大數(shù)據(jù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用

甘肅電投張掖發(fā)電有限責(zé)任公司 于永寶

大數(shù)據(jù)是指大小超出常規(guī)的數(shù)據(jù)庫工具獲取、存儲(chǔ)、管理和分析能力的數(shù)據(jù)集，具有大量化、多樣化、快速化、價(jià)值密度低的特征，在應(yīng)用中主要是分析與事物關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)而不是少量樣本，重點(diǎn)不在探求難以琢磨的因果關(guān)系而是關(guān)注事物的相關(guān)關(guān)系。它的生命周期可劃分為數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)發(fā)布和應(yīng)用。在信息飛速發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用，不僅提高了生產(chǎn)效率也節(jié)約了大量資本。

1 在設(shè)備維護(hù)方面

目前火力發(fā)電廠的檢修模式仍然停留在計(jì)劃性檢修的模式上，這種“打包式”的檢修在一定程度上也成了檢修費(fèi)用長(zhǎng)年以來居高不下的一個(gè)因素。大數(shù)據(jù)的介入將會(huì)使檢修工作更加趨于科學(xué)性、合理性，減少工作量，從而實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。具體操作方面：通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)日常對(duì)設(shè)備的溫度、振動(dòng)、壓力和運(yùn)行小時(shí)數(shù)等參數(shù)的采集，通過量化分析得出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以此來指導(dǎo)檢修工作，對(duì)于劣化超過限值的設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)檢修，對(duì)運(yùn)行良好的設(shè)備可不列入檢修范圍，同時(shí)可得出部分設(shè)備需要檢修的最佳時(shí)間，利用日常維護(hù)的機(jī)會(huì)進(jìn)行檢修工作，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，最終實(shí)現(xiàn)效益最大化。

在設(shè)備維護(hù)臺(tái)賬的管理方面大數(shù)據(jù)仍有用武之地。通過對(duì)臺(tái)賬中故障記錄、維修情況的數(shù)據(jù)分析可得出設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，提醒維護(hù)人員制定應(yīng)對(duì)措施，做好提前預(yù)防。例如，統(tǒng)計(jì)設(shè)備每一次出現(xiàn)故障的時(shí)間、季節(jié)、環(huán)境等因素，分析環(huán)境對(duì)設(shè)備的影響程度，總結(jié)設(shè)備故障的規(guī)律等。同時(shí)可利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)做好后臺(tái)服務(wù)，開發(fā)可視的設(shè)備管理手機(jī)APP，維護(hù)人員可利用手機(jī)APP通過粘貼在設(shè)備上的二維碼，了解設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)、檢修工序、維護(hù)記錄以及配品備件的儲(chǔ)備情況及存貨位置等信息，便于維護(hù)人員掌握設(shè)備運(yùn)行情況，同時(shí)便于設(shè)備日常、事故情況下的檢修工作，從而進(jìn)一步提高設(shè)備維護(hù)效率，降低維護(hù)成本。

2 在運(yùn)行監(jiān)測(cè)方面

基于目前紅外檢測(cè)等技術(shù)的革新和價(jià)格的普遍降低，使紅外監(jiān)測(cè)技術(shù)在火力發(fā)電廠中的大規(guī)模應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。紅外檢測(cè)技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、大面積和快速掃描的特點(diǎn)，尤其在帶電設(shè)備的故障診斷上具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中可在三個(gè)區(qū)域布置，提高運(yùn)行監(jiān)測(cè)效率：一是在升壓站區(qū)域。可利用空間進(jìn)行分片布置，對(duì)斷路器、隔離刀閘、電流互感器、電壓互感器全方位的進(jìn)行監(jiān)測(cè)；二是在變壓器區(qū)域。可在高低壓側(cè)，在保證紅外檢測(cè)面能覆蓋三相繞組及接線位置的地方固定布置；三是在配電室內(nèi)。可根據(jù)負(fù)荷重要性在斷路器出線側(cè)選擇性布置。

上述區(qū)域紅外檢測(cè)采集的數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)置，在不浪費(fèi)存儲(chǔ)空間的基礎(chǔ)上利用溫升特點(diǎn)制定合理的采集模式，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性。通過數(shù)據(jù)采集在平臺(tái)上做實(shí)時(shí)分析，對(duì)異常情況做到及時(shí)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)全方位檢測(cè)。一方面保證了人員安全，另一方面在上述區(qū)域完全可以做到無人值守和日常巡視，一定程度上節(jié)約了生產(chǎn)成本。

目前西北區(qū)域各火電機(jī)組均頻繁參與深度調(diào)峰，近期來看可保證機(jī)組優(yōu)先上網(wǎng)和補(bǔ)貼收入，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來看對(duì)機(jī)組設(shè)備的影響也不容小視。譬如鍋爐受熱面的溫差變化、給水流量的波動(dòng)以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度變化等，都會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響，如何去控制這些影響是目前火力發(fā)電廠面臨的最迫切問題。基于目前各種在線檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)和普及，對(duì)大數(shù)據(jù)在火力發(fā)電廠深度調(diào)峰中的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。針對(duì)火力發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰的工況在相應(yīng)的主要設(shè)備上加裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的原始采集。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

同時(shí)，參與深度調(diào)峰后，隨著機(jī)組出力的下降運(yùn)行工況出現(xiàn)惡化，機(jī)組的安全運(yùn)行受到嚴(yán)峻考驗(yàn)，由于爐膛熱負(fù)荷較低，送入爐膛燃燒量減少，熱風(fēng)溫度降低，以及鍋爐內(nèi)過量空氣系數(shù)相對(duì)較高，使得爐膛熱負(fù)荷和溫度降低，燃燒穩(wěn)定性下降，尤其是影響穩(wěn)定燃燒的主要因素配煤摻燒被放在一個(gè)更加主要的位置。目前配煤摻燒的方法存在不同程度的滯后性和不穩(wěn)定性，利用大數(shù)據(jù)可有效解決這方面的問題。基于對(duì)機(jī)組各種工況下配煤摻燒不同比例的數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)，建立配煤摻燒虛擬模型，利用模型對(duì)鍋爐燃燒穩(wěn)定性的影響、各煤種燃燒時(shí)間、環(huán)境對(duì)煤種燃燒的影響等進(jìn)行分析計(jì)算，得出各種工況下最佳的摻配比例，在機(jī)組參與深度調(diào)峰期間進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以此來最大程度的提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 在安全管理方面

對(duì)火力發(fā)電企業(yè)來說安全生產(chǎn)就是企業(yè)的生命、企業(yè)的效益，它的重要性和必要性不言而喻。在生產(chǎn)活動(dòng)中，人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素以及管理上的缺陷都是造成不安全的主要原因。其中人是主導(dǎo)因素，在安全生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位，因此人的不安全行為的控制是預(yù)防事故、保證安全的關(guān)鍵。可利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，收集發(fā)電企業(yè)相關(guān)事故信息并作詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，對(duì)“三違”、繼電保護(hù)“三誤”等高發(fā)的時(shí)間、季節(jié)、環(huán)境及人員安全培訓(xùn)程度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，針對(duì)分析結(jié)果制定相應(yīng)的安全措施，降低人的安全風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，可利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)智能安全培訓(xùn)手機(jī)APP，內(nèi)容涵蓋安全知識(shí)答題、安全視頻教育等各項(xiàng)培訓(xùn)內(nèi)容，以安全三級(jí)教育為框架，制定相應(yīng)的題庫及安全教育視頻資源，實(shí)行學(xué)分制，以學(xué)分達(dá)標(biāo)來評(píng)價(jià)安全培訓(xùn)效果。一方面可以避免安全教育培訓(xùn)浮在面上，形式化、單一化，使安全培訓(xùn)教育能夠真正落到實(shí)處；另一方面，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的分析統(tǒng)計(jì)，可判斷發(fā)電企業(yè)員工的安全教育培訓(xùn)程度，進(jìn)一步提升安全教育培訓(xùn)效率。

在設(shè)備的安全管理中，大數(shù)據(jù)還可以通過對(duì)企業(yè)不安全事件的統(tǒng)計(jì)分析，找出同一設(shè)備或同類設(shè)備歷年來發(fā)生的不安全事件的相似點(diǎn)或關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的薄弱點(diǎn)或家族式問題提供給設(shè)備維護(hù)人員，以便制定出相應(yīng)的解決方案及應(yīng)對(duì)措施，做到提前預(yù)防，避免不安全事件的發(fā)生。

4 在庫存管理方面

火力發(fā)電廠的備品備件庫存對(duì)安全生產(chǎn)起著保駕護(hù)航的作用。俗話說巧婦難為無米之炊，設(shè)備維護(hù)也是一樣，但“米”也不是越多越好，如何使有限的“米”高效的發(fā)揮作用才是我們眼下要解決的關(guān)鍵問題。目前各集團(tuán)火力發(fā)電廠備品備件庫都是相互獨(dú)立，沒有建立任何聯(lián)系，針對(duì)此現(xiàn)狀可以利用大數(shù)據(jù)建立集團(tuán)公司火力發(fā)電廠備品備件公用系統(tǒng)，對(duì)各火力發(fā)電廠備品備件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。

一方面，對(duì)影響安全、環(huán)保并且采購周期較長(zhǎng)的通用備品備件建立虛擬備品備件庫，實(shí)際情況下此類備品備件都存放于各火力發(fā)電廠庫房中，在緊急情況下可臨時(shí)調(diào)用，使用后待所需公司采購備品備件到貨后填補(bǔ)虛擬庫庫存件，使此類備品備件得到高效利用；另一方面，通過對(duì)各火力發(fā)電廠庫存?zhèn)淦穫浼M(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)相同備品備件測(cè)算出合理的存儲(chǔ)數(shù)量，使各類備品備件最大程度的有效利用，從而進(jìn)一步降低庫存，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

在發(fā)電企業(yè)面臨發(fā)展困境的今天，如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展是亟待解決的難題，而大數(shù)據(jù)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用提供了一種解決難題的方法和路徑，相信隨著5G時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)將會(huì)應(yīng)用到火力發(fā)電廠的各個(gè)角落。