AI賦能產業升級 中國神華煤電一體化如虎添翼

一個裝機容量達95萬千瓦，并承擔北京十分之一熱力供應，為約200萬戶居民提供家庭用電的電廠，需要多少人來管理?答案是：30人。這其中，不僅包括了生產運行人員和技術人員，還有黨務、財務、經營人員等。

這就是中國神華首個“智能電站”示范項目――國華京燃熱電廠。信息化與AI技術為老電廠帶來了新變化，也讓中國電力行業從依賴人工的1.0時代、自動化運行的2.0時代，大步邁入了智能發電的3.0時代，電廠員工更是擺脫了汗流浹背、蓬頭垢面的形象，成為眼觀六路、耳聽八方的高效管理人。

日前，上交所舉辦的“滬市公司質量行――我是股東”調研團隊走進中國神華，30余名中小投資者實地參觀了智能電站，真切感受新一輪科技進步給電力行業帶來的變革。

首個“吃螃蟹”的智能電站

在距離北京CBD中心19公里的地方，坐落著一個花園式電廠，名叫國華京燃熱電廠。它是北京市東北熱電中心的一部分，目前在運行一套“二拖一”蒸汽-燃氣聯合循環機組，總裝機950MW，2015年8月正式投產。這是中國神華首個“智能電站”示范項目，也是國內智能化程度最高、用人最少的綠色生態電站。

“當時，我們是行業內第一個‘吃螃蟹’的人，專門成立了智能制造頂層設計團隊。”國華京燃熱電廠工作人員對記者表示，“我們向GE了解前沿的科學技術，跟核電學習安全管理，去以色列、京東學圖像識別，最后把先進的ICT技術和電廠的生產業務高度融合，完成了智能發電系統的頂層設計。”

據介紹，國華京燃熱電廠采用了30多種先進技術，其中最能體現電廠生產智能化的是這里的設備數據中心。該數據中心通過三維設計和三維數字化移交進行可視化展現，整合了設備的設計、施工、生產、運行、缺陷、檢修、管理的所有數據，構成了大數據應用的數據基礎，達到了對設備的全生命周期控制，提高了設備可靠性。國華京燃熱電廠也是國內第一家廣泛采用三維設計的電廠。“我們這個廠最大的建設成果，就是實現了生產過程的數字化表達。”上述工作人員自豪地說。

事實上，中國神華在規劃京燃熱電廠時，初衷就是把林林總總的技術進行貫通，對業務全部進行信息化覆蓋。據上述工作人員介紹，在安全監測上，因為發電廠都是高溫、高壓、帶電、蒸汽設備，電廠的每一個開關、每一個設備都是有標識的，后臺可以實時監測設備狀態是否安全。每執行一個操作時，系統會實時判斷，只有所有指標合格才能允許操作，保障現場安全。

正是綜合應用了各項先進技術，如今的這座智能化電站，已成為一個“一鍵啟停、無人值守、全員值班”的信息化電站，工作人員在電廠的任何地方，都能及時收到預警信號，從“人盯數據”變為“數據找人”。這個總裝機950MW的電廠，管理人員只有30人，高效運營為電廠帶來了可觀的盈利。

閃電哨兵“機智過人”

如果說電力是人類現代文明的血液，那么發電廠就是其中的造血機。如果一家發電廠出現重大事故，不僅在廠內可能會出現機毀人亡的慘劇，還可能使一方民生受到嚴重影響。中國神華剛剛“上崗”的智能巡檢機器人“閃電哨兵”，則用科技的力量為電力安全保駕護航。

“閃電哨兵”剛于今年9月參加過央視《機智過人》節目，一夜間成了電廠的紅人。

這個擁有兩只大眼睛，外形酷似《機器人總動員》主人公的“閃電哨兵”，集成了很多傳感器，例如它的兩只眼睛有可見光的圖像分析和紅外成像測溫功能;機身兩側有聲音采集和聲音分析軟件，有著耳朵般的功能;還有紅外和聲音的傳感器，可對周邊環境進行感知;另有一個無線傳輸的設備，使機器人能夠跟后臺的智能數據分析系統實時互聯，它收集的數據可以實時傳到后臺進行大數據比對和分析，從而使機器人和智能電站形成一個有機的整體。

工作人員曾經讓“閃電哨兵”與電廠10位資深技術人員進行過一次人機比賽，在一個近1500平方米的汽包平臺內，從100多臺機器設備(其中6臺設備為高溫高壓水蒸氣存儲鍋爐，73臺設備影響蒸汽溫度，84臺設備影響蒸汽壓力)的300余個設計檢點中，找到唯一一處模擬故障點。可以說，這個難度猶如大海撈針。

通常來說，人類在汽包平臺50多度的高溫環境下，可承受的極限巡檢作業時間為45分鐘。以往工作人員在汽包平臺的一次工作時間在20分鐘左右，因為進入這個環境后，不到10分鐘，人就會大汗淋漓，并且呼吸開始出現困難。除高溫外，汽包平臺還處在一個高噪音的環境，也會影響人對事務的感知和判斷，這樣的環境中，人根本無法長時間工作。

然而，“閃電哨兵”完全不受上述因素影響。雖然“閃電哨兵”不能爬高，但它有環繞360度和上下180度的扭矩，在它視線范圍內所有的設備都可以檢測到。此外，閃電哨兵在6米遠的距離就可以通過測溫功能，對一片區域內的管道進行成像，在短短1秒鐘內就能夠定位到哪根管溫度過高，工作人員就可以根據這個判斷結果，迅速進行泄漏點隔離。

“其實，在閃電哨兵背后，有一個很強大的數據分析處理系統，這些數據是我們廠近幾年的所有數據。哪怕是有100位技能大師，其經驗也沒法與閃電哨兵相比。”工作人員表示。

在那次比賽中，測試組模擬了一個低壓汽包的上水閥門的開度變化異常。上水閥門影響著蒸汽鍋爐的水流量大小，安全值是70%，故障模擬是25%的起始安全值向70%爬升的過程，如果機組在70%以上的上水開度下繼續工作，且不進行任何處理，將導致機組跳閘，發電機停機，損失的電力將影響約200萬居民用戶的正常用電。值得一提的是，在正常狀況下，預熱鍋爐會發出自動報警，并自動調節水流，但出題組決定關閉設備的自動報警與調節功能。

那么，人機雙方能否在沒有自動報警的情況下，完成故障的排除?結果是，機器人贏了。對人來說，判斷閥門開度從正常值到異常值的變化趨勢很困難，檢查人員查看時，閥門開度數值還在正常范圍內，很難引起注意，而機器人則通過連續掃描、測算，發現了數值快速上升的異常現象，進而報警。

機智過人、以一敵十，這既是AI的勝利，也是中國神華用技術提升電廠運行效率和安全性的體現。

受益央企重組前景可期

2017年11月，國電集團和神華集團正式合并成為國家能源投資集團有限責任公司。A股公司中國神華從而擁有了更強大的股東背景。

就股東實力而言，本次重組集團形成了煤炭、火電、水電、新能源、運輸、油化、科技、金融八大產業，業務分布在全國31個省區市及10多個國家和地區，若干重大關鍵技術保持國際領先，并具有獨特的煤電路港航一體化運營模式，為國家能源投資集團創建世界一流企業奠定了堅實基礎。

上證報記者獲悉，中國神華現階段將專注于煤炭開采及銷售、鐵路、港口、航運等相關業務，除保留的超過2800萬千瓦的優質火電資產外，還將通過參股與國電電力共同組建合資公司的方式，參與電力板塊投資，進而享受電力板塊投資收益。

“重組后，中國神華的煤炭市場更廣闊;電力業務的區域市場占有率更高，競爭力更強;運輸貨源更充足;煤電路港一體化運營的輻射范圍更廣;協同效應的覆蓋范圍更大。這都有利于中國神華業務的長期穩定發展。”中國神華有關負責人表示。

未來，中國神華還將繼續深耕煤炭業務，積極拓展電力、鐵路、港口、航運、煤化工等煤基產業鏈下游行業的“煤電路港航化”縱向一體化經營模式。各產業板塊有效協同，保證中國神華的核心競爭力。

“深化煤電一體化運營是中國神華長期堅持的方向，未來我們還有很多要做的工作。”上述負責人在回答中小投資者提問時表示，“未來公司除了依靠自身增長，還要借助并購重組，擇機收購國家能源集團的一部分優質資產，以實現企業快速增長。”

值得一提的是，今年10月，國家發改委、能源局發布《關于加大政策支持力度進一步推進煤電聯營工作的通知》(發改能源【2019】1556 號)，在釋放煤炭優質產能、煤礦產能置換指標、火電上網電量與電力交易、鐵路跨區運輸、煤電一體化廠用電率等方面進一步強化政策激勵。這對中國神華來說又是一項政策利好。

下一步，中國神華將通過技術創新、管理創新和體制機制創新全面提升煤礦智能化開采水平，有效降低礦井用人，實現無人、少人生產。具體來說，公司計劃到2021年年末完成1套建設智能礦山標準體系、2類智能掘進成套技術裝備、2類國產智能礦用卡車;建成上灣、錦界、補連塔煤礦3個智能礦山示范工程、5大智能礦山應用平臺、6類礦用機器人、10個智能化工作面、20個智能選煤廠等，從而為國家能源集團建設世界一流能源集團提供強有力的支持。