暮春时节,江苏省南京市江北新区产业技术研创园内。南京国电南自维美德自动化有限公司(以下简称“南自维美德”)科技创新的脉搏,在这里强有力地跳动。
南自维美德隶属于中国华电集团有限公司所属国电南京自动化股份有限公司,是一家深耕发电厂热工自动化、发电厂电气自动化、新能源场站自动化等发电控制领域,为国内外“风、光、水、火、核、储、氢”等多种能源电站提供智能化、自动化解决方案的国有高科技企业。
近年来,南自维美德公司聚焦自主可控,针对电力工控关键核心技术“卡脖子”问题,胸怀“国之大者”,强化“国家所需、公司所能”使命担当,坚定自主创新战略定力,在国内率先开展发电工控系统核心软硬件国产化替代技术研究,着力掌握一批拥有自主知识产权的关键核心技术。成功研制出自主可控分散控制系统(DCS)、重型燃气轮机控制系统(TCS)、汽轮机数字电液调节系统(DEH)以及全国产化发电机变压器保护装置、励磁系统,打破国外垄断,实现多个“国内首次”,大幅提升了发电工控系统全产业链自主可控水平。相关成果荣获“中国电力科学技术进步奖一等奖”,入选“2021年中央企业数字化转型十大成果”“2022年国有企业数字技术十大典型成果”,形成了以“华电睿蓝”为核心的发电工控自主可控整体解决方案,并在数十个电厂、数十台机组得到广泛应用,有力保障了国家能源电力安全和产业链供应链安全。2023年,南自维美德成为中国华电首家入选国家级专精特新“小巨人”的基层企业。

“必须攻克关键技术,掰开‘卡’在重燃控制领域的国外巨手”
2021年5月25日,对于南自维美德“80后”资深开发设计师陈子静来说意义重大。
当日9时25分,国内首套自主可控重型燃气轮机控制系统(TCS)在华电龙游电厂成功并网投运。这标志着中国华电在国内率先完整掌握了重型燃气轮机控制系统的自主设计、生产、调试、改造等全过程关键技术,推动了我国燃气轮机的国产化发展。
身为该系统研发团队成员,见证这历史性的一幕,陈子静难掩内心喜悦。“看到自己和团队成员的心血终于换来收获,我深感振奋,备受鼓舞。”他用一句诗来形容自己当时的心情——“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”。
燃气轮机,是国防与能源领域的核心设备,被誉为装备制造业皇冠上的明珠。而控制系统作为燃气轮机的“大脑和神经中枢”,是决定机组性能和安全的关键系统,也是我国一直努力突破的重型燃气轮机核心技术之一。
长期以来,燃气轮机控制系统的设计、组态、调试、维护等相关工作一直由国外厂商提供,形成实际意义上的垄断,存在“卡脖子”风险,严重危及我国的能源安全,自主化研发迫在眉睫。
2015年,陈子静来到南自维美德工作之初,便对此深有体会。“当时,TCS系统相关工作主要由外国人负责,并收取高额服务费,且国内企业每年都要跟国外相关厂商签订长期协议,每年企业维护费用高达上千万元。”
至今,他仍清晰记得团队一位耄耋之年老专家遗憾而又期待的话语:“我从事了一辈子燃机控制事业,希望在有生之年,能够有机会推动并见证燃机控制国产化。”
“俗话说,‘不争馒头争口气’,我们中国人一定要尽快攻关核心技术,完成燃气控制系统国产化!”胸怀“科技报国”的使命与担当,陈子静不断深入学习实践,在燃机控制领域深耕细作。
2020年,面对美国的技术封锁,中国华电作为能源电力领域的国家队、排头兵,勇当技术创新主力军,吹响自主可控TCS攻关的号角。陈子静立刻主动请缨,加入南自维美德TCS科研团队,立志要改变我国在该领域长期受制于人的局面。
“追根溯源,可以发现制约我国燃气轮机控制系统自主化发展主要存在3个难题,”陈子静分析,“一是控制策略设计和关键控制参数整定等核心技术由国外严格封锁;二是传统分散控制系统难以满足燃气轮机对实时性、控制精度和可靠性的要求;三是燃气轮机稳定运行区间狭窄,稳定燃烧与低污染物排放难以兼顾”。
陈子静潜心钻研,深入研究燃气轮机对控制系统功能与性能的需求,认真研读了行业近20年来的200余篇重要文献,绘制了燃气轮机1000多页的控制逻辑SAMA图,并将所有的逻辑图烂熟于心。面对棘手的封闭算法模块,他通过大量数据的反向推演与正向验证,自主设计了燃气轮机压比极限、排气温度分散度计算及保护、热应力计算、燃料控制等核心算法,攻克了一系列重型燃机控制关键核心技术。
在项目现场,陈子静以精益求精的态度,反复梳理系统逻辑,从启机到并网,每一个节点、环节都不放过。“我们的团队非常团结,大家齐心协力向一个目标全力以赴。我们知道,关键技术要不来,必须把它攻克,实现自主可控。”
2021年5月25日,自主可控重型燃机控制系统TCS在华电龙游电厂9E机组上成功投运,实现了国产化燃机控制系统“首台套”应用,掰开了“卡”在重燃控制领域的国外巨手。然而,尚未尽情享受胜利的喜悦,陈子静和团队又开始紧锣密鼓地致力于新一轮科研攻关项目,并交出一份份优异的答卷。

