国家力推能源设备更新，火电焕新“进行时” | 智慧火电厂数字孪生解决方案

8月21日，国家发改委、国家能源局综合司发布《能源重点领域大规模设备更新实施方案》要求推动能源重点领域大规模设备更新和技术改造。以节能降碳、安全生产、数字化转型、智能化升级等为重要方向，推进行业设备更新改造。

火电作为能源供应的“压舱石”，要加快火电数字化设计建造和智能化升级，建设智能感知、智能诊断、智能控制、智慧运行的智能电厂。

凡拓深度融合数字孪生、物联网、大数据、人工智能等前沿技术，构建智慧火电厂数字孪生平台。从“生产经营、智慧运维、安全管控、低碳环保” 四大板块出发，推动设备更新、工艺升级、数字赋能。

1.1 运营管控

1:1三维仿真还原火电厂全貌，建立全价值链数据集成平台，集中展示电厂核心业务数据和关键信息，比如经营数据、发电统计、运营情况、计划完成率、配电数据等，实现跨部门、跨流程的全面分析和判断，为集团、电厂领导提供科学决策依据，便于及时调整生产计划，实现降本增效。

▲厂区生产经营统览

▲重点数据监控图表

1.2 人员调度

实时统计厂区总人数，汽机、输煤、锅炉房人员信息，实时监测人员、车辆移动轨迹，利用搜索导航功能快速定位人员，帮助管理者快速调动各区域员工，加强全局管理，提升企业的智能化水平和运行效率。

▲车辆移动轨迹追踪

1.3 深度调峰

平台统计装机耗电量，实时抓取装机功率以及生产指标，便于工程师调控生产资源；密切监控锅炉及汽轮发电机组的实时效率和参数，分析设备运行效率和生产数据；关注机组非计划停机数，完善点检标准，制定预防措施。

▲变电数据监控图表

1.4 库存管理

平台实时统计燃料出入库情况、库存成本、当日库存消耗量、库存消耗速率和补充速率，便于管理者及时掌握库存情况，采取措施。

▲储料库库存预警

2.1 工艺流程仿真

通过可视化的作业流程组态还原火力发电生产工艺流程：输煤栈桥→筛煤机→碎煤机→输煤皮带→给煤机→磨煤机→锅炉→汽轮机→发电机→主变→升压站→电网……

一方面，便于对员工、客户进行工艺流程演示；另一方面可以及时监控工厂流程动态。

▲火力发电生产工艺流程仿真

2.2 设备全生命周期管理

建立完善的设备台账，对卸煤机、输煤皮带、煤场、斗轮机、磨煤机、锅炉、汽轮机、发电机等设备进行全生命周期数据管理。

对关键设备进行三维仿真还原，直观呈现设备的部件组成及动态运作全流程。实时采集机组主要运行数据，如：锅炉温度、气压、脱销、预警事件等，辅助用户进行日常的生产和安全管理，提高电厂的数字化管理效率。

2.3 设备故障检修、预演

将检修过程数字化、标准化、可视化，形成AI自助检修专家系统，辅助运维人员进行设备检修，提高检修效率和检修质量。同时平台利用机器学习技术建立模型，对设备运行状况的趋势进行预测，及时发现潜在的故障和隐患，并采取相应的预防措施，从而避免可能发生的事故和损失。

▲设备故障预演

3.1 安防布控

展示各区的安保人员和监控设备的分布情况，管理人员在系统中直接点击摄像头的位置进行监控内容的查看和镜头的调节。左右两侧的预警列表展示预警的级别、位置、类型，管理员可视情况进行处理。

▲安防布控监控

3.2 AI布控

 AI视觉识别算法：精准识别人员行为，对安全帽穿戴、工作服着装、抽烟等违规行为进行捕捉与告警，并记录在报警图表中。

● 电子围栏：采用了先进的“阻挡为主，报警为辅”的周界安防理念，在人员入侵时弹出提示框，提醒集控中心并及时通知入侵者离开。

达到事前预警、事中干涉、事后溯源的闭环式管理，以确保厂区安全运营。

▲变电数据监控图表

3.3 AI巡检

打造集无人机自主飞行、实时视频传输、数据采集与分析及平台管理等功能于一体的智能巡检，在平台上安排无人机进行精准巡检，并通过AI图像识别自动检测设备缺陷和潜在隐患，让线路巡检更加便捷、精准、高效。

▲无人机智慧巡检

3.4 应急指挥

无人机巡检发现异常情况后，将通过邮箱、短信、预警系统通知安全管理人员。同时平台会自动模拟发展态势，及时分配任务给附近安全员，根据平台内置的应急预案，让管理者快速处理安全问题，实现智能化闭环安全管理。

▲应急指挥程序

▲厂区应急指挥预案程序流程图

4.1 环境监测

实时监测厂区烟尘、NO₂、汞排放、PM10、PM2.5、SO₂ 等指标的实时数值，用热力图等形式展示厂区温度、噪声、悬浮颗粒等情况，设置安全预警和预警列表，提示及时处理安全隐患。提升碳排放反演的准确性，科学规划减排策略，挖掘碳资产价值，让成本变成收益。

4.2 能耗管理

实时显示园区能耗数据，通过能源精细化管理，使得各区域用能情况更加透明化、精细化、可追溯化，为运维人员输出节能优化建议，使得管理规范化。

好风凭借力，扶摇上青云。凡拓继续发挥技术优势和资源整合能力，积极推动设备更新和工艺升级，助力各行业跑出新质生产力“加速度”，点燃高质量发展“新引擎”。