AI賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí) 中國(guó)神華煤電一體化如虎添翼

一個(gè)裝機(jī)容量達(dá)95萬(wàn)千瓦，并承擔(dān)北京十分之一熱力供應(yīng)，為約200萬(wàn)戶居民提供家庭用電的電廠，需要多少人來(lái)管理?答案是：30人。這其中，不僅包括了生產(chǎn)運(yùn)行人員和技術(shù)人員，還有黨務(wù)、財(cái)務(wù)、經(jīng)營(yíng)人員等。

這就是中國(guó)神華首個(gè)“智能電站”示范項(xiàng)目——國(guó)華京燃熱電廠。信息化與AI技術(shù)為老電廠帶來(lái)了新變化，也讓中國(guó)電力行業(yè)從依賴(lài)人工的1.0時(shí)代、自動(dòng)化運(yùn)行的2.0時(shí)代，大步邁入了智能發(fā)電的3.0時(shí)代，電廠員工更是擺脫了汗流浹背、蓬頭垢面的形象，成為眼觀六路、耳聽(tīng)八方的高效管理人。

日前，上交所舉辦的“滬市公司質(zhì)量行——我是股東”調(diào)研團(tuán)隊(duì)走進(jìn)中國(guó)神華，30余名中小投資者實(shí)地參觀了智能電站，真切感受新一輪科技進(jìn)步給電力行業(yè)帶來(lái)的變革。

首個(gè)“吃螃蟹”的智能電站

在距離北京CBD中心19公里的地方，坐落著一個(gè)花園式電廠，名叫國(guó)華京燃熱電廠。它是北京市東北熱電中心的一部分，目前在運(yùn)行一套“二拖一”蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組，總裝機(jī)950MW，2015年8月正式投產(chǎn)。這是中國(guó)神華首個(gè)“智能電站”示范項(xiàng)目，也是國(guó)內(nèi)智能化程度最高、用人最少的綠色生態(tài)電站。

“當(dāng)時(shí)，我們是行業(yè)內(nèi)第一個(gè)‘吃螃蟹’的人，專(zhuān)門(mén)成立了智能制造頂層設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。”國(guó)華京燃熱電廠工作人員對(duì)記者表示，“我們向GE了解前沿的科學(xué)技術(shù)，跟核電學(xué)習(xí)安全管理，去以色列、京東學(xué)圖像識(shí)別，最后把先進(jìn)的ICT技術(shù)和電廠的生產(chǎn)業(yè)務(wù)高度融合，完成了智能發(fā)電系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)。”

據(jù)介紹，國(guó)華京燃熱電廠采用了30多種先進(jìn)技術(shù)，其中最能體現(xiàn)電廠生產(chǎn)智能化的是這里的設(shè)備數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中心通過(guò)三維設(shè)計(jì)和三維數(shù)字化移交進(jìn)行可視化展現(xiàn)，整合了設(shè)備的設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、運(yùn)行、缺陷、檢修、管理的所有數(shù)據(jù)，構(gòu)成了大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，達(dá)到了對(duì)設(shè)備的全生命周期控制，提高了設(shè)備可靠性。國(guó)華京燃熱電廠也是國(guó)內(nèi)第一家廣泛采用三維設(shè)計(jì)的電廠。“我們這個(gè)廠最大的建設(shè)成果，就是實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化表達(dá)。”上述工作人員自豪地說(shuō)。

事實(shí)上，中國(guó)神華在規(guī)劃京燃熱電廠時(shí)，初衷就是把林林總總的技術(shù)進(jìn)行貫通，對(duì)業(yè)務(wù)全部進(jìn)行信息化覆蓋。據(jù)上述工作人員介紹，在安全監(jiān)測(cè)上，因?yàn)榘l(fā)電廠都是高溫、高壓、帶電、蒸汽設(shè)備，電廠的每一個(gè)開(kāi)關(guān)、每一個(gè)設(shè)備都是有標(biāo)識(shí)的，后臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)是否安全。每執(zhí)行一個(gè)操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)判斷，只有所有指標(biāo)合格才能允許操作，保障現(xiàn)場(chǎng)安全。

正是綜合應(yīng)用了各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，如今的這座智能化電站，已成為一個(gè)“一鍵啟停、無(wú)人值守、全員值班”的信息化電站，工作人員在電廠的任何地方，都能及時(shí)收到預(yù)警信號(hào)，從“人盯數(shù)據(jù)”變?yōu)?ldquo;數(shù)據(jù)找人”。這個(gè)總裝機(jī)950MW的電廠，管理人員只有30人，高效運(yùn)營(yíng)為電廠帶來(lái)了可觀的盈利。

閃電哨兵“機(jī)智過(guò)人”

如果說(shuō)電力是人類(lèi)現(xiàn)代文明的血液，那么發(fā)電廠就是其中的造血機(jī)。如果一家發(fā)電廠出現(xiàn)重大事故，不僅在廠內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)毀人亡的慘劇，還可能使一方民生受到嚴(yán)重影響。中國(guó)神華剛剛“上崗”的智能巡檢機(jī)器人“閃電哨兵”，則用科技的力量為電力安全保駕護(hù)航。

“閃電哨兵”剛于今年9月參加過(guò)央視《機(jī)智過(guò)人》節(jié)目，一夜間成了電廠的紅人。

這個(gè)擁有兩只大眼睛，外形酷似《機(jī)器人總動(dòng)員》主人公的“閃電哨兵”，集成了很多傳感器，例如它的兩只眼睛有可見(jiàn)光的圖像分析和紅外成像測(cè)溫功能;機(jī)身兩側(cè)有聲音采集和聲音分析軟件，有著耳朵般的功能;還有紅外和聲音的傳感器，可對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行感知;另有一個(gè)無(wú)線傳輸?shù)脑O(shè)備，使機(jī)器人能夠跟后臺(tái)的智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)互聯(lián)，它收集的數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳到后臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)比對(duì)和分析，從而使機(jī)器人和智能電站形成一個(gè)有機(jī)的整體。

工作人員曾經(jīng)讓“閃電哨兵”與電廠10位資深技術(shù)人員進(jìn)行過(guò)一次人機(jī)比賽，在一個(gè)近1500平方米的汽包平臺(tái)內(nèi)，從100多臺(tái)機(jī)器設(shè)備(其中6臺(tái)設(shè)備為高溫高壓水蒸氣存儲(chǔ)鍋爐，73臺(tái)設(shè)備影響蒸汽溫度，84臺(tái)設(shè)備影響蒸汽壓力)的300余個(gè)設(shè)計(jì)檢點(diǎn)中，找到唯一一處模擬故障點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，這個(gè)難度猶如大海撈針。

通常來(lái)說(shuō)，人類(lèi)在汽包平臺(tái)50多度的高溫環(huán)境下，可承受的極限巡檢作業(yè)時(shí)間為45分鐘。以往工作人員在汽包平臺(tái)的一次工作時(shí)間在20分鐘左右，因?yàn)檫M(jìn)入這個(gè)環(huán)境后，不到10分鐘，人就會(huì)大汗淋漓，并且呼吸開(kāi)始出現(xiàn)困難。除高溫外，汽包平臺(tái)還處在一個(gè)高噪音的環(huán)境，也會(huì)影響人對(duì)事務(wù)的感知和判斷，這樣的環(huán)境中，人根本無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間工作。

然而，“閃電哨兵”完全不受上述因素影響。雖然“閃電哨兵”不能爬高，但它有環(huán)繞360度和上下180度的扭矩，在它視線范圍內(nèi)所有的設(shè)備都可以檢測(cè)到。此外，閃電哨兵在6米遠(yuǎn)的距離就可以通過(guò)測(cè)溫功能，對(duì)一片區(qū)域內(nèi)的管道進(jìn)行成像，在短短1秒鐘內(nèi)就能夠定位到哪根管溫度過(guò)高，工作人員就可以根據(jù)這個(gè)判斷結(jié)果，迅速進(jìn)行泄漏點(diǎn)隔離。

“其實(shí)，在閃電哨兵背后，有一個(gè)很強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)是我們廠近幾年的所有數(shù)據(jù)。哪怕是有100位技能大師，其經(jīng)驗(yàn)也沒(méi)法與閃電哨兵相比。”工作人員表示。

在那次比賽中，測(cè)試組模擬了一個(gè)低壓汽包的上水閥門(mén)的開(kāi)度變化異常。上水閥門(mén)影響著蒸汽鍋爐的水流量大小，安全值是70%，故障模擬是25%的起始安全值向70%爬升的過(guò)程，如果機(jī)組在70%以上的上水開(kāi)度下繼續(xù)工作，且不進(jìn)行任何處理，將導(dǎo)致機(jī)組跳閘，發(fā)電機(jī)停機(jī)，損失的電力將影響約200萬(wàn)居民用戶的正常用電。值得一提的是，在正常狀況下，預(yù)熱鍋爐會(huì)發(fā)出自動(dòng)報(bào)警，并自動(dòng)調(diào)節(jié)水流，但出題組決定關(guān)閉設(shè)備的自動(dòng)報(bào)警與調(diào)節(jié)功能。

那么，人機(jī)雙方能否在沒(méi)有自動(dòng)報(bào)警的情況下，完成故障的排除?結(jié)果是，機(jī)器人贏了。對(duì)人來(lái)說(shuō)，判斷閥門(mén)開(kāi)度從正常值到異常值的變化趨勢(shì)很困難，檢查人員查看時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度數(shù)值還在正常范圍內(nèi)，很難引起注意，而機(jī)器人則通過(guò)連續(xù)掃描、測(cè)算，發(fā)現(xiàn)了數(shù)值快速上升的異?，F(xiàn)象，進(jìn)而報(bào)警。

機(jī)智過(guò)人、以一敵十，這既是AI的勝利，也是中國(guó)神華用技術(shù)提升電廠運(yùn)行效率和安全性的體現(xiàn)。

受益央企重組前景可期

2017年11月，國(guó)電集團(tuán)和神華集團(tuán)正式合并成為國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司。A股公司中國(guó)神華從而擁有了更強(qiáng)大的股東背景。

就股東實(shí)力而言，本次重組集團(tuán)形成了煤炭、火電、水電、新能源、運(yùn)輸、油化、科技、金融八大產(chǎn)業(yè)，業(yè)務(wù)分布在全國(guó)31個(gè)省區(qū)市及10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，若干重大關(guān)鍵技術(shù)保持國(guó)際領(lǐng)先，并具有獨(dú)特的煤電路港航一體化運(yùn)營(yíng)模式，為國(guó)家能源投資集團(tuán)創(chuàng)建世界一流企業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

上證報(bào)記者獲悉，中國(guó)神華現(xiàn)階段將專(zhuān)注于煤炭開(kāi)采及銷(xiāo)售、鐵路、港口、航運(yùn)等相關(guān)業(yè)務(wù)，除保留的超過(guò)2800萬(wàn)千瓦的優(yōu)質(zhì)火電資產(chǎn)外，還將通過(guò)參股與國(guó)電電力共同組建合資公司的方式，參與電力板塊投資，進(jìn)而享受電力板塊投資收益。

“重組后，中國(guó)神華的煤炭市場(chǎng)更廣闊;電力業(yè)務(wù)的區(qū)域市場(chǎng)占有率更高，競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng);運(yùn)輸貨源更充足;煤電路港一體化運(yùn)營(yíng)的輻射范圍更廣;協(xié)同效應(yīng)的覆蓋范圍更大。這都有利于中國(guó)神華業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。”中國(guó)神華有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

未來(lái)，中國(guó)神華還將繼續(xù)深耕煤炭業(yè)務(wù)，積極拓展電力、鐵路、港口、航運(yùn)、煤化工等煤基產(chǎn)業(yè)鏈下游行業(yè)的“煤電路港航化”縱向一體化經(jīng)營(yíng)模式。各產(chǎn)業(yè)板塊有效協(xié)同，保證中國(guó)神華的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

“深化煤電一體化運(yùn)營(yíng)是中國(guó)神華長(zhǎng)期堅(jiān)持的方向，未來(lái)我們還有很多要做的工作。”上述負(fù)責(zé)人在回答中小投資者提問(wèn)時(shí)表示，“未來(lái)公司除了依靠自身增長(zhǎng)，還要借助并購(gòu)重組，擇機(jī)收購(gòu)國(guó)家能源集團(tuán)的一部分優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)快速增長(zhǎng)。”

值得一提的是，今年10月，國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于加大政策支持力度進(jìn)一步推進(jìn)煤電聯(lián)營(yíng)工作的通知》(發(fā)改能源【2019】1556 號(hào))，在釋放煤炭?jī)?yōu)質(zhì)產(chǎn)能、煤礦產(chǎn)能置換指標(biāo)、火電上網(wǎng)電量與電力交易、鐵路跨區(qū)運(yùn)輸、煤電一體化廠用電率等方面進(jìn)一步強(qiáng)化政策激勵(lì)。這對(duì)中國(guó)神華來(lái)說(shuō)又是一項(xiàng)政策利好。

下一步，中國(guó)神華將通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新全面提升煤礦智能化開(kāi)采水平，有效降低礦井用人，實(shí)現(xiàn)無(wú)人、少人生產(chǎn)。具體來(lái)說(shuō)，公司計(jì)劃到2021年年末完成1套建設(shè)智能礦山標(biāo)準(zhǔn)體系、2類(lèi)智能掘進(jìn)成套技術(shù)裝備、2類(lèi)國(guó)產(chǎn)智能礦用卡車(chē);建成上灣、錦界、補(bǔ)連塔煤礦3個(gè)智能礦山示范工程、5大智能礦山應(yīng)用平臺(tái)、6類(lèi)礦用機(jī)器人、10個(gè)智能化工作面、20個(gè)智能選煤廠等，從而為國(guó)家能源集團(tuán)建設(shè)世界一流能源集團(tuán)提供強(qiáng)有力的支持。