人工智能、机器人、无人驾驶探秘全球煤电新能源铝循环示范工程

小王
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9月19日,在科尔沁草原的腹地群山间,266台风机迎风而立,36万余块光伏板闪耀生辉,源源不断地为霍林河循环经济局域电网输送绿色能源。

国家电投内蒙古公司创新打造全球首个“煤-新能源-电-铝”循环经济新范式——霍林河循环经济示范工程。在新增新能源的加持下,今年上半年电解铝绿电消纳占比达27.58%。

新质生产力已成为高质量发展的强劲动力。在新能源领域,新质生产力是指通过创新技术和产业模式,推动能源转型和可持续发展的生产力。霍林河循环经济示范工程便是新能源新质生产力的典型案例。

国家发改委主任郑栅洁指出,发展新质生产力是高质量发展的内在要求和重要着力点。应加快改造提升传统产业,激发“老产业”的新生机。

国家电投内蒙古公司依托人工智能、爬塔机器人、5G+无人驾驶等现代信息技术,已实现因地制宜发展新质生产力,推进智能化建设。

作为集煤炭、火电、新能源、电解铝、铁路、港口等产业一体化协同发展的综合能源企业,国家电投内蒙古公司现拥有8300万吨煤炭产能、750万千瓦火电装机、711万千瓦新能源装机,资产总额达1339亿元。

位于内蒙古自治区通辽市的霍林河煤田是我国现代化生产工艺最高的大型露天煤矿,储量超过130亿吨,位居全国五大露天煤矿之列。

在霍林河北露天煤矿现场,大量的纯电动矿用自卸车、百吨级无人驾驶自卸车和大型运输车在矿区穿梭往来,形成一幅现代化的高效作业场景。

国家电投内蒙古公司副总工程师兼电力分公司总经理、党委副书记、霍林河循环经济电力监控指挥中心主任赵晋宇介绍,霍林河地区的劣质煤因运销困难而被视为“生态垃圾”。公司综合考虑“煤-电-铝”产业协同,确定了建设新能源推动绿色转型的发展方向,形成了煤炭、电力、电解铝三大支柱产业,构筑完整的多元化、开放型产业链条。

2014年,霍林河循环经济示范项目前三期30万千瓦风电项目全容量并网发电,标志着霍林河循环经济示范项目进入“风火互补”发电时期,迈出了绿色转型的第一步。

当年的10月,随着两台35万千瓦的火电机组相继投产,霍林河循环经济示范项目正式建成投用。

据悉,国家电投内蒙古公司在霍林河地区已建成拥有180万千瓦火电装机、105万千瓦新能源装机、86万吨电解铝产能的产业集群,此外还配套建设了自备电网和监控指挥中心。

每年,30亿千瓦时的绿电通过输电网送至下游的电解铝产业。今年上半年,电解铝绿电消纳占比达到27.58%,开创了全球首个“煤-新能源-电-铝”循环经济新模式。

国家电投还聚焦科技创新,探索不同储能在霍林河循环经济示范项目中的应用和适配情况。2023年8月19日,国内首个由铁铬液流、飞轮、锂电三种形式组成的混合储能项目在内蒙古公司电力分公司投运。

国家电投内蒙古公司电力分公司经营副总经理李洪波表示,其中1MW铁-铬液流电池储能项目采用了国家电投自主研发的“容和一号”电池堆,也是全球首例兆瓦级铁-铬液流电池储能项目。

为推进大规模储能项目的引进,提升绿电消纳能力,保障局域电网的稳定运行,提供可靠的决策依据和实证数据。

机器人、智慧风场等新技术推动央企智慧能源一线建设。近年来,国家电投内蒙古公司不断探索高新科技的应用,促进能源生产和消费方式的变革。

例如,在国家电投内蒙古公司电力分公司D厂的新能源场站集控室,记者发现仅有3名值班人员在智慧风场平台系统终端前监视着设备的运转情况。

据介绍,该场站运用的智慧风场系统覆盖9大模块、87项具体功能,将人工智能技术融入场站运营的方方面面。同时应用智能爬塔机器人和升压站巡检机器人等技术产品,实现新能源场站的少人值班和无人值守。

人工智能、机器人、无人驾驶探秘全球煤电新能源铝循环示范工程

登上了公司79号风机观礼台,记者看到数台风机迎风而立,其中,百米高的风机塔筒壁上,正在向上攀爬的机器人格外引人注目。

内蒙古公司电力分公司D厂运行副总工程师杨坤介绍,这款爬塔机器人是公司与上海成套院联合设计研发的,主要功能是检测塔筒焊缝、打磨和补漆漆面,以及清洗塔筒脏污。

公司目前共有266台风机,有了爬塔机器人后,可以自主对全部风机进行检查,再重点复核存在隐患的风机杆塔,既能兼顾全面性,又能保证经济性。

杨坤说:“在使用智能爬塔机器人前,我们都是靠‘蜘蛛人’对风机杆塔外壁进行焊口检测、油污清理、补漆等作业。这种作业存在安全风险,而且人工检测焊口的效率较低。一个人工检测1台风机塔筒焊口的全面检测大约需要5个小时左右,而利用爬塔机器人则只需要2个多小时,可以将这项工作的效率提升一倍左右。”

该机器人体积小巧轻便,履带底盘吸附力强劲,承载能力卓越,且可自动适应不同直径的风力塔筒。

人工智能、机器人、无人驾驶探秘全球煤电新能源铝循环示范工程

该机器人越障能力出众,作业时可安全跨越塔筒上的横向和纵向焊接缝。

机器人的应用场景广泛。在国家电投内蒙古电投能源股份有限公司霍煤鸿骏铝电公司铝锭铸造车间,全国首条铝锭铸造自动化生产线正平稳运行。从打渣、铸锭到码垛、打包和称重,所有环节均由机器人操作,实现全面自动化生产。

霍煤鸿骏铝电公司铸造分厂副厂长车林表示,该分厂已将原有生产设备改造升级为行业中高度自动化的生产线,目前已实现全工序自动化,包括抬包自动倾倒、机器人打渣、铸模自动预热、机器人码垛、自动打包、在线称重、自动转运和铝渣灰处理等。

无人驾驶矿卡推进绿色矿山。虽然无人驾驶概念早已普及,但将其应用于超大型宽体矿卡却并不常见。在国家电投内蒙古公司白音华露天矿和北露天煤矿,无人驾驶已成为现实。

在白音华露天矿,宽体矿卡在煤海中自如穿梭,有序进行土石运输,而驾驶室却空无一人。负责操控这些矿卡的工人坐在几公里外的办公室里,在一个类似游乐设施的驾驶舱内,数台显示器实时呈现矿卡现场的360度全景。

白音华露天矿生产副矿长腾瑞雪指出,这是全国首次在复杂地质条件下应用的“露天矿宽体自卸车5G+无人驾驶项目”。目前,白音华露天矿无人驾驶编组运煤量已超300万吨,为我国提供了露天矿多煤层稳定运输作业的可复制和可推广经验。

该无人驾驶自卸车配有激光雷达,可自动刹车。系统依托5G技术智能分析路口信息,告知车辆通行顺序,解决会车难题。

腾瑞雪表示,“截至目前,该项目已实现35辆65吨级宽体运输车全天候无人驾驶稳定运行和有人无人混编作业,平均效率超过同期有人驾驶效率的92%。在高峰期,无人驾驶作业可减少110名运输车司机,真正做到‘少人则安,无人则安’。”

在距矿区5公里外的北露天煤矿,副矿长刘志华表示,目前使用的无人驾驶矿卡与易控智驾合作研发,同时也在与北京慧拓和华为接洽。目前每辆车的成本约为270万元,规模化生产后将降低成本。

截至2024年5月底,无人驾驶矿卡已累计运输超10万立方米物料,无人驾驶效率达到有人驾驶效率的77%。

刘志华透露,针对露天矿山双齿辊破碎机齿辊补焊过程环境恶劣、人工电弧焊接强度大、效率低的情况,北露天煤矿联合严格科创产业发展集团合肥有限公司共同研发了双齿辊破碎机智能焊接系统,并于去年正式投入使用。

智能焊接系统包含六个子系统,包括六轴大臂机器人和 3D 视觉识别等。与人工焊接相比,焊接机器人在效率上提升了五倍以上,焊接硬度提升了 60HL,并且焊接质量的一致性更高。

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