火電機組性能監(jiān)測在經(jīng)開電廠的實施和應用

殷永江

【關鍵詞】火電機組;性能監(jiān)測;指標分析;開發(fā)實施;系統(tǒng)功能

1 前言

當前火電機組為了節(jié)能降耗，為了環(huán)保排放達標，均使用了不同層次、不同類型的指標監(jiān)測系統(tǒng)（如MIS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)、HOLLiAS MACS（和利時）系統(tǒng)等）。電廠往往都有一套SIS系統(tǒng)（Supervisory Information System廠級實時監(jiān)控信息系統(tǒng)）作為實現(xiàn)電廠管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的橋梁。在大多數(shù)電廠SIS的標準應用模塊中在機組性能計算和指標分析方面往往存在機組性能指標不準確，耗差分析不全面，耗差計算的數(shù)據(jù)對分析起不到指導作用等問題。SIS的性能計算之所以有上述弊病緣其理是由于機組性能監(jiān)督數(shù)據(jù)不準確所造成的。電廠SIS數(shù)據(jù)庫的所有數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡協(xié)議取自機組DCS，而機組給SIS傳輸上萬個數(shù)據(jù)需要時間，造成數(shù)據(jù)間的計算不具有同時性，使其計算出的性能指標產(chǎn)生偏差。鑒于SIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的延遲性，經(jīng)開電廠指標系統(tǒng)的設計理念是從源頭取點、源頭計算，達到指標監(jiān)控的實時性從而保證其準確性。電廠SIS數(shù)據(jù)庫接收到準確的機組性能監(jiān)測指標，通過內部的高級應用功，為電廠運行及管理人員提供個性化的節(jié)能診斷分析的平臺和工具，幫助提高工作效率，同時為運行人員運行調整和日常的檢修維護提供必要的參考和指導，使其不僅能“知其然”，而且能“知其所以然”。下面就如何實現(xiàn)機組準確的性能指標計算進行闡述。

2、構思

既然得知電廠SIS數(shù)據(jù)不能與機組DCS進行實時同步數(shù)據(jù)采集，怎么樣才能消除數(shù)據(jù)誤差呢？怎樣才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時與準確計算呢？首先要考慮如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速準確傳輸。任何電廠DCS與SIS間的數(shù)據(jù)傳輸會有幾萬個點的傳輸量，傳輸大量的數(shù)據(jù)必然會產(chǎn)生延遲，故爾在數(shù)據(jù)傳輸后在進行實時性能計算存在計算不準的情況。

解決辦法：唯有源頭取點、源頭計算才能實現(xiàn)性能計算數(shù)據(jù)的準確性。機組DCS系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸最快，一般均在200ms以內，任一臺DCS電腦均可通過分散控制系統(tǒng)監(jiān)視整臺機組的任何一個參數(shù)，DCS系統(tǒng)可實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的調用與傳輸。

機組性能計算指標大約有300多個指標參數(shù)，其間調用的大數(shù)據(jù)多達上萬條，由于性能計算量大且計算紛繁復雜，故而占用電腦的CPU運算。如果沒有專用DCS電腦進行計算可能會使DCS生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，所以必須增加與機組匹配的DCS性能計算機才能完成此項機組性能計算工作。

3、實現(xiàn)

既然確定了DCS系統(tǒng)直接實現(xiàn)性能計算，那接下來就思考如何保證實時性能計算的實現(xiàn)。通過熱工人員與DCS系統(tǒng)提供廠家協(xié)商，將一臺工程師電腦作為性能計算機，可實現(xiàn)性能計算的硬件要求。DCS控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換均以200ms為單位進行提供數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)傳輸質量穩(wěn)定可靠。

硬件環(huán)境解決之后，再構思軟件如何解決。通過調查其它電廠的性能指標記錄情況，還通過查閱《火力發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標計算方法》，以及地方的《DB33642-2007熱電聯(lián)產(chǎn)能效能耗限額標準及計算方法》，《內蒙古公司火電標準成本》，神華集團《火力發(fā)電廠DCS性能實時監(jiān)測平臺》，《火電機組性能監(jiān)測與小指標在線考核管理系統(tǒng)在電廠運行優(yōu)化方面的應用》等一些文獻、文章等資料，最終將赤峰經(jīng)濟開發(fā)區(qū)發(fā)電有限公司火電機組準確的性能監(jiān)測指標進行了收集與匯總。性能指標平臺模型以各電廠的原有模型為參考，結合經(jīng)開電廠自己的特色文化，將嚴謹、高效、創(chuàng)新、超越的理念融入到經(jīng)開電廠特色的性能指標平臺中。

4、成果

該平臺從熱力學平衡角度建立了火力發(fā)電廠整個過程的動態(tài)模型涵蓋了鍋爐側和汽機側，在整個過程模型的基礎上構建了具有關鍵狀態(tài)變量在線估計和火力發(fā)電系統(tǒng)DCS性能評估功能的監(jiān)測平臺。該平臺可以提供單位效率為每隔200ms時間段的評估結果。經(jīng)開電廠性能指標平臺共計305個性能指標點，涵蓋了火電機組的所有實時數(shù)據(jù)考核點，具備現(xiàn)代機組的性能計算要求，在同類型指標計算平臺上屬創(chuàng)新型優(yōu)秀平臺。經(jīng)過后期的數(shù)據(jù)準確性校核，顯示了整個過程模型的高精度，達到了實時指標控制的要求。

5 結語

火電機組性能監(jiān)測平臺一方面建立了一套基礎數(shù)據(jù)平臺，增強了原始測點數(shù)據(jù)的讀取功能，使其具有了更為完整的熱力計算特性、更為便捷的趨勢曲線查詢方式、更為高效的節(jié)能指標分析指導功能以及更符合電廠實際使用人員需求的功能設計;另一方面該系統(tǒng)通過拓展相關性能計算模型，為后繼開發(fā)專家系統(tǒng)（知識庫、推理機），實時分析每個指標偏離標桿值（基準值）的原因及發(fā)生的概率，實現(xiàn)實時對標;并通過月度統(tǒng)計實現(xiàn)月度對標。經(jīng)開電廠火電機組性能監(jiān)測平臺這項工作對改善運行、完善設備、提高機組運行經(jīng)濟性起到了積極的推動作用，但這項工作需要每個電廠配備業(yè)務能力強、專業(yè)面寬的專家型技術人員，同時需要投入大量的工作時間進行數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析。為企業(yè)后序采用數(shù)據(jù)挖掘技術，優(yōu)化運行目標值提供及時準確的對標監(jiān)測數(shù)據(jù)提供了幫助，將來指標分析系統(tǒng)上線將減輕節(jié)能管理人員工作量，提高工作效率，給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

1.《火力發(fā)電廠技術經(jīng)濟指標計算方法》。

2.《DB33642-2007熱電聯(lián)產(chǎn)能效能耗限額標準及計算方法》

3.《內蒙古公司火電標準成本》

4.《火力發(fā)電廠DCS性能實時監(jiān)測平臺》

5.《火電機組性能監(jiān)測與小指標在線考核管理系統(tǒng)在電廠運行優(yōu)化方面的應用》