国家能源集团国能锦界电厂二氧化碳捕集智能管控

一. 企业概况

　　国家能源投资集团有限责任公司(简称国家能源集团)于2017年11月成立，是由中国国电集团公司和神华集团有限责任公司联合重组而成的中央骨干能源企业，拥有煤炭、电力、运输、化工等全产业链业务，是全球规模最大的煤炭生产公司、火力发电公司、风力发电公司和煤制油煤化工公司。
　　国能锦界电厂隶属于国家能源集团,是目前国内最大的"煤电一体化"国家重点工程。2020年机组温室气体排放为11,066,401吨CO2，2021年为17,413,185吨CO2，2022年为15,331,924吨CO2。

二. 项目概况

　　国能锦界电厂CCUS项目（CCUS：碳捕集、利用与封存）是国家重点研发计划项目，2019年11月开工建设，2021年1月安装建设完成，并通过168小时试运行，连续生产出纯度99. 5%的工业级液态二氧化碳产品，成功实现了燃煤电厂烟气中二氧化碳大规模捕集，成为目前国内规模最大的燃煤电厂燃烧后二氧化碳捕集与驱油封存全流程示范项目。
　　2022年，锦界电厂公司制定CCUS示范装置长周期运维计划及保障措施，有效提高运转可靠性；通过数字化、智能化等技术，积极开展降成本、提产量等技术分析，优化系统工艺流程和设备运行参数，摸索最优安全经济运行方式。

三．建设内容

　　数字化技术主要包括智能控制、数据管理和数字孪生。
　　在智能控制方面，该项目依托锦界电厂1号600兆瓦亚临界机组，控制系统采用和利时DCS控制系统，实现设备运行状态的实时监测和自动调整。
　　在数据管理方面，采用紫金桥跨平台实时数据库建立统一的CCUS生产数据平台，对各种装置设备的数据进行采集、存储、分析和展示，实现数据共享。
　　利用数字孪生技术对CCUS各装置设备和生产工作流程进行三维建模，通过标准数据接口实时获取叠加通过紫金桥跨平台实时数据库采集的生产过程数据，并在三维空间中展示，展示数据在时间轴上的变化，揭示出数据的动态和趋势。同时，还可展示多个变量之间的关系，让工作人员更好地理解数据之间的相互影响和关联。最终通过生动的视觉效果和全面的信息展示，帮助电厂人员更直观、全面、深入地洞察数据，发现CCUS生产数据背后的规律和潜在价值。

　　紫金桥数采软件基于OPC DA驱动实时采集和利时DCS控制系统数据，经单项隔离网闸传送至网闸外侧管理网的跨平台实时数据库服务器，该服务器兼职Web服务器，将实现的各生产流程图和数据统一实时发布到企业局域网，同时通过与数字孪生系统进行数据集成，最终统一通过监控大屏进行B/S浏览。

四．系统功能

1．数字孪生总图

　　数字孪生系统基于紫金桥跨平台实时数据库提供的Rest API获取生产数据，实现现场、流程图监控数据、数字孪生系统数据的实时同步。

2．工艺流程图

　　参照以下主体流程总貌，结合DCS控制系统组态图形，实现整个CCUS主要工艺流程的数据监控，主要工艺包括：碳捕集系统，吸收塔系统等20多张主工艺流程监控图，每张工艺流程监控图同时输出关键数据，方便系统用户查看。

3．数据限值报警和颜色变化

　　采集数据超出设定报警阈值后，图形上的数字颜色发生不同颜色变化，以便更直观及时的对生产做出调整。

4．趋势分析

　　单击流程上的任意测点数据，弹出该点数据的趋势分析，用户可根据需要查询过去任意时间范围的历史曲线，以便进一步优化调整。

五．项目效益

　　紫金桥跨平台实时数据库作为本次碳捕集(CCUS)示范项目数字化应用的核心数据平台，结合其它成熟先进的数字化手段，开发智慧管控与决策平台，实现数据互联共享、CCUS全流程可视化展示和智能预警分析，持续推进劳动组织形式向大巡检与无人值守转变，是电厂降本增效、减少环境影响的关键手段。