电厂智能运维与电子围档的应用

夏 励，罗先勇

（马钢能源环保部，安徽马鞍山 243000）

引言

近年来，安全和环保问题是我国高度重视的课题，为应对产业结构和市场需求的新矛盾，更包含对生产过程、成本控制的高质量精益要求，加强节能减排、能源高效利用是电力企业降低成本增加效益的重要方式；目前安全生产工作在发电厂得到了高度重视，安全工作的开展得到了极大的强化与改善，但是安全事故在发电厂仍时有发生，所以要加强发电厂安全生产管理、提升现场的智能化水平显得格外重要。“电厂智能化”目前已经得到了发展，进一步了解智能化创新资源，不断进行技术创新与改革，解决目前电厂面临的各类问题，提高发电厂现场的安全水平，把职工从危险程度比较高、繁重的体力劳动和重复性劳动的“3D”岗位中解放出来，不仅可以保障人员与设备的安全还可以降低人员及运维成本，提高工作效率。

1 智能运维与电子围档实现的目标

对电力行业的生产情况进行分析，明确整个生产过程中的各个要素，对重要的要素进行分析，并对重点要素方面采取智能化水平的情况进行探索。在电厂中运行监控和现场检修是生产过程中至关重要的两个要素［1］，针对运行监控及现场检修设置围档方面进行智能化的探索，采用一些智能化的先进技术，在这两个方面进行人机协作，建立智能化平台，实现“无从化”、“减少化”管理。智能运维与电子围档方面实现的目标主要有如下几点。

（1）降低运行监控人员劳动强度

传统的运行监控是需要安排专业运行人员连续工作，通常是24 h 倒班的方式。智能运行实时获取电厂所有运行数据，模拟运行值班人员的实际判断方式，来进行电厂运行状态的评估；在判断和检测到预定的报警条件时，立即向相关人员发出提示和警报信号，并给出最佳运行工况点。通过使用该系统，能够极大的缓解运行人员的工作压力，降低劳动强度，同时保证电厂设备安全稳定地运行。

（2）提高设备的可靠性

智能运行系统中的预警系统，可实时监控电厂相关参数，当采集的参数超过系统设置标准值或者与历史均值偏差超限时，进行预警，运行人员或点检人员在接受到预警信号后，根据预警等级情况来安排人员去现场进行核实，预警系统可以完成设备的自动维护，进一步提高设备的可靠性，减少非计划停机事故的发生［2］。

（3）提高现场检修的安全性

传统的安全围栏可靠性较低，存在着跨越的缺陷，操作人员及非操作人员在操作过程中擅自跨越安全围栏的现象时有发生，智慧电厂系统对发电厂的重要的生产区域与设备情况进行监控，通过设定区域及设备位置信息，自动生成三维电子围栏。系统对进入检修区域的人员进行自动识别，提高检修现场的安全性。

2 电厂智能运维与电子围档的应用

2.1 智能运维技术

对于现场的实时数据可以通过SIS 系统进行获取，智能运维系统可以通过获得的数据进行分析，并产生预警，对预警进行等级划分，对设备的运行状态进行评估判断。

（1）完善数据获取

根据电厂集控运行规程和规范操作指导，针对现场运行的主要设备、辅机等关键设备建立全厂的设备模型，设备建模所需的历史数据可以直接来自实时、历史数据系统，不需要再增加检测设备。

（2）智能预警技术

电厂由于生产工艺的复杂性，对运行安全要求极高，智能运行系统中的预警系统，可实时监控电厂相关参数，当采集的参数超过系统设置标准值或者与历史均值偏差超限时进行预警，从而能够做到在故障发生之前及时预警，如图1 所示。智能预警技术不仅可以实现转动设备的监视，同时还能对各系统、机组参数等建立可视化模型，使系统、设备在运行过程中也能受到实时监控，了解负荷的变化趋势和机组的工作状态，最终实现及时了解设备的不安全状态，进行分析采取措施。［3］

图1 智能预警

系统将各预警设置为A、B、C 三个等级（如图2所示），提高预警的可靠性和实际可操作性［2］。运行人员或点检人员在接受到预警信号后，根据预警等级情况来安排人员去现场进行核实，对于A 级预警要立即安排人员去核实。现场核实无误后，专业领导、运行人员根据现场实际情况及预警的级别来合理的安排维护作业计划，提高机组的生产率及设备的可靠性。

图2 预警等级划分

运行人员根据现场实际情况处理好预警中的故障后完成闭环操作，即对所有预警的处理情况录入到系统中，通过现场设备的运行不断累积预警处理的结果，从而形成完善的智能运行系统，图3为智能运行闭环流程图。

图3 智能运行闭环流程图

2.2 电子围档技术

智能运维系统发出警报后，安排人员去现场检修，这时需要对现场设置围档，与传统的围档相比，电子围档技术是对电厂的生产过程中重要的过程及设备进行监控，通过设定区域及设备位置信息，自动生成三维电子围栏［4］，图4 为智能三维电子围档示意图。

图4 智能三维电子围档

（1）在系统中设置电子围档

确定好检修任务后，在系统中设定检修重点区域允许停留的人员数量和时间，根据定位系统上传的数据监控区域内人员的数量、权限、停留时间等，当人员超员或停留时间超时系统发出告警信号，避免在特定工作现场人员超员或超时停留可能引发的危险。

（2）身份识别及实时定位技术

当系统设置完毕到位后，运行人员佩戴定位标签，定位标签佩戴在现场工作人员身上或内置于工作人员安全帽中，相当于工作人员的“现场身份证”，用于和固定在工作现场的定位基站设备进行通讯，实现人员精确定位及身份识别。

系统检测到不符合身份要求的人员进入重点区域后，及时向监控中心发出警告信号，并通过工作人员随身穿带的智能头盔、智能工牌等设备向工作人员本人发出声光报警，以及时提醒离开。还可以佩戴安全帽的状态进行识别，没有佩戴安全帽，发出警告信号。进入电子围档区域的人员，系统可以进行定位人员的具体位置、轨迹，如图5所示为人员定位技术。当超过系统设置的时间范围，手机（或智能标签）自动报警，提醒人员注意，避免不安全事件发生。

图5 人员定位技术

当接受到报警信号后，系统可以自动弹出报警点附近的视频，可以第一时间查看到现场情况。系统中还有“历史轨迹回放”功能，可以输入相关人员的工号，查看其在报警时间段内的行动轨迹，可以还原当时的详细过程。

3 结语

发电企业需要对传统的生产运营模式进行改进与完善，才能适应国家的宏观调控的新形势，加大管控力度，在保障安全、环保生产的基础上降本增效，引入智能化运维技术与电子围档技术，将原来落后、繁琐的工作变得高效、迅速、简单、准确，进一步提高电厂设备操控与智能化的管理，有助于智慧电厂建设的发展。在智慧制造发展过程中，智能制造技术将会产生更为重要的价值和作用。