火電機組性能監(jiān)測在經(jīng)開電廠的實施和應(yīng)用

殷永江

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

1 前言

當(dāng)前火電機組為了節(jié)能降耗，為了環(huán)保排放達(dá)標(biāo)，均使用了不同層次、不同類型的指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用模塊中在機組性能計算和指標(biāo)分析方面往往存在機組性能指標(biāo)不準(zhǔn)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(dǎo)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(zhǔn)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(luò)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(biāo)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(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計理念是從源頭取點、源頭計算，達(dá)到指標(biāo)監(jiān)控的實時性從而保證其準(zhǔn)確性。電廠SIS數(shù)據(jù)庫接收到準(zhǔn)確的機組性能監(jiān)測指標(biāo)，通過內(nèi)部的高級應(yīng)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(diào)整和日常的檢修維護(hù)提供必要的參考和指導(dǎo)，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(zhǔn)確的性能指標(biāo)計算進(jìn)行闡述。

2、構(gòu)思

既然得知電廠SIS數(shù)據(jù)不能與機組DCS進(jìn)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(zhǔn)確計算呢？首先要考慮如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)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(jìn)行實時性能計算存在計算不準(zhǔn)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(zhǔn)確性。機組DCS系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸最快，一般均在200ms以內(nèi)，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(diào)用與傳輸。

機組性能計算指標(biāo)大約有300多個指標(biāo)參數(shù)，其間調(diào)用的大數(shù)據(jù)多達(dá)上萬條，由于性能計算量大且計算紛繁復(fù)雜，故而占用電腦的CPU運算。如果沒有專用DCS電腦進(jìn)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(jìn)行提供數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

硬件環(huán)境解決之后，再構(gòu)思軟件如何解決。通過調(diào)查其它電廠的性能指標(biāo)記錄情況，還通過查閱《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)計算方法》，以及地方的《DB33642-2007熱電聯(lián)產(chǎn)能效能耗限額標(biāo)準(zhǔn)及計算方法》，《內(nèi)蒙古公司火電標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)在線考核管理系統(tǒng)在電廠運行優(yōu)化方面的應(yīng)用》等一些文獻(xiàn)、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(zhǔn)確的性能監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行了收集與匯總。性能指標(biāo)平臺模型以各電廠的原有模型為參考，結(jié)合經(jīng)開電廠自己的特色文化，將嚴(yán)謹(jǐn)、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(biāo)平臺中。

4、成果

該平臺從熱力學(xué)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(cè)和汽機側(cè)，在整個過程模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建了具有關(guān)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(jié)果。經(jīng)開電廠性能指標(biāo)平臺共計305個性能指標(biāo)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(biāo)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(zhǔn)確性校核，顯示了整個過程模型的高精度，達(dá)到了實時指標(biāo)控制的要求。

5 結(jié)語

火電機組性能監(jiān)測平臺一方面建立了一套基礎(chǔ)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(biāo)分析指導(dǎo)功能以及更符合電廠實際使用人員需求的功能設(shè)計;另一方面該系統(tǒng)通過拓展相關(guān)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(biāo)偏離標(biāo)桿值（基準(zhǔn)值）的原因及發(fā)生的概率，實現(xiàn)實時對標(biāo);并通過月度統(tǒng)計實現(xiàn)月度對標(biāo)。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(shè)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(wù)能力強、專業(yè)面寬的專家型技術(shù)人員，同時需要投入大量的工作時間進(jìn)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(shù)，優(yōu)化運行目標(biāo)值提供及時準(zhǔn)確的對標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)提供了幫助，將來指標(biāo)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(xiàn)：

1.《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)計算方法》。

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

3.《內(nèi)蒙古公司火電標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)在線考核管理系統(tǒng)在電廠運行優(yōu)化方面的應(yīng)用》