淺談３００ＭＷ火電機組在線能耗分析系統

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整運行參數，提高操作水平，從而降低機組發電成本，提高電廠機組的運行經濟性，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

隨著電力技術的發展、電力改革的不斷深入，廠網分開、競價上網已成必然。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濟對發電廠提出的現實要求。 針對300 MW火電機組開發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偏離應達值后對全廠發電煤耗影響的定量關系，以此作為運行指導及考核依據，為電廠節能管理和領導隨時了解機組的運行經濟狀態提供科學手段。

2 機組在線能耗分析的數據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，計算所需的原始數據是從DCS工作站上取到的。機組測點參數難免存在不準確或是前端測點損壞的情況，這就需要對實時數據進行預處理，對錯誤數據進行辨識和剔除，以保證實時性能計算和能耗分析的準確性。常用的數據檢測方法包括：

粗檢測法：測量數據是否超過規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，測量數據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，測量數據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，將測點數值擬合成機組功率的函數關系曲線，然后根據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據可疑，在熱力系統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系統得到的實時數據的完整和準確。

另外各個運行指標應達值（即機組在現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。傳統的節能方式和手段一般以機組的設計工況參數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據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的應達值，然后根據試驗數據對數值計算結果進行修正，擬合特定工況的參數值與負荷間的關系，用于在線能耗分析。

能耗分析的運行指標可分為可控參數（可由運行人員進行調整）和不可控參數。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，運行人員應通過操作使各參數盡量接近相應的應達值運行，提高機組的經濟性。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。

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，以一定的時間間隔進行機組的經濟性指標計算和在線能耗計算，將計算結果存入數據庫，方便以后的歷史查詢，計算分析結果可以通過Intranet以網頁形式在電廠的局域網中顯示出來。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，因此可以指導現場操作人員在線了解運行參數，以提高運行水平。該控件可以進行曲線的預組態顯示，可以修改時間跨度、調整曲線的顯示范圍，并回溯歷史數據，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ActiveX控件界面實現更方便，開發速度較快，而且分發VB控件也有現成的工具支持。畫曲線所需的當前數據獲取是按定時器的要求，每隔一段時間去數據庫的實時數據表中取出需要的實時數據，歷史數據的獲取方法是根據當前的時間查詢對應的數據表，然后根據需要合并檢索到的歷史數據，根據組態信息（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，組態信息不能保存在本地，而是統一保存在數據庫中。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濟性，同時給運行人員一個數量上的概念，經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，利于機組的經濟運行，降低煤耗率，為電廠的節能高效提供了很好的監測手段。

3.3.3 能耗值統計

提供各個運行值的能耗統計，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實時報警，為機組設備的檢修和改造提供理論依據。

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濟性、開展節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據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，可以實時監視機組運行的經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濟指標在線處理系統.現代電力[J]，1999，16(3)：1-5.

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