电厂智能水务探析

电厂智能水务探析

孙雪 刘芬

中国联合工程有限公司 浙江 杭州 310000

[摘要]：随着中国推进“互联网+”计划，智慧电厂依附工业4.0等概念已悄然进入电厂企业的视野。电厂智能水务的开发，作为智慧电厂建设的一个重要组成部分，充分体现了信息化、工业化深度融合在电厂中的实践。本文从智能水务的概念出发， 分析了电厂智能水务的关键， 并就此指出了建设电厂智能水务的必要性，从而实现降低能耗，降低成本，为电厂企业节约经济。以供参考。

[关键词]：电厂；智能水务

前言：

一直以来，水资源是电厂发展的重要因素之一，作为用水大户，节约用水不但与企业的切身经济利益息息相关，也具有深远的社会意义。随着现代社会信息化的不断发展，在知识社会创新2.0推动下的催生了“互联网+”形态，通俗而言，“互联网+”就是“互联网+传统行业”，即利用信息通信技术及互联网平台，让互联网与传统行业融合创造新生态。技术迭代、未来已来，电厂需要加快步伐、面向未来，才能跟上现代社会智能发展的步伐，适应翻天覆地的能源技术革命，电厂智能水务应运而生。国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》，随着节能减排工作的不断推进，电厂智能水务的开发工作，对于电厂的高质量发展、实现水资源全面管理和水污染防治目标具有现实而重大的意义。

一、智能水务的概念

智能水务，顾名思义，就是水务通过物联网平台达成智能化，包含有供水系统、排水系统、消防水系统、废水系统等。实现智能水务，充分运用大数据、云计算、人工智能等技术优势，通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知，对海量水务信息及时进行分析、处理，让水系统之间进行互联互通，相关水务数据共享。利用可视化的方式有机整合水务管理部门和设施设备，通过了解各水务系统的运行状态，做出相应的处理结果、决策建议等，以更加精细化、动态化的方式，管理电厂水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而达到"智能"的状态。

二、电厂水务中常见的几个问题

（一）废水回收量少。电厂中，用水、耗水最大的是湿式循环冷却系统，为保证冷却塔的制冷效果，冷却塔进行定期排污产生废水，以排除冷却塔接水盘的淤泥、苔藓以及腐蚀产物，减轻接水盘的自身重量，防止堵塞回水管道，降低循环水秽浊率。另外，电厂的主要废水是用于冲洗炉渣和除尘器排灰的水。除此之外，还有水质较好的消防水池溢水、部分取样水等，水质较差的工业废水如生活污水、含油污水、脱硫废水、化学中和池废水等。在电厂运行过程中，存在节水、废水处理设施未能正常投放，直接外排，导致废水回收量少，造成水资源浪费。

(二) 指标未达标。遵照《火力发电厂节水导则》及《火力发电厂水务管理导则》规范要求，电厂企业应按照“梯级使用、清污分流”的原则，做好全厂水资源高效统筹监管。在电厂的运行过程中，因安装调试、运行管理等多方面因素，往往实际用水、排水指标达不到设计要求，如循环冷却浓缩倍率低于设计，工业水回收率低等。

(三)监测不到位。目前，虽然电厂各个水系统都安装有计量和检测仪表，但跑、冒、滴、漏现象常常存在。

（四）水系统未优化。许多电厂建厂时间长，水处理系统存在技术落后、自动化程度低、运行效率低等问题，电厂水平衡试验是用来分析电厂水量分配、消耗及排放之间的平衡关系，经常很长时间不进行水平衡测试和节水优化，会导致水的重复利用率低，从而无法做到水的循环、循序利用。

三、电厂智能水务关键

(一) 构建电厂智能水务平台。电厂智能水务作为智慧电厂的重要组成部分，就是要通过自动采集新一代信息技术，深入挖掘和广泛运用水信息资源，通过智能化算法科学分析、预测和决策，实现电厂全方位的水资源信息共享和智能化管理，以达到全面提升用水效率和效能的目的。应全面分析电厂水务信息化现状，深入理解电厂智慧水务的建设需求，构建以“智慧感知体系、智慧服务体系、信息智能推送系统、智慧应用体系、支撑保障体系”等体系为框架的火电厂智慧水务管理平台。智能感知体系包括对无线数据的实时自动采集，智慧服务体系根据感知的数据实现模型服务，信息智能推送系统包括逻辑推算规则计算出报警及巡检消息以实现自动预警，智慧应用体系指的依靠基础的应用数据管理降低人工干预，支撑保障体系是系统运行的基础。

(二)智能测算分析。

水平衡测算是指电力企业中的各用水单元、用水系统的水量进行系统监测、统计、分析，得出水量平衡关系的过程，与其化学成分和物理状态无关。一般水平衡计算分为三级: 分别是用水单元水平衡计算、用水子系统水平衡计算、水系统水平衡计算。对于单一用水单元，计算相对简单，但常常由于监测设备不完备，导致部分水量无法监测、计算，因而在实际水平衡计算时，应适当合并、简化。基于神经网络的智能算法和大数据智能挖掘技术，构建实时进入和输出用水单元水量的相关关系模型，实现不同用水单元的分、时、日、月、年等不同时段的自动水平衡动态管理。通过水平衡智能化测算实现零排放，提高机组水系统的运行稳定性，提升机组设备管理、维护水平，优化运行指标，使机组节能降耗效果显著提升。提高水资源的利用水平，减少水资源的浪费。

(三)设备故障诊断及智能管理。

鉴于电厂综合水处理的技术及设备多样性的特点，以当前设备工作状况作基础，通过先进的状态监测、可靠性评价及寿命预测等手段，判断设备的状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度、故障发展趋势作出预先判断，由分析诊断结果从而进行维修决策。故障诊断的专家系统是人工智能在故障诊断领域中的应用，能有效地模拟专家的决策过程故被广泛应用。主要基于知识的专家系统、基于神经网络的智能化方法、概率统计方法和模糊评价方法，对完整的系统指标进行监测及分析。建立综合状态评价系统，对设备在线和离线监测诊断数据、可靠性评价数据以及维修人员经验等进行综合分析，评价系统状态，并根据系统所处的状态进行维修管理决策。

(四)成本测算方案。主要水处理系统的运行成本测算方案，通过安装智能监测表计、智能电表，增加智能投药计量装置，实时动态展现各设备用电量、用水量、用药量等，方便对系统中所有处理单元的生产成本进行快速智能核算，得到系统运行成本的综合性指标。建立成本测算模型，对水处理系统单元单独建立运行成本智能测算模型，通过采集各个用水设备的实时供水量、用电量、加药量等关键参数，采用数理统计、大数据智能挖掘技术，构建实时相关关系模型，开展运行成本的测算分析研究。

结束语：

综上所述，以信息技术为手段，以完备合理的系统设计为基础，以大数据分析指导决策，开展电厂智能水务建设。电厂智能水务可以从根本上解决用水信息孤岛问题，建立用水信息平台，实现全厂水系统水质、水量的自动监测，提供操作指导、故障预警等功能，使水介质在生产过程中高效传递，降低水资源浪费及环境污染，从而实现降低能耗，降低成本，为企业节约经济。电厂智能水务的开发与示范，顺应工业4.0的创新潮流，是实现智慧电厂迈出的关键步伐，推进工业生产与信息技术深度融合，推动电厂企业向全面建设智慧电厂迈进。

参考文献：

[1] 袁照威，刘宁，牟伟腾，王奕文. 火电厂废水智慧水务管理技术研究[J]. 中囯环境科学学会科学技术年会论文集（2018）

[2]李秀文，齐勇，王鹏，杨建慧. 火电厂智慧水务关键技术及信息平台建设研究[J].电力大数据，2019(5)：56-61.

[3]赵晨光. 火电企业节水及废水减排对策探讨[J].价值工程，2015(34)：119-120.

[4]DL/T 783-2018.火力发电厂节水导则

[5] DL/T 1337-2014.火力发电厂水务管理导则