2015年國家超低排放改造政策全面實(shí)施以來，火電環(huán)保島面臨前所未有的管控壓力。傳統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)雖實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動化，但面對煤質(zhì)波動、負(fù)荷變化等復(fù)雜工況，自控率普遍徘徊在85%-92%區(qū)間——這意味著每10分鐘就需要人工干預(yù)1次。

 

一、低AI自控率的底層癥結(jié)

 

隨著環(huán)保法規(guī)持續(xù)升級，新增監(jiān)測指標(biāo)與更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)不斷出臺，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)因其較低的自控率、相對陳舊的硬件架構(gòu)與軟件平臺，在兼容新型傳感器/監(jiān)測設(shè)備、支持復(fù)雜控制算法與模型方面存在明顯局限。

 

這使得火電環(huán)保島在應(yīng)對持續(xù)加大的環(huán)保壓力時(shí)，技術(shù)儲備與升級空間不足，陷入傳統(tǒng)控制系統(tǒng)難以滿足新要求的困境，阻礙了行業(yè)環(huán)保水平的整體躍升。

 

追根溯源，環(huán)保島低自控率的困局本質(zhì)上是其感知-決策-執(zhí)行鏈條的斷裂。

 

 

感知層結(jié)構(gòu)性缺失：行業(yè)平均僅在約六成的關(guān)鍵點(diǎn)位部署實(shí)時(shí)監(jiān)測儀表，控制系統(tǒng)缺乏實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。

 

決策層智能缺位：主流控制系統(tǒng)仍固守傳統(tǒng)PID控制，策略庫貧乏，遠(yuǎn)低于實(shí)際運(yùn)行中煤質(zhì)、負(fù)荷等多變量耦合形成的超200種復(fù)雜工況組合。

 

執(zhí)行層傳導(dǎo)遲滯：傳統(tǒng)“操作站-PLC-現(xiàn)場執(zhí)行器”三級架構(gòu)導(dǎo)致控制環(huán)路響應(yīng)延遲顯著，指令傳遞平均耗時(shí)8-12秒，遠(yuǎn)超煙氣參數(shù)3-5秒的變化周期。測試表明，負(fù)荷階躍變化20%時(shí)，從傳感器檢測到閥門動作完成的閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間達(dá)9.8秒，控制行為嚴(yán)重滯后于工況瞬變。

 

二、元琛全域自主化解決方案

 

上述深層次瓶頸，將行業(yè)長期禁錮于“人工干預(yù)依賴型運(yùn)行”的困局。多年來，元琛科技堅(jiān)持高強(qiáng)度研發(fā)投入，深耕工業(yè)環(huán)保場景，成功打造出具備國際先進(jìn)水平的 AI智能環(huán)保島管控平臺，以系統(tǒng)性方案攻克核心難題，并構(gòu)建開放共贏的智能生態(tài)。

 

01

硬件層 - 全域神經(jīng)感知網(wǎng)絡(luò)

顯著提升關(guān)鍵點(diǎn)位實(shí)時(shí)監(jiān)測儀表覆蓋率，集成多種智能終端，實(shí)現(xiàn)煙氣成分、煤質(zhì)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)的快速采集與預(yù)處理。部署工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)關(guān)支持雙冗余通信，大幅降低數(shù)據(jù)傳輸延遲，徹底破除“數(shù)據(jù)盲區(qū)”。

 

02

軟件層 - 元腦 AI 決策引擎

突破傳統(tǒng)PID局限，基于海量真實(shí)工況數(shù)據(jù)訓(xùn)練的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，可動態(tài)解析各類復(fù)雜工況組合，自主生成核心參數(shù)最優(yōu)控制策略。針對煤質(zhì)波動，嵌入自適應(yīng)算法實(shí)時(shí)反演關(guān)鍵參數(shù)，預(yù)判排放趨勢并預(yù)調(diào)控制參數(shù)，響應(yīng)速度相較傳統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。實(shí)測數(shù)據(jù)證實(shí)，系統(tǒng)從數(shù)據(jù)感知到執(zhí)行器動作的閉環(huán)時(shí)間，完全匹配煙氣參數(shù)的瞬變周期。

 

03

構(gòu)建全域智慧神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 

打破脫硫、脫硝、除塵等子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)孤島與控制割裂，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)統(tǒng)一建模、協(xié)同優(yōu)化與聯(lián)動控制。平臺如同貫通環(huán)保島的“智慧神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，驅(qū)動各單元高效協(xié)同，達(dá)成系統(tǒng)整體運(yùn)行成本最小化。

 

 

示范項(xiàng)目多維突破

 

通過軟硬件深度協(xié)同，元琛科技在江蘇標(biāo)桿電廠建設(shè)的 AI 智能環(huán)保島示范項(xiàng)目中，取得了突破性成果，實(shí)現(xiàn)極高的 AI 自控率。

 

在煤質(zhì)與負(fù)荷大幅波動的極端工況下，系統(tǒng)全程無需人工干預(yù)，污染物排放濃度穩(wěn)定性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)系統(tǒng)，消耗劑顯著下降。這種從 “人工補(bǔ)丁” 到 “智能自愈” 的跨越，不僅破解了火電環(huán)保島的管控困局，更構(gòu)建起 “數(shù)據(jù)驅(qū)動決策、智能定義執(zhí)行” 的新型工業(yè)控制范式，為高參數(shù)、變工況下的環(huán)保治理提供了可復(fù)制的數(shù)智化轉(zhuǎn)型方案。

 

經(jīng)使用單位使用部門測試鑒定，元琛科技的AI智能環(huán)保島實(shí)現(xiàn)單煙氣脫硝AI自控率達(dá)到99%以上，濕法脫硫AI自控率達(dá)到95%以上。

 

初級自動化：自控率＜90%，系統(tǒng)僅能執(zhí)行固定程序。

 

局部智能化：自控率90%-95%，核心設(shè)備具備自適應(yīng)能力，但系統(tǒng)協(xié)同不足。

 

全域自主化：自控率＞95%，全流程智能決策，逼近“無人值守”狀態(tài)。

 

高AI自控率（脫硝≥99%，脫硫≥95%） 標(biāo)志著系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全域自主化運(yùn)行，這從根本上重塑了環(huán)保島的價(jià)值創(chuàng)造模式：

 

精準(zhǔn)控制與排放穩(wěn)定性

全域自主的核心在于系統(tǒng)能獨(dú)立、協(xié)同、實(shí)時(shí)地優(yōu)化脫硫、脫硝、除塵全流程。構(gòu)建的AI驅(qū)動閉環(huán)管控體系，首次實(shí)現(xiàn)了對關(guān)鍵污染物（如氨逃逸）的精細(xì)化、自主化治理——將傳統(tǒng)系統(tǒng)難以穩(wěn)定控制的氨逃逸數(shù)值，在全工況下精準(zhǔn)、自主地壓制在0.7~0.8ppm的行業(yè)領(lǐng)先區(qū)間，遠(yuǎn)高于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

本質(zhì)安全與可靠性提升

大幅度消除人工干預(yù)的依賴及其潛在風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)自主規(guī)避了過量噴氨引發(fā)的催化劑中毒風(fēng)險(xiǎn)，并根除了氨結(jié)晶對脫硝設(shè)備管路的堵塞隱患。更重要的是，通過預(yù)測性維護(hù)模塊對設(shè)備狀態(tài)的自主感知與預(yù)警，能夠有限延長催化劑等核心設(shè)備壽命，顯著降低了非計(jì)劃停機(jī)和設(shè)備故障率，為機(jī)組連續(xù)、穩(wěn)定、自主運(yùn)行構(gòu)筑了堅(jiān)實(shí)屏障。

 

經(jīng)濟(jì)效益的自主優(yōu)化

通過 AI 對脫硝噴氨量、脫硫漿液循環(huán)泵尋優(yōu)、除塵電場電壓、電流等關(guān)鍵參數(shù)的全局優(yōu)化，電廠氨耗量較傳統(tǒng)運(yùn)行模式大幅降低，僅此項(xiàng)每年可節(jié)約大量的藥劑成本。同時(shí)，基于負(fù)荷預(yù)測的設(shè)備能效管理模塊，可根據(jù)實(shí)時(shí)工況動態(tài)調(diào)整環(huán)保設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，在保障達(dá)標(biāo)排放的前提下，大幅降低脫硫系統(tǒng)電耗率、除塵系統(tǒng)電耗率，結(jié)合機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，累計(jì)節(jié)約的電能成本頗為可觀。

 

更重要的是，高 AI 自控率帶來的排放穩(wěn)定性，使電廠徹底規(guī)避因超標(biāo)排放面臨的環(huán)保處罰風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過參與碳排放交易市場、獲取綠色電力認(rèn)證等途徑，為企業(yè)開辟可持續(xù)收益的新通道。

 

結(jié)束語

在雙碳目標(biāo)與智能制造浪潮交織的時(shí)代，元琛科技的技術(shù)探索不僅是對單一環(huán)保島的智能化改造，更是對整個(gè)能源行業(yè)治理范式的重構(gòu)。

 

正如江蘇示范項(xiàng)目所驗(yàn)證的，當(dāng) AI 不僅能精準(zhǔn)控制排放，更能自主優(yōu)化能耗、預(yù)判設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)保島便不再是成本中心，而成為綠色價(jià)值的孵化器 —— 這既是元琛科技以技術(shù)定義未來的野心，更是中國工業(yè)環(huán)保邁向 “無人值守” 時(shí)代的必由之路。