300MW火电机组在线能耗分析系统的研制

1、300MV火电机组在线能耗分析系统的研制李 蔚, 任浩仁, 盛德仁, 陈坚红 , 李 斌（ 浙江大学电厂热能动力及自动化研究所 , 浙江 杭州 310027）摘要：该文论述了 300 MW火电机组优化运行系统中在线能耗分析的具体 实现方法， 数据预处理及结合准三元计算的性能指标， 合理地确定机组的运行指 标应达值。同时详细介绍研制成的“ 300 MW火电机组在线能耗分析软件”的结 构功能及特点， 系统实时给出各指标的能耗分析结果和操作运行指导， 提高了火 电机组运行的经济性，为电厂的节能降耗提供科学手段。关键词 ：火电机组；准三元；在线；能耗分析1 引言 随着电力技术的发展、 电力改革的不断深

2、入， 厂网分开、竞价上网已成必然。 在确保机组安全运行的前提下， 使机组始终保持在最佳工况运行， 最大限度地降 低供电煤耗率是市场经济对发电厂提出的现实要求。 通过对机组进行实时性能计 算和能耗分析， 可以了解运行指标耗差的大小及分布情况， 指导运行人员实时调 整运行参数，提高操作水平， 从而降低机组发电成本， 提高电厂机组的运行经济 性，增强电厂的竞争力。针对300 MW火电机组开发的在线能耗分析软件，通过应用 ActiveX技术在 Intranet 上实时浏览机组的经济性指标和运行指标能耗分析结果，给出主要运 行热力参数偏离应达值后对全厂发电煤耗影响的定量关系， 以此作为运行指导及 考核依

3、据，为电厂节能管理和领导随时了解机组的运行经济状态提供科学手段。2 机组在线能耗分析的数据预处理及应达值的确定 机组在线能耗分析主要采用等效焓降法和热偏差法进行计算，计算所需的原始数 据是从DCS工作站上取到的。机组测点参数难免存在不准确或是前端测点损坏的情 况，这就需要对实时数据进行预处理，对错误数据进行辨识和剔除，以保证实时性 能计算和能耗分析的准确性。常用的数据检测方法包括：（1）粗检测法： 测量数据是否超过规定的极限值或变化速度超过可能的极限 值；（2）残差型检测法，又可分为加权残差检测法和标准残差检测法，测量数据 的残差是否超过加权或标准残差检测的门槛值；（3）突变检测法，测量数据近

4、两次采样的变化量是否超过可能的极限值。 本文利用机组准三元性能计算结果， 将测点数值拟合成机组功率的函数关系曲 线，然后根据机组当前运行的负荷计算得到各测点的理论值， 如果实际测点值和 理论值相差太大则认为数据可疑， 在热力系统无异常前提下以理论值代替测量值 进行计算。同时，保持并及时维护从 DCS系统得到的实时数据的完整和准确。另外各个运行指标应达值 （即机组在现有设备条件和实际运行负荷情况下能达 到的最佳运行值） 的合理确定是机组在线能耗分析正确与否的关键。 传统的节能 方式和手段一般以机组的设计工况参数来考核运行人员的操作水平， 这存在一定 的局限性， 各个运行指标的应达值应该是随着机组

5、的负荷、 设备条件和运行方式 的改变而变化的。本文是结合 300 MW火电机组准三元的变工况热力计算和机组 大修后的热力试验数据来确定变工况下机组的各个运行指标的应达值。 先用机组变工况热力计算程序，针对不同的运行方式计算机组主要参数的应达值，然后根据试验数据对数值计算结果进行修正，拟合特定工况的参数值与负荷间的关系， 用于在线能耗分析。能耗分析的运行指标可分为可控参数（可由运行人员进行调整）和不可控参数。 主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽温度、给水温度、过热减温水、再热减温水、 凝汽器真空、排烟温度、烟气含氧量、飞灰含碳率等指标属于可控参数，运行人 员应通过操作使各参数尽量接近相应的应达值运

6、行，提高机组的经济性。而加热 器端差、凝汽器过冷度、再热蒸汽压损、抽汽管道压损等不可控参数则是反映了 设备的运行健康情况，如果设备性能偏差过大，说明该设备需要进行检修，为机 组的改进提供科学依据。表1列出机组某工况的能耗分析结果。a 5以刚划活机组为僻工况下的能耗分析结累 Fah.l Iht*resuJIs orunitunder the toad of 215MW俺诂ffllmomUkWhnn世刊 g/kWh卧卜*町IA7帯iK2SVi5Z7艮护DXMIIP阳帕拔.A/川.牙C心删僚IDX101 l.UnfH5.fli53翟2買空CU1)6001)盘械喪”忙2564IMUfr7酣代am冷蚁o

7、心g：*：匚亡川h L0-443aiufiQlbl： :、M . ?. 7i0I07.Nl.H3胛出応I tlKITJ4H5IM40.( IM如hMJS K04-fa55.4M5AU57请禺皿1览K0卜1倍h曲小枕(L3J!比也叶相册ill1251IHJ门Q科j1.Jl.JJIIP41 SnL LCXKf-h Tlr-Ji25X1027(【哄ViJ悌41 IT道辄昭度77 X25 24)111心(Mi3机组在线能耗分析软件的介绍3.1概述机组在线能耗分析软件通过采集 DCS工作站的测点参数，以一定的时间间隔 进行机组的经济性指标计算和在线能耗计算，将计算结果存入数据库，方便以后的历史查询，计算

8、分析结果可以通过 In tra net以网页形式在电厂的局域网中显 示出来。各个运行指标的应达值、测量值和能耗计算结果以曲线和棒图的形式显 示。3.2软件结构图如下本文所述在线能耗分析软件结构如图1所示。忸啊芟丄况冷力計即Wl Sc门 c It禅 W的 1麻K电和mu的餾J4於毎打加杯為1炕崂.疋L性込9K%料撇 1较件结构圈Fig. I Strurlunil M?hma of the soft* orr3.3 软件主要功能介绍 331实时曲线显示实时曲线可以直观、准确地显示各个性能指标的应达值和当前运行值的变化趋 势，如图2所示。细线代表当前测量值，粗线代表应达值，两者的偏差显而易见， 因此

9、可以指导现场操作人员在线了解运行参数，以提高运行水平。该控件可以进 行曲线的预组态显示，可以修改时间跨度、调整曲线的显示范围，并回溯历史数 据，具有打印功能。曲线每 6 s刷新一次。该ActiveX控件采用Visual Basic 编制，这是因为用VB开发ActiveX控件界面实现更方便，开发速度较快，而且 分发VB控件也有现成的工具支持。画曲线所需的当前数据获取是按定时器的要 求,每隔一段时间去数据库的实时数据表中取出需要的实时数据，历史数据的获取方法是根据当前的时间查询对应的数据表，然后根据需要合并检索到的历史数据，根据组态信息（曲线的颜色设置、跨度设置等）绘制出历史曲线。由于控件 在浏览

10、器中的安全性问题，组态信息不能保存在本地，而是统一保存在数据库中。 为了存储每个用户的个人设置，需要为每个用户设立用户名和相应的密码。18 2运行插忻应达值和测曲垃團1 in 2( lirvcs of rvkrente gnini value uitd nicaAUftd valuer uprrMiiiHi3.3.2能耗分析棒图显示机组运行的经济性指标和各项运行指标的能耗计算结果以6s时间间隔动态显示，如图3所示，使厂领导和管理人员在办公室即能及时了解机组的运行经济性， 同时给运行人员一个数量上的概念， 经济损失与运行人员的奖金挂钩，提高运行 人员的操作积极性，利于机组的经济运行，降低煤耗率，

11、为电厂的节能高效提供 了很好的监测手段0S 3性醍権标即轨涯茁幾监漏划卜讪.J bmihr uhrnrui uf jHbrfrrrmn v -ind rrwrpJdnsi*333能耗值统计提供各个运行值的能耗统计，用耗差计算结果代替机组的小指标考核， 确保各 值之间的公平合理竞争，提高运行人员的操作热情。3.3.4性能偏差报警实时监视一些重要的运行指标，对于某些运行指标偏差太大的性能参数实时报 警，为机组设备的检修和改造提供理论依据。4结论（1）机组在线性能计算和能耗分析对于提高运行人员操作水平和机组经济性、 开展节能降耗工作有重要意义。（2）机组在线能耗分析的正确性取决于测点参数值的预处理和

12、各运行指标应 达值的合理确定。应用机组准三元性能计算结果和试验数据可以合理确定运行指 标的应达值。（3）300 MW机组在线能耗分析软件对于300 MW汎组具有很强的适用性，耗 差的大小和分布情况以曲线和棒图直观显示，可以实时监视机组运行的经济性和 设备运行情况。参考文献1 任浩仁,李蔚,等(Ren Haoren, Li Wei, et al ).火电机组变工况下运行 指标应达值的分析 (The analyze of operation index for the power unit under different loads)J. 中国电机工程学报 (Proceedings of the

13、CSEE)J ， 1999,19(9) ： 50-52.2 杨勇平、王加璇，等( Yang Yongping，WangJiaxuan ，et al )，供热机组能耗分析与主要技术经济指标在线处理系统( An on-line processing system of energy loss analysis and technical economic index calculation for thermal power generating units ) J. 现代电力(Modern Electric Power) J,1999,16(3) ：1-5.3 杨玉婷, 刘长良. (Yang Yuting,