組織軟件在中溫中壓鍋爐在線智能監測與管理系統中的應用

趙學良　張　雯

摘要：采用適于熱電廠的實用算法。利用組態軟件實現了中溫中壓鍋爐在線智能監測系統。

關鍵詞：組態軟件鍋爐運行效率在線監測與管理

1技術方案

系統在電廠現行系統所處的位置。

1．1軟件

按功能分為監測系統和管理系統兩部分。

1．1．1監控系統分為

(1)工藝主畫面：按照鍋爐燃燒吸熱流程，對每個過程涉及的熱轉換部件進行了監測：按燃燒系統和汽水系統，分別對煤、水、汽以黑、綠、紅三色標示，清晰直觀；給出鍋爐運行重要參數，便于管理人員監視；設有轉往各功能模塊的接口；(2)參數列表：便于運行及管理人員進行數據分析，設有打印功能：詳細列出了參數名稱、代表含義、所在區域及瞬時值；(3)數據輸入：滿足運行中煤粉數據、氣體成分、每班的實際煤耗等在線輸入：按管理權限給出不同的輸入范圍：(4)報警窗口：超限報警：對超出允許范圍的狀態值進行報警，可通過確認后忽略。

1．1．2管理系統分為

(1)實時趨勢：實時趨勢直觀的將各個參數變化表示在坐標上；按照計算需要分布于不同的趨勢圖上，按照從大到小的順序排列；(2)歷史趨勢：方便相關人員翻查參數在不同時間段的運行情況，設有時間控件，可追查數據存儲范圍內的所有記錄；(3)報表：是系統的核心，按管理者的習慣要求制作。按照時間跨度范圍分為班報、日報、月報和年報，可實現時間前向追查和打印保存：(4)正反平衡效率畫面：清晰直觀的列出當前一段時間內的鍋爐運行效率，由于各計算參量也在同一畫面里，便于管理者對比分析：(5)優化建議：吸熱部件效率低時彈出，按照經驗給出吸熱效率的原因并給出可能的原因。

1．2技術難點

1．2．1監測系統

(1)DCS的安全關乎鍋爐的安全運行，因此要求獨立運行盡量減少可能的不安全因素；監控系統要求真實反映當前鍋爐的運行工況，保持與DCS的數據一致。為了解決這個矛盾，本項目對不同的測點采取不同的實施方案，主要有以下兩點：①對溫度信號(電壓信號)采用雙支，采用相同的熱電偶，同樣的補償導線。相同的轉換模塊確保溫度信號數據的一致；②對壓力以及氧含量信號(電流信號)采用與DCS采集板卡串連的形式使底層數據同一，采用雙配電方案確保板卡安全。(2)監測主畫面根據工藝把介質水、汽、煤流經管道分別用綠、紅、黑三色予以區別，清晰直觀；對于涉及鍋爐經濟運行及安全運行的工藝參數實行實時監測，對關鍵運行參數設置超限報警，對超量程的工藝參數提示運行人員及時調整鍋爐的運行參數，并詳細記錄：參數列表和趨勢圖可實現即時打印供相關人員分析。

1．2．2管理系統

(1)對吸熱部件的熱效率計算是本項目的一個難點，鍋爐系統是個多變量、強耦合、非線性的系統，必須采用先進的算法才能做到準確地分析；(2)正平衡計算中給煤系數的計算是關鍵，由于維修和機械磨損帶來的偏差對于給煤系數的計算帶來了相當的誤差，這在正平衡的計算中是不允許的，為此本項目采用對給煤量和給煤機頻率累積采用數字濾波技術減少了給煤系數的累積誤差和異常波動。(3)適應管理需要在項目中廣泛采用趨勢和報表的形式向管理者匯總鍋爐運行的信息，建立了恰當的經濟運行指標體系，有廣泛的適用性。運行同一種鍋爐的各運行班組采用不同的燃燒方式，適應不同品種、質量的燃料，處于不同的鍋爐負荷要求下，各有其自身的特點，因此對其運行經濟性的要求應當是有區別的，本項目所建立的經濟運行指標體系，使得各班組有較強的可比性，便于熱電廠對各運行班組進行橫向的對比，對于提高熱電廠運行效率意義重大。(4)對吸熱部件的效率進行在線評估，對效率低的吸熱部件進行分析，分析基礎一方面要借鑒文獻教材中的經驗，另一方面要注重吸收熱電廠自身在運行中總結的規律。分析的結果用對話框的方式向運行人員提出合理化建議。(5)基于B,S結構，利用組態軟件的動態網頁發布功能，使得企業局域網內部管理者及相關人員通過瀏覽器看到現場實時的運行參數及管理報表，并可以實現在線的煤種變化參數及其他參數的輸入：組態軟件的海量數據管理使3個月內的數據在不超過兩秒的時間正確讀出，經過函數關系運算在報表中顯示。

2結束語

通過對熱電廠中溫中壓鍋爐在線監測和管理系統的成功實施，為下一步的工作奠定了堅實的基礎，總結在系統實現過程中積累的經驗和教訓，作者認為以后的工作要進行以下的方面：

(1)對給煤皮帶秤進行算法改進，先期采用的數字濾波得出的結果仍然不夠準確，應對螺旋給煤器的磨損函數進行測算，因此要對螺旋給煤裝置應做實驗分析取得更多的數據來分析，可以應用神經網絡來逼近函數；在q4的計算中如果能有效的處理3.87％等個別大點值，可以在很大程度上降低誤差范圍。(2)對優化建議的給出進一步的分析，包括建模、分析結果。當主要吸熱部件效率低時，應能從采集來的數據分析出準確率超過90％的原因，并能分析出對熱效率降低的貢獻率：要能進行自學習，不斷完善對吸熱部件特性的了解。(3)要進一步研究鍋爐啟動、停止過程，對于監控系統要能識別鍋爐異常情況下與管理系統的交互：對管理系統要對啟停鍋爐過程中的數據與穩態運行的數據予以區別。對鍋爐在啟停過程中表現出來的各種動特性加以分析對比，可以獲得穩態下難以獲得的系統品質。