300MW機組煤耗影響分析軟件開發與應用

沙 偉，薛云燦，楊 亞，蔡昌春

（河海大學物聯網工程學院，常州213022）

·微機軟件·

300MW機組煤耗影響分析軟件開發與應用

沙 偉，薛云燦，楊 亞，蔡昌春

（河海大學物聯網工程學院，常州213022）

煤耗是最適合衡量機組運行經濟性的指標。該軟件在Visual C＋＋6.0環境下，編寫計算通用程序，采用MFC設計程序界面，使用ADO連接SQL Server 2008數據庫。并依據美國ASME標準，以300MW凝汽式機組作為測試案例，對該軟件的可行性與精確度進行了驗證。該軟件不但簡化了過去復雜的計算過程，提高計算精度，界面化的呈現更直觀清晰，而且具有良好的通用性和擴展性，滿足了對工程應用的需求。

微軟基礎類庫；SQL Server 2008數據庫；ASME標準；300MW凝汽式機組

1 引 言

煤耗指標的變化不但表征機組運行經濟性，而且它還包含了機組內部機械狀態完好程度等信息，所以煤耗是衡量機組運行經濟性最合適的指標［1］。對機組進行煤耗分析有助于機組運行人員選用合適的運行或調整方式，使機組時刻處于最佳或接近最佳運行狀態，從而提高機組的運行經濟性。因此，對熱力發電機組綜合煤耗的影響因素進行分析，具有重要的意義。

該軟件分為前臺應用程序和后臺數據庫兩個部分。前臺應用程序采用Visual C＋＋編程語言；后臺數據庫采用關系數據庫系統SQL Sever。開發該軟件的主要目的在于針對300MW的凝汽式機組，根據ASME標準進行鍋爐系統效率計算、汽輪機系統熱耗計算、廠用電率計算、綜合煤耗計算；并對電廠主要運行參數包括主蒸汽參數、再熱汽溫、排汽壓力、給水溫度、煤質成分、排煙溫度、氧量等進行耗差分析。結合已投運機組的運行指標參數，建立基于實測數據的參數影響值對比研究，為節能降耗工作的實施提供指導性建議。

2 熱經濟性指標計算公式

2.1 鍋爐效率計算建模

目前鍋爐效率有兩種計算方法：正平衡法和反平衡法［2］。本計算模型采用反平衡法，通過試驗測定各項熱損失、輸入物理熱和燃料的元素分析成分及發熱值，間接計算出鍋爐熱效率。反平衡法效率計算公式（以百分數表示）：

式中：L為鍋爐總的熱損失，kJ/kg；Hf為應用基的熱值，kJ/kg；Be為總的輸入物理熱量，kJ/kg。

鍋爐總的熱損失L的計算式：

表1 熱損失項目符號表

帶*號的熱損失計算中要包含燃料消耗量。

2.2 汽輪機熱耗計算建模

汽輪機熱耗的定義如下：

汽輪機的熱耗可用毛熱耗或凈熱耗表示。但是，毛熱耗不能體現由泵功率的改變所造成的性能差異，因此采用凈耗率來表示汽輪機的性能值。

汽輪機凈耗率公式如下：

式中：HR為汽輪機熱耗率Btu/kWh；Q為鍋爐吸收的熱量Btu/h；Pex為發電機的輸出功率kW；Pa為驅動給水泵電動機的功率kW。

2.3 廠用電率計算建模

目前廠用電率有兩種計算方法：換算系數法和軸功率法。本計算模型為了確保計算精度，有軸功率的設備采用軸功率法，其余的采用換算系數法。

廠用電率公式如下：

式中：δu為廠用電率，100%；Sjs為廠用電計算負荷，KVA；cosφp為電動機在運行功率時的平均功率因數，一般取0.8；Pe為發電機的額定功率kW。

2.4 綜合煤耗計算建模

全廠發電標準煤耗率bfd：

全廠供電標準煤耗率bgd：

式中：ηb、ηp、ηm和ηg分別為鍋爐效率、管道效率、機械效率和發電機效率，∑ξi為廠用電率。

3 軟件功能及界面

3.1 軟件功能框架

軟件總體框架如圖1所示，該軟件具有參數設置、綜合性能計算、單參數影響分析、耗差分析、數據查詢等幾大功能。

圖1 軟件總體框圖

3.2 界面設計

用戶界面設計是一個應用程序和運行程序最重要的部分，也是運行程序時人機數據交換的基礎。在程序設計過程中，將控件添加到相應的窗體，然后在代碼編輯器中編寫代碼，實現界面與界面的連接。程序開發過程中根據界面上存儲數據的不同或者功能不同進行調用。

4 數據庫系統設計

4.1 數據庫介紹

數據庫是程序中非常重要的一部分，主要用來完成存儲、查詢、刪除、修改數據等操作。根據數據庫類型及功能不同，將數據庫分為關系數據庫和基礎數據庫兩大類。程序中所用的數據庫都是用SQLServer 2008來開發的，利用ADO（Active Data Objects）技術進行訪問。

4.2 數據庫軟件設計流程

數據庫軟件的主要設計流程如圖2所示，在Visual C＋＋程序中使用ADO，首先要導入ADO動態鏈接庫。在使用ADO對象之前必須初始化COM庫環境，一般在VC工程應用類的ExitInstance（）成員函數中添加釋放COM資源的代碼：∷CoUninitialize（）。判斷初始化是否成功，若是，則進入下一步；否則，調試程序直到初始化成功。然后，用ADO對象訪問數據庫，進行數據庫表的連接，判斷是否連接成功，若是，在MFC的按鈕函數中寫入SQL語言，實現數據導入、導出及數據查詢；否則，調試程序直到數據庫表連接成功。

圖2 數據庫軟件主要設計流程圖

5 核心模塊的C＋＋實現代碼

5.1 綜合煤耗計算模塊設計流程

煤耗計算是在初始參數設置完成后，先計算出鍋爐效率，汽輪機熱效率，廠用電率；再根據公式（5）、（6）計算綜合煤耗，具體設計流程圖如圖3所示。

5.2 綜合煤耗計算模塊實現代碼

圖3 綜合煤耗計算流程圖

6 軟件測試結果

簡單的應用程序可以只有一個窗體，但是當程序變得龐大復雜時，就需要模塊化設計。MFC界面設計完成了各模塊數據的人機交互，下面簡要介紹幾個主要模塊的界面。

6.1 登陸界面

軟件安裝完畢會在桌面上彈出登陸界面，如圖4所示。

圖4 登陸界面

用戶需要通過身份認證，即輸入正確的用戶名和密碼（用戶名和密碼都能進行修改）才能進入系統，否則將出現提示對話框拒絕進入。

6.2 參數設置界面

分別對鍋爐參數，汽輪機參數，輔機廠用電參數進行初始設置。其中鍋爐參數初始化設置，如圖5所示。

6.3 綜合煤耗計算界面

各參數初始化設置完成后，可以計算綜合煤耗。具體如圖6所示。

圖5 鍋爐參數設置界面

圖6 綜合煤耗計算界面

6.4 耗差分析界面

將設計值和實際測量值分別對各參數進行初始化設置，將其計算差值輸出進行耗差分析。具體如圖7所示。

7 結束語

軟件編寫過程中參數設置、綜合煤耗計算、單參數影響分析、耗差分析等模塊都是相對獨立的，使得整個程序設計思路清晰、邏輯性強，便于維護。該軟件功能完整，大大減少了人工計算工作量，計算精度也更為精確，為電廠工作人員運行機組提供了有力技術支持，具有廣闊的應用前景。

圖7 耗差分析界面

［1］ 李巖，武慶源，王鵬，等.汽輪機進汽參數改變對機組經濟性的影響［J］.東北電力技術，2010，31（7）：4-8.

［2］ Yang Dong，Xu Hong，Chen Hai-ping，et al.Analysis of the Energy Efficiency and Influencing Factor of CFB Boiler［J］.International Conference on Energy and Environment Technology，IEEE，2009，132：522.

［3］ 劉凱銳，楊俊保.基于耗差機理的300MW機組運行參數與煤耗分析［J］.節能，2011，30（10）：7-11.

［4］ 司瑞才.火電機組主要可控參數變化的耗差分析［J］.鍋爐技術，2012，43（1）：13-16.

［5］ 趙雪峰，曠開淼，楊輝.基于Visual C＋＋的鍋爐熱平衡計算及分析程序開發［J］.長春工程學院學報（自然科學版），2010（1）：57-59.

Development and Application of 300MW Unit Coal Consum ption Analysis Software

Sha Wei，Xue Yuncan，Yang Ya，Cai Changchun
（College of Internet of Things Engineering，Hohai University，Changzhou 213022，China）

Coal consumption，is themost suitable index formeasuring the economic operation of the unit.The software，in the environment of Visual C＋＋6.0，compiles the calculation program，which is used to design the program interface by MFC and connect to the SQL Sever 2008 database by ADO.According to the basis of America ASME standard，300MW condensing unit is applied as a test case to verify the feasibility and accuracy of the software.The software notonly simplifies the complex calculation process in the past，improves the calculation accuracy and makes the interface more intuitive clarity of presentation，butalso has good versatility and scalability tomeet the demand for engineering applications.

MFC；SQL Server 2008 Data base；ASME Standard；300MW condensing unit

10.3969/j.issn.1002-2279.2015.03.009

TP302.1

A

1002-2279（2015）03-0027-04

沙偉（1990-），男，江蘇靖江人，碩士。主研方向：智能信息處理理論與技術。

2014-07-07