景畫面,“只需打開管理系統,便可以“遨游”現場,實時掌握各方面的情況。”
  在電廠運維階段,“智慧工坊”以大數據、人工智能、新型傳感等為技術支撐,力求提高智能化水平,提升管理維度,降低管理成本。“智慧電廠管理系統就結合了數字化、物聯網和設備監控等技術,以全景管理模式,實現了全息三維模型、全程數據跟蹤、全局分析掌控,目前已在國電宿遷2臺66萬千瓦超超臨界二次再熱火電項目成功運用。”侯新建表示。
  “我們還給電廠員工配備了定位裝置,對他們的活動軌跡進行監控,如果有人誤入高危區,管理系統就會立刻報警。”張衛補充道。
  談起“智慧工坊”未來的發展,張衛很是憧憬。“目前‘智慧工坊’研發的系統不僅運行在PC和手機端,還能通過穿戴式設備對員工進行培訓,我們更將嘗試為大數據平臺、云架構、5G等技術尋找落地點。”
  “智慧電廠作為新一代信息技術與電廠項目的深度融合,系統集成也很關鍵。”侯新建說,“對于不同的設備和系統供應商,互聯互通尤為重要。‘智慧工坊’不僅是研發中心,而且是展示平臺,各大廠商都可以到這里來展示產品,我們將提供集成服務,與各方一起,共同推進行業進步。”


(《中國能源報》2020年7月20日第26版)
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