我一直與控制技術打交道,對近10年來我國發電控制領域的發展變化感受頗深。而在這十年,熱工院的發展也經歷了從謀求産業化到追求科技創新的跨越式轉變。如今的熱工院把攻關能源電力領域最緊急、最緊迫的“卡脖子”技術作為全院工作的重中之重,在發電高端裝備和核心技術等領域取得突出成效。今天,我想講講其中關於我們的創新故事。
遠程倣真,真實提效
所謂的電站倣真,就是模擬電廠整個生産過程,讓運行人員在倣真機上演練操作。一般來説,運行人員都要先在倣真機上培訓之後才能上崗。那時,國內外電站普遍採用基於局域網的倣真培訓系統,並且佈置在固定的倣真機房內,在造成大量重復投資的同時,還存在設備閒置、利用率低的問題。當時正擔任倣真部主任的我,一直琢磨在倣真培訓系統上搞創新。
受到當時互聯網新興“雲計算”概念 啟發,我們向集團公司申請研發“集團級火電廠遠程集中式倣真系統”,提出了基於集中管理、分散應用的“雲端”資源共享培訓模式,將不同類型的發電設備、控制系統和運行規範集成在統一的技術&&中,為全國各地的華能電站技術人員提供遠程運行培訓、技能考核、控制策略分析等功能。理想很美好,但當真正幹起來,才知道現實難度有多大。
2009年,通信速度的瓶頸問題還有待解決,國內外雲端資源共享的概念也尚未成熟,遠程集中基礎&&的搭建全部得從“0”開始,根本沒有相關經驗可以借鑒。我們自學互聯網通信技術,設計遠程&&架構,研發遠程實時通信技術……2010年12月,終於夢想照進了現實——集團公司專家在威海電廠宣布“集團級火電廠遠程集中式倣真系統”達到第一階段驗收標準。此後,我們繼續對它進行改進。2013年,經中國電機工程學會組織的專家委員會鑒定,這是國內首個互聯網遠程電站倣真系統,整體技術水平居國際領先,還獲得了2013年度中國電力科學技術進步獎二等獎。
我們曾經算過一筆賬,如果不採用遠程倣真系統,使用一般的倣真機,全集團大概需要投入兩億多元,而遠程倣真系統能夠節省一半多的投入。
跨越“大山”,革新技術
想當年,我也“賣”過PPT,就是在還沒有研發出産品之前給客戶“畫餅”,説服人家投錢來做研發。這個時候,我已擔任熱工院子公司西熱控制技術有限公司副總經理,分管科研,既要抓技術,又得操心錢袋子。
熱工院要想取得更大發展,必須拓展在役機組的業務。通過控制技術或産品應用實現節能、減排或提高調頻靈活性等實用效益,得到市場和用戶的認可。因此,擺在控制公司面前的一道難題就是研究靈活高效控制新技術。這需要跨過人才、資金、技術三座“大山”。
發電過程中的鍋爐、汽輪機及其輔助系統等設備和系統是我們要控制的對象,相關控制技術的研發離不開對這些設備和系統的深入理解。我在控制公司常規控制專業招聘的基礎上,大力引進汽輪機、鍋爐等專業的畢業生,有效解決了人才不足的難題。
我們面臨着眾多競爭對手,要想佔據市場一席之地,産品技術必須先進,性價比還得高。我帶領技術團隊,將人工智能神經網絡技術、預測控制技術等先進控制算法與發電工藝相結合,開發出凝結水調頻、智能脫硝優化、協調優化、冷端優化等控制新技術,並最終列入華能先進技術推廣目錄,成為火電控制領域新的核心技術競爭力和市場增長點。
華能睿渥,“質”的飛躍
2020年11月25日,是我終生難忘的一天:我牽頭研發的國內首套100%全國産化百萬千萬級DCS在玉環電廠成功投運!這標誌着我國高參數、大容量發電領域核心控制設備實現完全自主可控。
DCS,是分散控制系統的英文簡稱,是火電機組發電控制的“神經中樞”。長期以來,國內DCS所使用的CPU和操作系統等軟、硬體依賴進口産品,存在巨大安全隱患。正是從保障國家電力安全的站位出發,2019年3月,華能舉全公司之力,推進全國産DCS研發。
作為技術負責人,我剛接到這個任務時,對解決這道“卡脖子”難題心裏並沒有十足把握。我主要有兩方面顧慮:一是對國産芯片性能情況不太掌握,二是對快速吸引人才加入沒有把握。
為了不讓項目因缺人而停滯不前,集團公司在政策方面給予大力支持,先組織內部技術骨幹選拔,再面向社會、校園招聘,以最快速度組建起了20多人的基礎團隊。
2020年初,新冠疫情突發,給項目推進工作帶來巨大挑戰。3月,復工申請終於獲得了批准,可是此時疫情形勢依舊嚴峻。為了減少隔離時間、盡快投入到研發工作中,我和團隊成員攜帶服務器、工作站,驅車1000多公里耗時13小時,連夜抵達南京,開啟了6個月的封閉式研發工作。我們加班加點,每晚工作到10點以後,尤其是在攻關具體技術難題時,大家一幹就是通宵。
198個晝夜,對每一塊芯片都全面“體檢”,成千上百次研發測試,三輪大規模應用測試……終於,我們比計劃提前半年研製出了我國首個100%全國産化DCS,並給它起了一個響亮的名字——“華能睿渥”。
樣機系統研製出來只是第一步,集團公司果斷決策,在福州電廠和玉環電廠分別開展首&(套)示範、首&(套)百萬千瓦機組示範。示範應用所面臨的壓力更大,因為一旦由於DCS系統本身問題導致機組非正常停機,後果非常嚴重,所造成的損失或高達上億元。這種壓力激發了我們強烈的緊迫感和嚴謹的工作態度,隨之而來的是示範成功的好消息,更加堅定了我們後續攻克一系列關鍵核心技術難題的信心,讓我們變得更有底氣。
2021年12月14日,瑞金電廠二期工程全部建成投運。該工程集中應用了我們熱工院研發形成的一批“黑科技”——全國産分散控制系統(DCS)、汽輪機數字電液控制系統(DEH)、廠級監控信息系統(SIS)等,是我國首個採用全國産控制和信息系統(DCS/DEH+SIS)的大型智慧電廠,標誌着我國發電領域已形成較為完整的基礎設施網絡安全體系。
這一個個“標誌”,是我們熱工院開拓創新的印記。近10年來,我們在科技自立自強的道路上摸索前行,也有過困惑和迷茫,但始終堅持以創新發展回應時代呼喚,現在是越走越堅定。未來,我們將繼續秉持科技報國的初心,一棒接着一棒跑,跑出創新加速度,徹底甩掉“卡脖子”的手。(李葉)