Цифровой помощник для оптимизации работы ТЭЦ

Что: Рекомендательный сервис по оптимальному распределению топлива.

Где: Новолипецкий комбинат, ТЭЦ, участок котельного отделения.  

Зачем: Снижение использования природного газа, снижение валовых выбросов вредных веществ в атмосферу.

01 сентября 2020

О ПРОДУКТЕ

Специалисты НЛМК разработали специальный цифровой сервис, который помогает настраивать оптимальное соотношение различных видов газа для работы ТЭЦ.

Все самое интересное и уникальное мы публикуем в альманахе «Управление производством»300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!

ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО?

В котельном отделении ТЭЦ НЛМК 13 паровых кот­лов: они вырабатывают пар, который используется для выработки электроэнергии и в производствен­ных процессах комбината. Работают котлы на при­родном, коксовом и доменном газе.

Доменный и коксовый газ на комбинате полу­чают самостоятельно – как попутный продукт производственных процессов. Природный газ в компании закупают, и здесь есть большой потен­циал для экономии: чем меньше мы его исполь­зуем, тем меньше денег тратит компания. Однако снизить использование простым указанием не получится. Каждому котлу для наиболее эффек­тивной работы требуется своя собственная про­порция газов. И рассчитать ее раз и навсегда для каждого котла не получится: из-за особен­ностей производства и коксовый, и доменный газы могут быть нестабильны по своему объему и составу. Чемпион в этом отношении – домен­ный газ: его калорийность может существенно колебаться даже в течение нескольких часов. Раньше решение о том, в какой пропорции газы идут на каждый котел, принимал сменный мас­тер. Он анализировал поступающие данные и кор­ректировал уже сложившуюся топливную схему: давал указание, в какой котел добавить природ­ного газа, а из какого убрать. Сейчас с этой задачей человеку помогает справиться новый цифровой рекомендательный сервис.

Каждые пять секунд он анализирует все входя­щие данные и выдает рекомендации, какая про­порция газов будет оптимальна для каждого котла. Руководствуясь рекомендациями и собственным опытом (в переходных режимах пока это основной подсказчик), сменный мастер решает, как распре­делить топливные газы на котельных агрегатах, и оперативно отдает указания машинистам.

КОММЕНТАРИИ

Иван Морев, начальник отдела дирекции по энергоэффективности:

– Наша задача – добиться наи­большего совокупного КПД станции при максимальном потреблении вторичных энер­горесурсов. Иными словами, добиться производства заданного расхода пара, используя мини­мальное количество природного газа. Для оптимального распре­деления топлива всегда удобно иметь цифрового подсказчика, который будет давать тебе совет, в каком месте ты сможешь рабо­тать лучше. Цифровой сервис может учитывать гораздо больше параметров даже с учетом их постоянных колебаний, а значит, точнее определяет оптимальное распределение видов топлива. Например, я знаю, что яблоки есть полезно. Однако когда я начи­наю считать калории, понимаю, что они тоже дают определенное количество энергии, и все хорошо в меру. Так и здесь. Увеличивать потребление доменного газа котлом – это плюс, но когда его дальнейшее потребление резко снижает эффективность работы котла, лучше перераспреде­лить этот доменный газ на дру­гой агрегат или не потреблять эту дельту вообще. Также система знает, какая паровая нагрузка оптимальна для каждого котла, и анализирует, сколько к нам при­ходит доменного и коксового газа. А затем она распределяет эти газы в такой комбинации, чтобы природного газа в эту смесь нам оставалось добавить в минималь­ном количестве. Первоначально чувствовалось скептическое отно­шение к сервису: каждый профес­сионал всегда подспудно думает, что он работает лучше любой программы. Но когда мы проана­лизировали и увидели снижение удельного расхода топлива на выработку тепловой энергии, то поняли: это работает. В пер­спективе дальнейшая разработка сервиса поможет нам усилить контроль и над другими пара­метрами эффективной работы котельного агрегата, например над содержанием кислорода. Счи­таю, что полезным будет перенять опыт коллег с УТЭЦ, которые сей­час разрабатывают у себя реко­мендательный сервис, способный предсказывать режим работы доменных печей, а следовательно, расход и калорийность доменного газа. Я участвую и в этом проекте. После его завершения будем работать над интеграцией сер­висов на диспетчерском уровне с целью установления контроля за свечами доменного газа.

Роман Прокопенко, главный специалист дирекции по цифровой трансформации:

– Мы реализовали рекоменда­тельный сервис, который непре­рывно получает показания множества датчиков котлов и тру­бопроводов и на их основе рас­считывает оптимальные расходы каждого питательного газа для каждого котла. Цель оптимизации состоит в минимизации общей стои­мости закупаемого природного газа и электричества для нужд ТЭЦ. Для построения математической модели котлов мы использовали новейшие разработки в области машинного обучения, аппарат математической статистики и теорию оптимизации. Наша модель учитывает технологи­ческие ограничения котлов, а также текущие значения калорийно­сти и объемов доступного домен­ного и коксового газа. Параметры модели вычисляются на основе исторических данных работы кот­лов. Для поиска точных значений параметров были проведены спе­циальные испытания каждого котла в широком диапазоне режимов. При проведении технического сервиса котла или модификации обору­дования котла новые параметры модели вычисляются заново. Сервис активно используется сотрудниками ТЭЦ, которые могут наблюдать в реальном времени фактические показания датчиков, а также реко­мендованные оптимальные значе­ния расходов питательных газов. Если оптимальные значения отли­чаются от фактических, то рассчи­тывается и показывается экономия, которая может быть достигнута за счет перераспределения пита­тельных газов между котлами.

Начать обсуждение


СеминарыВыставкиКонференции
UP-PRO в сетях