安徽平圩电厂调研报告
安徽淮南平圩电厂＃1机组大修
调研报告
我公司为承揽600MW机组大修并提高我公司大修管理及技术水平，在201*年12月20日至12月24日派出相关人员对安徽淮南平圩电厂600MW机组的大修工作进行了前期调研。本次调研由于时间较紧，主要调查了机组检修方面的情况及相应管理方面的内容，现将调研情况做如下汇报：
1、调研人员2、调研内容
对哈尔滨汽轮机厂N600l70/537/537型机组的检修作业管理等方面的情况进行了解。
3、平圩电厂及淮南电力检修公司简介
安徽淮南平圩发电有限责任公司一期工程于1984年9月25日破土动工，安装的是引进技术国内首批制造的两台60万KW机组，分别于1988年、1993年投产运营。二期工程正在进行168调试阶段。目前全公司在册职工2087人。
淮南电力检修公司成立于1992年，其前身隶属于原淮南发电总厂。检修公司现有职工近千人，其中在岗在编的全民固定身份职工有820多人，平均年龄36.2岁次。检修公司现拥有三个子公司和二个项目部，即：淮南淮电电力监理公司、深圳淮电检修公司，秦山淮电检修公司；二个项目部：阜阳华润项目部、福建宁德项目部。公司设有安全生产部、经营策划部、财务部、人事劳动部、综合部、企业文化部等职能管理部门。根据所服务的发电企业特点，公司设立了仪控部、机械一部、机械二部、电气部、机械三部、检修服务部、机修部等七个二级检修分部。与我厂不同的是淮电检修取消了输煤和除灰两个分部，其职能并入相应的机械部，在人员短缺的情况下有效的整合了人力资源。淮南电力检修公司是国内最早开发电力检修市场，且是国内唯一一家在我国二大核电站拥有固定检修基地的大型专业化检修公司。1993年首次投标并中标大亚湾核电站常规岛维护检修，201*年中标秦山二期2×650MWW常规岛机组维护检修、201*年中标阜阳华润2×600MW、大唐宁德2×600MW火电机组日常维护工程。淮电检修公司大力推行标准化检修模式，实行按程序贯标检修，通过了国内及英国QAIC国际认证公司ISO9001-201*质量体系认证，认证范围为100万千瓦机及以下机发电组主、辅设备的检修、安装、调试和服务。
4、本次大修情况简介
1)人员情况：本次#1机组大修以锅炉管排更换工作为主线，汽轮机本体除#2低压缸外其余全部解体大修。本次检修计划工期45天，目标工期44天。本次检修共投入人力1000余人（其中包括为大修服务的人员）。其中正式员工750余人，人员平均年龄36岁，实习生157人(合同工与检修公司签)，技工80余人（与劳务公司签）。在调研中，给我们的最大感触是淮电检修公司在人力资源的配备使用上有独到之处，第一：人员组成由三部分，正式工、技工、合同工。其中技工大部分人员在淮电检修公司已有10多年的电力检修经验，有的人员已担当起班长、技术员职务，享受正式工班长、技术员同等待遇，但是工资最高201*元，不属于淮电在册人员。第二：非正式人员素质较高，其中绝大部分为大专院校毕业生，在校学习期间即与淮电签订意向书，毕业前一年在淮电实习，淮电建立人员档案，合格者毕业时正式留用。本次#1机组检修安徽电气工程技术学院的157名实习学生，这批学生分在分公司7个部门的各个班组进行为期七个月的实习，到实习期满，公司将根据他们的实习情况正式选择录入。第三：非正式人员工作积极性较高，因为通过自身努力，个人有一定的发展空间，待遇能够相应提高。
2）文明生产情况：由于淮电检修开展标准化作业较早，文明生产情况好于我厂。在淮电我们感受到，无论在何时、何地，淮电工作人员始终保持着"一次把事情做好"的工作理念，形成了"程序至上，铸造精品"的工作作风。我们特意参观了锅炉零米、汽机零米、13.7米、检修班组检修间、灰泵房等检修场地，每到一处检修场地均是设备零部件摆放整齐，场所整洁。（如图）
3）作业文件执行情况：淮电检修从检修的前期资料准备、检修中的文件执行、后期的总结都有着一整套成熟的管理经验。检修文件涉及安全、质量的方方面面，大修前一周进行安全防护、检修计划、任务、工作程序、质量保证等方面培训，并通过各专业知识考核，保证使每个参与工作的员工在走进现场之前心中做到5个明白，即：(1)明白工期(2)明白工作内容(3)明白工作所需的联系人，接口对象和配合单位。(4)明白检修设备的质量标准、验收标准、检修程序、质量计划。(5)明白备品备件，专用工具情况。
4）大修组织情况：淮电的大修组织方法与我厂有很大不同，他们对职工的要求不求大而全，而是精通某项工作，给我们的印象就是要求工人做专家级工人。具体做法是大修时进行分组作业，各组有固定人员组成，大修期间只从事本组工作，就如又形成了一个个相对独立小班组在进行运转。例如，汽机本体班分成四个作业组：即高压组、中压组、低压组和小机发电机组，水泵班按大泵、小泵分组等等。这样做的好处是大修期间同台设备检修人员固定，减少了工作接口不好带来的检修问题，同时工作人员相对专业性提高，增强了处理问题的能力。它的缺点是给大修上层组织管理工作带来了一定的困难，例如每组成员的技能结构要求合理，人力的分配要求合适到位，工期安排要满足要求等等。他们对于解决汽轮机本体大修工期短的解决办法是进行连班作业，由工作组长安排加班时间，一般每天下午要连班到晚上6、7点钟，最长8点多钟，中间不吃完饭。这样做的目的是白天集中精力工作，晚上好好休息，提高白天工时利用率，避免夜班作业带来的风险。他们这样做也很好地完成了机组的大修任务。
5、淮电检修管理情况简介
1）技术管理：淮电的检修管理全部施行程序化管理，他们通过在大亚湾核电站维护引进西方国家通用的管理手段。程序的制定是根据有关文件及多年来的经验总结，对检修工艺、管理技术作程序化具体规定。它对任何一个岗位的责任，资格和授权，包括联络渠道，即向谁报告，从何处取得支持，有谁负责都有明确无误地说明，这使得人们容易忽视而失误的地方得到避免。程序的执行是通过质量计划来控制的。在质量计划中按检修顺序规定了每一步检修步骤所用的程序。质量计划中设有见证点W点，停工待检点H点，独立检查验证点QC点及自检点和QA点。对检修质量计划中设立的所有验证点，工作人员必须得到相关人员的验证后才能进行下一步工序。每一步工序都应严格按照相应的检修程序工作。
2）质量控制：检修过程中要求工作人员必须随时携带质量计划，检修规程，按工序逐项进行检修，及时填写技术数据和鉴证点。在每项工作活动中发现与特性文件或程序方面有任何疑问，偏差或缺陷及对系统，部件的质量，安全或可用率有影响的异常项都作为不符合项管理，要求及时填写不符合项报告，由相应的专业技术人员提出处理措施经业主批准后，按处理意见进行施工处理。
3）工器具管理：根据市场化运作需求，淮电检修公司整合集中了检修工器具资源，对各检修部原来自己保存的量具及工器具全部收归检修公司统一管理，各检修部自己只留常用工具、量具。检修工器具库房实行24小时值班制度，从而即保证了生产使用的要求，也较好地满足了外部机组检修的需要，节约了资金。4）公司经营：淮电检修公司的经营理念是“做细、做精”，通过十几年良好的信誉，优质的检修质量，成功的进入了核电企业的维护、检修市场，很少去参与火电厂机组的检修，监理公司201*年只留下了盘山电厂#3机组大修的监理项目，其他的监理项目全部推掉。项目部正式职工配置不超过30人，其他人员由技工或合同工补充。在奖金分配方面，对外检修或项目部维护中增加的项目的工时所得费用公司扣除税金和管理费后，直接兑现给工作成员，调动职工的积极性。
5）人力培训：淮电公司施行三级培训网络：即公司、部门、班组。公司人事劳动部设有专人负责全公司培训工作；部门设有培训员岗位、班组设有兼职培训员岗位。
6、对我公司发展的几点建议：
1）首先应该在规范检修方面加强管理，提高检修质量，强调文明生产，最大限度的适应新厂的各项管理。
2）其次我公司应注重质量，注重大机组的检修，适当放弃小机组的检修，多参与600MW以上甚至百万以上机组检修、维护，才能使我公司进入良性循环的发展轨道。3）现在我们国家正在引进国外最先进的第三代百万千瓦级核电技术。据核电新闻网报道，201*年12月16日国家发改委宣布，中国将引进西屋电气的AP1000核电技术。，在广东阳江和浙江三门4台百万千瓦核电站的核岛工程建设也将进入实质性的阶段。所以我们应尽快引进核电检修管理中的计划、安全、质量、成本与环保等重要管理模式，使我公司能够进入核电检修市场。引进方法有两条：第一为直接移植成套成熟检修管理体系，聘请专家进行策划并进行跟踪指导，力争在一两年内为我吸收。它的优点是见效快，细节问题不会被忽视。缺点是费用可能较高。第二为我公司派人到具有先进管理经验的厂家学习，由我厂人员策划实施。优点是节省费用，缺点我们没有参与过核电检修管理体系编写，也没有现成的国外体系参考，自己是建立起来的体系有可能不完善，实施起来不容易执行。
4）公司应该加强员工业务素质教育。包括职业技能、商务礼仪、社交礼仪、企业认同的教育，使公司员工在树立企业形象上在提高一个档次。
5）改进培训形式，加强职工技能培训。在电子媒介已经普及的今天，我们应当改进现有培训形式，大小修时利用数码相机将检修设备的检修方法记录下来，再制作成幻灯片形式的培训教材，可以比较直观的进行培训，便于工人理解掌握。
二六年十二月二十五日
扩展阅读：平圩电厂先进控制系统介绍
摘要：利用改进的神经网络技术和MPC控制理论，建立电厂锅炉燃烧的动态优化控制模型，用于实时优化有关参数，闭环动态控制锅炉的燃烧过程，改善锅炉燃烧状况，达到提高锅炉燃烧效率、减少污染物排放的目的。
一、引言
燃煤发电厂在生产电力的同时，消耗了大量宝贵的煤炭资源，排放了大量的污染物，因此，节能、降耗和减排是发电企业面临的一大课题。
全厂的优化控制建立在单台机组优化控制的基础上，在火电发电成本中，燃料费用一般要占70%以上。因此，通过优化控制，提高锅炉燃烧系统的运行水平对机组的节能降耗和减排具有十分重要意义。
锅炉燃烧是个复杂的物理化学过程，涉及到燃烧学、热力学、传热学、流体力学等多个学科。锅炉燃烧状况除受到有关调整控制参数影响外，还要受到机组负荷、媒质、环境温度等随机因素影响，是典型的多输入、多输出、非线性、大延时的复杂系统，不容易建立机理控制模型。
传统的DCS控制基于PID控制器，PID控制器使用方便、运行安全可靠，但也有它的致命弱点，很难处理好以下问题：
输入和输出的多变量之间的关系，特别是输入与输入或输出与输出有相互影响的耦合关系时。
变量的延迟和非线性。
控制品质，总是一个在震荡过程中逐步稳定的过程，如果工作区域较大，控制震荡幅度可能有一定的难度。
同时满足其他多个条件的限制。本文利用改进的神经网络和多变量预测性控制技术，针对安徽淮南平圩发电公司2号600MW机组，建立了以锅炉效率、NOx和机组热耗为优化控制目标的模型，并与DCS系统充分柔性耦合，实现在线滚动优化和实时闭环控制，连续寻找锅炉燃烧的最优点，并据此同时调整多个相关参数，实现参数合理匹配，以达到优化和控制机组经济运行的目的。
二、原理简述
模型预测控制算法包括三个关键的技术问题，即过程模型、非线性优化和自适应算法。只有在这个几个方面都提供优秀的解决方案，才可能使整个控制算法达到良好的性能。用于在线优化的对象模型是模型预测算法的基础。传统辨识方法取线性时不变的离散参数化模型来建立过程模型，模型结构确定后，采用最小二乘法或极值法来计算模型参数。过程的非线性特性的影响通过在线周期性更新校正模型参数来补偿，或者由分布在工作区域的一组局部线性模型来表示。然而当操作条件或扰动引起过程从线性化工作点漂移时，基于线性模型的控制器的控制性能可能产生很大的偏离，此时一个包容对象所有工作区域的非线性模型对设计控制器应该更加有利，应用神经网络建模技术就可以解决这一问题。
BP神经网络是目前人工神经网络中研究最深入、应用最为广泛的一种模型，但在实际应用过程中，BP人工神经网络存在训练速度慢，对劣质样本的抗干扰能力弱，在线纠正速度慢等问题。针对这些实际问题，我们对这些算法进行了多项重要改进。包括对训练样本进行自适应聚类，以聚类中心来代表一个区域的样本。采用了马夸特全局收敛的训练算法，极大的提高了训练速度，提高了在线采集样本纠正模型的能力。
目标函数反映优化控制对象的经济指标，目标函数的求解一般是在某些约束条件（包括以对象模型为约束条件的等式方程）限制下求解极值，一般描述为：
f,gi均为非线性函数，这是典型的n维m个约束的非线性最优化问题。
由于在复杂实际环境中，f,gi的导数均不容易获得，所以针对这个问题没有特别有效的快速算法。而滚动优化需要在线计算，所以每次计算都有时间上的约束。传统数值算法很难解决这个问题。我们采用了基于遗传算法的非线性最优化算法来解决这个问题。它是通过既定规则的随机搜索进行优化，通过仿真进化过程的重组、突变、和选择找到新的搜索点，它们的目标函数平均值要比它们的祖先更优。由于仿真进化的进程可以随时终止，这样可以方便的通过调整参数来控制计算时间与寻优质量之间的折中。
由于遗传算法的稳定性较差，很难保证每次求解都能获得较满意的效果，这是实际应用中比较突出的困难。针对这一特点，结合模型预测控制需要不断进行滚动优化的特征，实现了不但在单次优化中使用仿真进化计算，而且在多次滚动优化间保留较优种群，作为下一次计算的起点，极大的减少了计算量，提高了单次优化结果的质量。模型控制算法采用二次在线滚动优化性能指标和反馈校正的策略，来克服受控对象建模误差和结构、参数与环境等不确定性因素的影响，有效弥补了传统控制算法对复杂受控对象控制效果很差的问题。模型预测算法包括以下三个主要特征：
预测模型：采用人工神经网络模型作为模型预测控制的基础模型，模型适用性强，训练速度快，而且不需要对过程机理给出准确的数学描述。
反馈校正：由于存在非线性时变、测量仪表漂移、模型失配和外界环境干扰等不确定性因素，使基于模型的预测不可能与实际完全相符。针对以人工神经网络作为内部模型的算法体系，利用神经网络可以在线训练的特点把有偏差的数据送入神经网络模型进行训练，从而减小模型预测偏差。
滚动优化：采用滚动式的有限时域优化策略。优化策略不是一次离线完成的，而是反复在线进行的，即在每一采样时刻，优化性能指标只涉及从该时刻起到未来的有限时间段，而到下一个采样时刻，这一优化时段会同时向前推移。不同时刻优化性能指标的形式是相同的，但其包含的时间区域是不同的。
三、项目实施
安徽淮南平圩电厂锅炉是引进美国的CE公司技术，由哈尔滨锅炉厂制造的国产第二台201*T/H锅炉，为单炉膛、单汽包、强制循环悬吊式，制粉系统为正压直吹式。汽轮发电机是引进Westinghouse公司制造技术由哈尔滨汽轮机厂及哈尔滨电机厂制造提供的，仪表控制系统经过改造后采用了上海Foxboro公司的I/A分散控制系统。
利用上述理论基础，开发了系统平台，建立锅炉燃烧优化控制系统模型。将过程变量分为三类：优化控制目标（CV）、可操作变量（MV）和扰动变量（DV），根据确定的优化控制目标（锅炉效率、NOx、机组热耗），同时考虑DV（负荷、设备状况、媒质、环境温度和湿度等）的影响，协调和调整MV（蒸汽压力、蒸汽温度、氧量、燃烧器摆角、炉膛风箱压差、各层磨煤机出力和相应的二次风量等）。数据样本有两部分数据组成，一是近半年的机组运行历史数据，二是按一定规则专门设计了240组动态和稳态参数调整试验获得的数据，将这两部分数据组合起来，经过分析筛选，形成培训模型的初始数据样本，建立优化控制模型，并进行仿真验证后实施对锅炉燃烧的在线优化和实时动态控制。优化器实时寻找当前锅炉运行的最佳状态，并将参数组合指令传递给动态控制器，动态控制器实时调整可操作变量，使得锅炉的实际运行点逼近或达到这个最佳的状态。锅炉燃烧优化控制系统应用于在线运行，实现闭环动态控制，与I/A系统充分耦合。优化控制器通过DCS系统的OMF接口，实时读取机组运行参数，经过自适应寻优计算后返回DCS，并作用于有关控制回路，对给定值进行动态整定。系统设置了通讯状态检测和数值变化范围与速度限制等安全措施，使优化控制系统可以无扰投切，确保运行稳定可靠。
锅炉效率按国家标准GB10184-88《电站锅炉性能试验规程》，采用反平衡法计算，机组热耗根据主、再热蒸汽参数和两级高压加热器参数进行实时计算，NOx有专门测量装置。优化控制系统每15秒输出一次控制指令，优化器每30分钟进行一次自动寻优，模型每2个小时进行一次自动调整。这些参数可根据机组的实际运行状况进行设置，以获得好的优化控制效果。
四、结果分析
优化控制系统投运一年多来运行稳定，做了多次投入与切除试验，典型的结果数据如下图，图中BLR_EFF、W_TOTAL、NOx_M、W_UNIT_PWR分别为锅炉效率、送、引风机总能耗、NOx浓度和负荷。通过多个不同工况下类似试验数据分析对比，优化控制结果为：锅炉效率提高0.339百分点,送、引风机能耗降低316.3KW，NOx排放减少19.1%。
另外，将优化控制系统投运前半年和投运后半年有关数据进行综合分析对比，也得到了上述类似的结果。
五、结束语
基于改进的神经网络和多变量预测控制算法建立的优化控制系统与DCS充分耦合，实现了对锅炉燃烧的在线优化和实时动态闭环控制，优化了锅炉的风煤配比以及各个部分风量间的分配，并能按照优化指令进行精确控制，改变了锅炉内火焰中心位置和温度场的分布，明显地改善了锅炉的燃烧状况，提高了锅炉燃烧效率，降低了污染物排放，节省了厂用电，提高了自动化运行水平，具有显著的经济效益和社会环保效益。
六、参考文献
1．SimonHaykin著，叶世伟、史忠植译《神经网络原理》[M]，机械工业出版社，201*年。
2．王培红等，人工智能技术在电站锅炉燃烧优化中的应用研究[J]，中国电机工程学报，201*（4）。
3．L.RalaivolaandF.d’AlchéBuc.Dynamicalmodelingwithkernelsfornonlineartimeseries[M].201*。
4．YasudaK,IdeA,andIwasakiN.Adaptiveparticleswarmoptimization[J].InProceedingsoftheIEEEInternationalConferenceonSystems,Man,andCybernetics.201*.1554-1559
5．程伟良等，基于人工神经网络和模拟进化算法的分级燃烧优化[J]，清华大学学报（自然科学版），201*（5）
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