En la actualización inteligente de las unidades de ciclo combinado gas-vapor, la "no intervención humana" es solo el punto de partida, y la "máxima eficiencia energética" es el destino final. Recientemente, llegaron buenas noticias sobre el progreso de la investigación del Sistema de Arranque y Parada Automático (APS) basado en el arranque y parada diarios para la regulación de picos en la unidad 6 de la Central Eléctrica Nanshan de Huaneng. Este proyecto, desarrollado de forma independiente por el Instituto de Investigación de Ingeniería Térmica de Xi'an de Huaneng (en adelante, "Instituto de Ingeniería Térmica de Xi'an") y ejecutado en la Central Eléctrica Nanshan de Huaneng, ha logrado un avance histórico en las turbinas de gas clase F de Ansaldo en China, alcanzando el doble progreso de "operación manual cero" y "reducción significativa del consumo de energía" durante los procesos de arranque y parada.
Es particularmente digno de mención que este sistema APS no se limitó a la mera automatización, sino que, a través de una profunda reestructuración lógica y un control de procesos meticuloso, logró un gran salto en la eficiencia de arranque y parada y una reducción significativa en el consumo de energía sobre la base de la "operación cero". El valor central de este sistema APS no es "reemplazar a las personas", sino liberar a los operadores de las miles de operaciones repetitivas y la intensa supervisión de múltiples sistemas durante las fases de arranque y parada. Al mismo tiempo, la implementación exitosa de este sistema se alinea estrechamente con el impulso nacional de "Inteligencia Artificial+" en escenarios industriales y el requisito de utilizar tecnologías digitales para aliviar la carga y aumentar la eficiencia en primera línea.
Más que "ahorrar mano de obra":
Liberar al personal de primera línea del trabajo repetitivo
Anteriormente, durante el arranque y parada de las unidades, los operadores tenían que monitorear cientos de puntos, ajustar manualmente las válvulas de alimentación de agua, cambiar los bypasses y cerrar interruptores. Solo para arrancar la unidad, se requerían miles de operaciones. "Estábamos tan ocupados que ni siquiera teníamos tiempo para beber agua, con los nervios de punta, temiendo que un solo clic incorrecto del ratón afectara todo el ritmo de arranque": esta es una experiencia común entre muchos operadores. Ahora, este sistema APS convierte todo el proceso en lógica integrada: desde la alimentación de agua de la caldera, el encendido de la turbina de gas, el giro de la turbina de vapor hasta la sincronización y carga en la red, cada paso se activa automáticamente según la ruta optimizada preestablecida por la computadora. Incluso el arranque y parada de las bombas de agua cerradas y la apertura de las válvulas de regulación de alimentación del tambor de la caldera se ajustan dinámicamente con los parámetros principales, sin necesidad de intervención manual.
Validación con datos contundentes:
El secreto del "bajo consumo energético" detrás de la "operación cero"
Lo que más valora el personal de primera línea es que este sistema APS no solo "hace el trabajo por las personas", sino que también "sabe hacer cálculos precisos". En el pasado, para garantizar la seguridad durante el arranque y parada de las unidades, los márgenes de los parámetros eran demasiado grandes, y el consumo de gas natural no podía reducirse. En esta investigación, el equipo de desarrollo incorporó específicamente el "ahorro de energía" en la lógica de control: optimizando seis algoritmos centrales, como la coordinación temperatura de humos-carga, el ajuste dinámico del bypass y el control anticipado del agua de atemperación, para que el ciclo térmico durante el arranque y parada siempre siguiera la "ruta más económica". La puesta en marcha exitosa de este sistema APS en la unidad 6 de la Central Eléctrica Nanshan de Huaneng ha presentado un excelente informe que combina "automatización y bajo consumo energético":
Respuesta ultrarrápida, capacidad de regulación de picos significativamente mejorada. Gracias al control meticuloso, el tiempo de arranque desde el encendido de la turbina de gas hasta que la unidad alcanza una carga de 220 MW es de 54 minutos, 20 minutos menos que el nivel convencional, una reducción del 27%; el tiempo de parada desde 220 MW hasta la desconexión de la turbina de gas es de 11 minutos, 8 minutos menos, una reducción del 42%. Esta capacidad de "arranque y parada rápidos" mejora enormemente la competitividad central de las unidades de ciclo combinado gas-vapor para participar en la regulación de picos de la red eléctrica.
Cálculos precisos, efecto significativo de ahorro de energía y reducción de consumo. Un solo arranque y parada de la unidad puede ahorrar 4500 Nm³ de gas natural. Calculando con 150 arranques y paradas por unidad al año, se pueden reducir aproximadamente 1250 toneladas de emisiones de CO₂ al año. "El gas natural ahorrado por una unidad con 150 arranques y paradas al año, convertido en generación de electricidad, equivale al consumo anual de electricidad de 1250 hogares", calculó de manera intuitiva el jefe de turno de operación de la Central Eléctrica Nanshan de Huaneng.
De "piloto" a "modelo":
Allanando el camino para unidades de ciclo combinado gas-vapor del mismo tipo
"Lo más práctico de esta investigación es que ha convertido la experiencia operativa de primera línea en una lógica estándar replicable, no es algo superficial", dijo el responsable del proyecto del Instituto de Ingeniería Térmica de Xi'an. Actualmente, este esquema de optimización APS ha formado módulos lógicos estandarizados. En el futuro, no solo podrá promoverse en otras unidades de la Central Eléctrica Nanshan de Huaneng, sino que también proporcionará una referencia técnica para la enorme cantidad de unidades de ciclo combinado gas-vapor existentes en China.
El responsable de la Central Eléctrica Nanshan de Huaneng indicó que, a continuación, la central eléctrica, junto con el Instituto de Ingeniería Térmica de Xi'an, continuará perfeccionando los detalles del sistema, consolidando este modelo de "operación cero + ahorro profundo de energía" en un mecanismo a largo plazo, para lograr el objetivo de "cooperación hombre-máquina, mejora de la eficiencia y seguridad controlable", proporcionando apoyo para el desarrollo ecológico, eficiente e inteligente de la empresa.