5月11日,習近平總書記考察了黃驊港煤炭港區,了解港區生產經營及發展規劃等情況,指出“作為我國西煤東運、北煤南運的重要樞紐港口,要加強港口能力建設,創新管理體制機制,打造多功能、綜合性、現代化大港”。
黃驊港是我國西煤東運、北煤南運第一大黃金出海口,依托國家能源集團“煤電化路港航”一體化運營優勢,承擔了國家能源集團約30%的煤炭下水任務,每年約2億噸煤炭從黃驊港下海輸出。
在吞吐量如此巨大的煤炭港口,港區內干凈整潔,設備高效運轉,這得益于黃驊港人多年來在水資源利用、本質抑塵技術和智慧化生產方面的不斷耕耘與創新。近日,主題教育采訪組走進黃驊港,探尋國內第一大煤炭港口高質量發展背后的故事。
全流程智慧化推動港口跨越式發展
初夏時節,海風陣陣,貨輪汽笛長鳴,在水天一色的蔚藍下,烏黑的煤炭隨著傳送帶滾滾向前,被伸展著“巨臂”的裝船機源源不斷地裝載在停靠的貨輪上,生產作業行云流水……國家能源集團黃驊港的生產現場呈現出一派繁忙的景象。
國家能源集團黃驊港是我國西煤東運第二大通道的主要下水港,是國家能源集團煤電路港航一體化、產運銷一條龍運營的支柱港口。年煤炭裝船量2億噸以上,是目前國內煤炭年吞吐量最大的港口,為保障國家能源安全提供堅強支撐。
長期以來,煤炭港口被認為是粗放型企業。雖然生產高度依賴于大型機械設備,但設備自動化程度低、人員勞動強度高。但在黃驊港,翻車機房、儲煤堆場和裝船現場,卻幾乎都看不見工作人員的身影。“以前港口煤炭的翻、堆、取、裝工作流程都靠翻車機、堆料機、取料機和裝船機等設備來實現,每個都需要工作人員在上面操作。現場的工作環境很差,有機器發出的噪音和一定的粉塵,并且24小時持續不停的需要有人來操作。”黃驊港務智能控制科副科長陳致遠對全流程智能化生產深有感觸,“通過對原有生產狀態的分析,我們把翻、堆、取、裝設備由人工作業模式升級為自動化的作業模式,現在我們的工作人員都集中在生產管控中心的大樓里,通過遠程操作就能完成所有的任務,職工的作業環境顯著改善,勞動強度大大降低。”
從高空到辦公室,工作姿勢、環境的變化,見證著“智慧港口”的發展。黃驊港之所以能成為今天綠色、高效、國際一流的能源大港,離不開建港以來刻在黃驊港人骨子里的創新和奮斗精神。從鹽堿灘起步、在淤泥粉砂質岸線建港、解決泥沙回淤問題……經過一步步攻堅克難和創新發展,黃驊港人認識到,想要實現長遠健康高質量的發展,必須打破散貨港口技術瓶頸,全面建設智慧港口。
技術應用助力設備自動化
建成智慧港口,黃驊港謀定而動,按照綠色、智慧、高效、平安的發展理念,以“打造從計劃發起到設備執行全新一體化智慧生產運行模式”為目標,從解決設備運行、設備調度、生產組織三個層級,有步驟地推進單體自動化、協同智能化、決策智慧化問題的解決。
首先需要解決的是生產作業的大型設備自動化。而大型設備想要自動化,就依賴設備精度定位定姿和穩定快速的信號傳輸。
在國際無借鑒,國內無先例的基礎上,黃驊港2016年開始智能化改造項目,為設備安裝北斗定位系統并在作業區域部署5G基站;年底建成國內首個智能堆場,實現了堆場中堆料機、取料機的全自動運行;2017年完成了堆場智能化改造項目,3個堆場27臺堆場設備全面投入自動化運行,實現了堆場設備的無人操作。這一項目的成功實施,使得現場用工量相比過去減少了62%;通過計算機堆料形成標準垛型,港區的堆存能力提升了10%;且配煤作業精度大大提高。
創新有了突破口,設備自動化建設的成果就源源不斷地涌現:2018年黃驊港啟動裝船機遠程操控改造;2021年實現全機型裝船機智能化運行,成為國內首個全流程智能化作業的煤炭港口;繪制設備“生命體征線”,結合生產實際合理安排設備維修計劃,提高生產運營的安全性和高效性……
設備運行實現自動化為黃驊港全流程智能化邁出了堅實的第一步。設備自動化之后,雖然設備具備了脫離人而自動化運行的能力,但各個自動化設備仍然需要依賴于操作人員控制,設定工藝參數、控制設備啟停、協調上下游設備運行。因此為打通設備調度與設備運行間的通道,黃驊港向協同智能化發起了挑戰。
協同智能化是指在設備自動化的基礎上,向上對接生產作業指令,向下實時引導設備運行,由系統去分配設備任務、決定啟停,工作人員的主要職責由控制設備運行,變為監控設備運行和處理故障。但這也帶來了更多的難題,如多設備的協同需要更完備的關聯分析和調度策略,設備脫離人工控制需要更多維度的風險識別和保護策略等。
目前,黃驊港已經進行了多次系統架構重構以及大量的離線測試,正在以三期翻堆流程為試點進行模式變革探索。2023年4月,協同智能化進行了第一次重載測試,各項功能得到了充分驗證,并計劃之后開展常態化試運行,同時逐步開展在翻堆場景的擴容,以及取裝、直裝場景的適配性優化。
優化算法實現決策智慧化
站在科技創新的前沿,黃驊港通過設備自動化與協同智能化,生產現場設備具備了接收生產作業指令而自主運行的能力,只要確定了作業任務,設備間就能夠高效協同完成任務。但如何保證給出的作業任務是最優的,還需通過決策智慧化來解決。
黃驊港一期工程建設至四期工程,各類生產工作流程超300種,配煤方案60多種,針對復雜多樣的生產作業計劃與調度環節,黃驊港花費兩年時間,在依據過去計劃調度經驗的基礎上,采用運籌優化等人工智能算法,對排車、排船、流程調度等環節進行深度優化,更高效、合理的排布生產作業任務,使得整體的生產運行更加流暢,實現連續多年煤炭下水量超2億噸,占北方煤炭下水總量約30%。
通過設備自動化、協同智能化、決策智慧化,黃驊港不僅自身完成了智慧港口的建設,還與電廠“跨界聯動”,從生產運輸港搖身變為“技術輸出港”。2022年,黃驊港自主研發清潔生產科技項目和生產智慧化項目,在泉州電廠推廣實施。其中清潔生產科技項目運用全流程粉塵治理技術,對泉州電廠現有輸煤系統進行改造優化,降低作業現場灑落煤風險,提升清潔生產水平;生產智慧化項目則運用全流程生產智能化技術,通過煤堆建模、自動堆取料算法等技術,實現圓形堆取料機全自動作業功能。
實干成就夢想,奮斗鑄就偉業。從鹽堿灘涂到多功能、綜合性、現代化大港,黃驊港將一個又一個的“不可能”變為華麗的現實,5G、大數據、物聯網、北斗定位、智能控制、智慧決策等技術,在這里得到深度融合應用,智能化逐步貫穿港口生產的全領域全過程。黃驊港的科技創新為我國港航事業發展和國家能源運輸體系建設積蓄起強大的信心和技術基礎。如今黃驊港正揚帆起航,朝著現代化綜合服務港、國際貿易港闊步邁進。
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