淺談３００ＭＷ火電機組在線能耗分析系統(tǒng)

摘要：通過對機組進行實時性能計算和能耗分析，可以了解運行指標耗差的大小及分布情況，指導運行人員實時調(diào)整運行參數(shù)，提高操作水平，從而降低機組發(fā)電成本，提高電廠機組的運行經(jīng)濟性，增強電廠的競爭力。

關鍵詞：火電機組；準三元；在線；能耗分析

1 引言

隨著電力技術的發(fā)展、電力改革的不斷深入，廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)已成必然。在確保機組安全運行的前提下，使機組始終保持在最佳工況運行，最大限度地降低供電煤耗率是市場經(jīng)濟對發(fā)電廠提出的現(xiàn)實要求。 針對300 MW火電機組開發(fā)的在線能耗分析軟件，通過應用ActiveX技術在Intranet上實時瀏覽機組的經(jīng)濟性指標和運行指標能耗分析結果，給出主要運行熱力參數(shù)偏離應達值后對全廠發(fā)電煤耗影響的定量關系，以此作為運行指導及考核依據(jù)，為電廠節(jié)能管理和領導隨時了解機組的運行經(jīng)濟狀態(tài)提供科學手段。

2 機組在線能耗分析的數(shù)據(jù)預處理及應達值的確定

機組在線能耗分析主要采用等效焓降法和熱偏差法進行計算，計算所需的原始數(shù)據(jù)是從DCS工作站上取到的。機組測點參數(shù)難免存在不準確或是前端測點損壞的情況，這就需要對實時數(shù)據(jù)進行預處理，對錯誤數(shù)據(jù)進行辨識和剔除，以保證實時性能計算和能耗分析的準確性。常用的數(shù)據(jù)檢測方法包括：

粗檢測法：測量數(shù)據(jù)是否超過規(guī)定的極限值或變化速度超過可能的極限值；

殘差型檢測法，又可分為加權殘差檢測法和標準殘差檢測法，測量數(shù)據(jù)的殘差是否超過加權或標準殘差檢測的門檻值；

突變檢測法，測量數(shù)據(jù)近兩次采樣的變化量是否超過可能的極限值。

本文利用機組準三元性能計算結果，將測點數(shù)值擬合成機組功率的函數(shù)關系曲線，然后根據(jù)機組當前運行的負荷計算得到各測點的理論值，如果實際測點值和理論值相差太大則認為數(shù)據(jù)可疑，在熱力系統(tǒng)無異常前提下以理論值代替測量值進行計算。同時，保持并及時維護從DCS系統(tǒng)得到的實時數(shù)據(jù)的完整和準確。

另外各個運行指標應達值（即機組在現(xiàn)有設備條件和實際運行負荷情況下能達到的最佳運行值）的合理確定是機組在線能耗分析正確與否的關鍵。傳統(tǒng)的節(jié)能方式和手段一般以機組的設計工況參數(shù)來考核運行人員的操作水平，這存在一定的局限性，各個運行指標的應達值應該是隨著機組的負荷、設備條件和運行方式的改變而變化的。本文是結合300 MW火電機組準三元的變工況熱力計算和機組大修后的熱力試驗數(shù)據(jù)來確定變工況下機組的各個運行指標的應達值。先用機組變工況熱力計算程序，針對不同的運行方式計算機組主要參數(shù)的應達值，然后根據(jù)試驗數(shù)據(jù)對數(shù)值計算結果進行修正，擬合特定工況的參數(shù)值與負荷間的關系，用于在線能耗分析。

能耗分析的運行指標可分為可控參數(shù)（可由運行人員進行調(diào)整）和不可控參數(shù)。主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度、給水溫度、過熱減溫水、再熱減溫水、凝汽器真空、排煙溫度、煙氣含氧量、飛灰含碳率等指標屬于可控參數(shù)，運行人員應通過操作使各參數(shù)盡量接近相應的應達值運行，提高機組的經(jīng)濟性。而加熱器端差、凝汽器過冷度、再熱蒸汽壓損、抽汽管道壓損等不可控參數(shù)則是反映了設備的運行健康情況，如果設備性能偏差過大，說明該設備需要進行檢修，為機組的改進提供科學依據(jù)。

3 機組在線能耗分析軟件的介紹

3.1 概述

機組在線能耗分析軟件通過采集DCS工作站的測點參數(shù)，以一定的時間間隔進行機組的經(jīng)濟性指標計算和在線能耗計算，將計算結果存入數(shù)據(jù)庫，方便以后的歷史查詢，計算分析結果可以通過Intranet以網(wǎng)頁形式在電廠的局域網(wǎng)中顯示出來。各個運行指標的應達值、測量值和能耗計算結果以曲線和棒圖的形式顯示。

3.2 軟件結構圖如下

本文所述在線能耗分析軟件結構如圖1所示。

3.3軟件主要功能介紹

3.3.1 實時曲線顯示

實時曲線可以直觀、準確地顯示各個性能指標的應達值和當前運行值的變化趨勢，如圖2所示。細線代表當前測量值，粗線代表應達值，兩者的偏差顯而易見，因此可以指導現(xiàn)場操作人員在線了解運行參數(shù)，以提高運行水平。該控件可以進行曲線的預組態(tài)顯示，可以修改時間跨度、調(diào)整曲線的顯示范圍，并回溯歷史數(shù)據(jù)，具有打印功能。曲線每6 s刷新一次。該ActiveX控件采用Visual Basic編制，這是因為用VB開發(fā)ActiveX控件界面實現(xiàn)更方便，開發(fā)速度較快，而且分發(fā)VB控件也有現(xiàn)成的工具支持。畫曲線所需的當前數(shù)據(jù)獲取是按定時器的要求，每隔一段時間去數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)表中取出需要的實時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)的獲取方法是根據(jù)當前的時間查詢對應的數(shù)據(jù)表，然后根據(jù)需要合并檢索到的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)組態(tài)信息（曲線的顏色設置、跨度設置等）繪制出歷史曲線。由于控件在瀏覽器中的安全性問題，組態(tài)信息不能保存在本地，而是統(tǒng)一保存在數(shù)據(jù)庫中。為了存儲每個用戶的個人設置，需要為每個用戶設立用戶名和相應的密碼。

3.3.2 能耗分析棒圖顯示

機組運行的經(jīng)濟性指標和各項運行指標的能耗計算結果以6s時間間隔動態(tài)顯示，如圖3所示，使廠領導和管理人員在辦公室即能及時了解機組的運行經(jīng)濟性，同時給運行人員一個數(shù)量上的概念，經(jīng)濟損失與運行人員的獎金掛鉤，提高運行人員的操作積極性，利于機組的經(jīng)濟運行，降低煤耗率，為電廠的節(jié)能高效提供了很好的監(jiān)測手段。

3.3.3 能耗值統(tǒng)計

提供各個運行值的能耗統(tǒng)計，用耗差計算結果代替機組的小指標考核，確保各值之間的公平合理競爭，提高運行人員的操作熱情。

3.3.4 性能偏差報警

實時監(jiān)視一些重要的運行指標，對于某些運行指標偏差太大的性能參數(shù)實時報警，為機組設備的檢修和改造提供理論依據(jù)。

4 結論

機組在線性能計算和能耗分析對于提高運行人員操作水平和機組經(jīng)濟性、開展節(jié)能降耗工作有重要意義。

機組在線能耗分析的正確性取決于測點參數(shù)值的預處理和各運行指標應達值的合理確定。應用機組準三元性能計算結果和試驗數(shù)據(jù)可以合理確定運行指標的應達值。

300 MW機組在線能耗分析軟件對于300 MW機組具有很強的適用性，耗差的大小和分布情況以曲線和棒圖直觀顯示，可以實時監(jiān)視機組運行的經(jīng)濟性和設備運行情況。

參考文獻

[1] 任浩仁， 李蔚， 等.火電機組變工況下運行指標應達值的分析，中國電機工程學報[J]，1999，19(9)：50-52.

[2] 楊勇平、王加璇，等，供熱機組能耗分析與主要技術經(jīng)濟指標在線處理系統(tǒng).現(xiàn)代電力[J]，1999，16(3)：1-5.

[3] 楊玉婷， 劉長良.，汽輪發(fā)電機組實時能損監(jiān)測及分析系統(tǒng)，華北電力大學學報 [J] . 2000，27(4)：49-53.