Quando a central termoelétrica for equipada com o “Núcleo Inteligente” — Construção do sistema de monitorização e controlo inteligente incorporado na usina de Jingmei (Baiyin) do Grupo Gansu Energy & Chemical Group Scan

Novo Gansu · Jornal do Gansu — repórter Du Xueqin

Não há muito tempo, foi divulgada a lista do 24.º “Prémio Novo Qualidade” de automatização e transformação digital de fluxos de processos na China. A Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica Co., Ltd., do Grupo Gansu Energy and Chemical (Gansu Nenghua), ficou entre os premiados. Este é mais um grande prémio do sector na categoria de tecnologia que a Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica obteve.

Localizada no Parque Industrial Yandong, na cidade de Baiyin, a Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica tem 2 unidades de cogeração térmica e de frio a carvão subcríticas supercríticas de 350 MW cada, sendo a principal fonte de aquecimento para o distrito de Baiyin, em Baiyin.

Esta central termoelétrica, criada em maio de 2012, não tem uma dimensão particularmente grande; então, por que razão é que, nos últimos dois anos, tem recebido com frequência prémios importantes de tecnologia do sector?

Por detrás dos prémios está um conjunto de sistema inteligente de supervisão e controlo incorporado, desenvolvido de forma autónoma pela própria empresa. Em 2022, a Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica iniciou a construção de uma central elétrica inteligente. Atualmente, a empresa conseguiu criar a primeira central elétrica inteligente moderna a nível nacional, baseada na zona de segurança I do sistema de controlo da central.

“O nosso sistema inteligente integra de forma profunda capacidades de perceção abrangente, de coordenação entre vários sistemas e de análise de big data; é como se instalássemos um ‘cérebro central inteligente’ na central elétrica.” disse Cui Guanhua, vice-diretor técnico do departamento de produção da Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica.

Sala de controlo central da Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica.

Ligar e sincronizar, do “modo manual” para “condução inteligente”

Em empresas tradicionais de energia térmica, o período de pico de geração é quando os operadores estão mais ocupados.

Na manhã de 26 de março, na sala de controlo central da Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica Co., Ltd., os jornalistas viram um cenário diferente do de uma central térmica tradicional: estando no auge do período de geração de energia térmica, os grandes ecrãs exibiam dados em constante mudança; os operadores monitorizavam com calma o painel, e todo o processo de produção parecia ordenado e eficiente.

“No passado, quando ouvíamos a instrução ‘Iniciar a unidade, preparar para a sincronização!’, a atmosfera na sala de controlo central ficava imediatamente tensa.” disse Liu Yuchen, chefe de equipa de controlo térmico (heat control) do departamento de tecnologia de produção da Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica. Antes, desde o acendimento da caldeira até ao sucesso da sincronização, eram necessários pelo menos três operadores experientes totalmente concentrados para, num intervalo de várias horas, concluir centenas de operações finas; todo o processo era longo e cheio de pressão.

Agora, a situação é completamente diferente. Após a modernização com a remodelação do sistema inteligente de supervisão e controlo incorporado, os operadores passam a atuar mais como “supervisores”; basta 1 pessoa monitorizar os pontos-chave e, quando as instruções são confirmadas nos pontos-chave, os processos complexos seguintes são executados automaticamente por esse sistema. Do acendimento, ao aquecimento e ao aumento de pressão, até ao ajuste de rotação e à sincronização, é realizado um “modo de condução automática” em todo o processo.

“Isto é como instalar num carro um sistema de condução inteligente.” disse Liu Yuchen. O sistema consegue controlar de forma estável e precisa vários parâmetros seguindo a rota ótima. Do arranque em estado totalmente frio até à regulação após a sincronização, o tempo foi encurtado em 4 horas. “E mais importante ainda, os programas inteligentes seguem rigorosamente ‘procedimentos regulamentares’, evitando operações incorretas humanas.”

A precisão também melhorou acentuadamente. Na fase crucial do controlo da alimentação de água, este sistema realiza o ajuste automático de todo o processo. Mesmo ao mudar a bomba de água, as oscilações do caudal de água ficam firmemente controladas num intervalo muito pequeno. Liu Yuchen disse: “A intensidade laboral e a pressão mental dos operadores diminuíram; em contrapartida, a segurança e a economicidade aumentaram.”

Sala de controlo central da Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica.

Previsão e aviso inteligente, para que os riscos sejam “visíveis” e “controláveis”

197 MW, 235 MW, 201 MW… na grande tela da sala de controlo central da Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica, os números que piscam continuamente são as instruções de geração enviadas à central pela State Grid.

“Quase que muda a cada minuto.” disse Cui Guanhua. Durante o funcionamento normal da central, os operadores de monitorização precisam de observar constantemente centenas e milhares de parâmetros no ecrã, avaliando a condição de saúde dos equipamentos a partir de pequenas variações. No entanto, os fatores objetivos de correlação entre os parâmetros não podem ser identificados apenas por reconhecimento manual; a dificuldade é muito elevada. Mesmo que os operadores se mantenham com total concentração o tempo todo, não conseguem fazer previsão e diagnóstico de falhas precoces da unidade.

Em 2025, a Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica integrou, no sistema de deteção inteligente existente, um sistema de aviso prévio e diagnóstico das condições de funcionamento das unidades.

“‘Alimentámos’ a inteligência artificial com dados acumulados ao longo de mais de 10 anos. Através da iteração dos dados, formámos a nossa própria base de regras de especialistas e a base de modelos de dados.” disse Cui Guanhua. Este sistema faz com que os dados de produção acumulados durante mais de uma década se tornem realmente “vivos”, convertendo-os em capacidade de produção de segurança que continua a melhorar.

O sistema de aviso prévio e diagnóstico das condições de funcionamento das unidades consegue digitalizar e analisar, 24 horas por dia e sem interrupção, todos os dados de operação. Deteta automaticamente correlações anómalas entre parâmetros, emite alertas na fase inicial de surgimento de falhas e, através de uma interface de visualização clara, envia aos operadores a localização do problema, as possíveis causas e as recomendações de tratamento.

“O mais impressionante é que consegue aprender com a experiência dos nossos mestres.” explicou Cui Guanhua. O sistema fornece ferramentas convenientes que transformam a valiosa experiência dos melhores operadores de monitorização em regras que o sistema consegue reconhecer e executar, fazendo com que o conhecimento se mantenha continuamente acumulado e transmitido.

Além de localizar com precisão problemas num único ponto, este sistema de aviso prévio também consegue analisar os riscos de acoplamento do sistema inteiro. Cui Guanhua disse: “Agora, os equipamentos operam de forma mais segura, e a carga de trabalho dos colaboradores também diminuiu.”

Grupo Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica.

Caminho “embutido”, para que a inteligência crie raízes em solo seguro

Para os profissionais de heat control responsáveis pela manutenção dos sistemas de controlo, no passado, modificar e otimizar a lógica de controlo era uma tarefa de “alto risco”, normalmente apenas podia ser feita com a unidade parada; o custo de tentativas e erros era elevado, e existiam poucas oportunidades de formação.

Agora, eles têm um “campo de treino” seguro — um sistema de gémeos digitais. Este sistema consegue “replicar” com alta precisão um ambiente virtual idêntico ao sistema de controlo real. Neste “mundo paralelo”, os profissionais de heat control podem testar com à-vontade quaisquer alterações de lógica e testes, sem afetar a produção real.

“Os nossos operadores podem treinar aqui o tratamento de vários tipos de acidentes; e os profissionais de heat control podem aprofundar a camada base do sistema, repetindo continuamente experiências de otimização da lógica.” disse Cui Guanhua. Atualmente, em termos de formação de integração para novos colaboradores da empresa e de investigação dos algoritmos por parte dos mestres, a eficiência e o coeficiente de segurança já não são comparáveis aos de antes.

Ao contrário de muitas soluções inteligentes que “remendam” a partir do exterior dos sistemas existentes, a Jíngméi (Baiyin) Energia Térmica escolheu uma via “embutida” mais desafiante, mas também mais completa — em que, tal como modelos de algoritmos inteligentes “como um ‘chip’”, os modelos são integrados em profundidade no núcleo do sistema de controlo (zona de segurança I).

“Isto equivale a colocar ‘inteligência’ diretamente na ‘unidade nervosa central’ da operação da central.” explicou Cui Guanhua. Ao fazê-lo, não só se mantém a estabilidade e a fiabilidade do sistema de controlo original, como também se realiza um acoplamento em tempo real, perfeito e sem falhas entre a análise inteligente e o controlo automático. O mais importante, porém, é que todos os cálculos de dados e a geração de instruções são efetuados no interior da rede de controlo, garantindo o nível de segurança mais elevado. Assim se cumpre verdadeiramente “os dados não saem do domínio e a inteligência se entranha profundamente”.

Editor responsável: Yang Chenyu

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