火力发电机组运行优化系统的开发与应用

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:17:02

摘要：文章阐述了引进机组运行优化系统对火电厂节能降耗工作的意义，该系统可实现机组性能在线计算和耗差分析，为运行人员提供准确可靠的信息，有助于优化运行调整方式，提高机组运行的经济性。?  关键词：火力发电厂；运行优化系统；经济性?1  前言?节能降耗是火力发电厂的一项重点工作，目前我国大多数机组的供电煤耗高于设计值很多，运行经济性差，运行水平有待进一步提高。随着电力市场日趋规范化，在节能管理方面，加大节能管理力度、优化机组运行方式、提高运行经济性，进一步降低机组的发电成本，提高企业的市场竞争能力，对火力发电厂具有非常现实的意义。因此，开展火电机组的运行优化管理成为目前一项非常重要而紧迫的任务。

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:17:34

衡丰发电有限责任公司现有2台300 MW燃煤发电机组。锅炉是由北京巴布科克·威尔科克斯有限公司制造的亚临界参数、一次中间再热、单汽包、自然循环、半露天、单炉膛、П型布置、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉。汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂制造的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽反动式汽轮机。为了提高整台机组运行的经济性,于2001年12月完成了机组运行优化系统（以下简称UPOS系统）的安装与调试。 UPOS系统通过MIS网络数据采集系统来反映机组运行状态的实时数据，以便对机组的运行状况进行分析、优化与指导。机组优化运行站利用MIS网络上的实时数据与一些化学分析数据等来完成机组的实时监测、分析与优化工作，该运行站同时又是一个WEB服务器，向整个MIS网发布实时信息与优化结果。这样每个MIS工作站都可以采用IE浏览器获取机组运行优化的实时信息。

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:18:25

2  UPOS的主要功能?根据UPOS的要求，通过ODBC接口从MIS系统ORACLE数据库中采集机组运行优化所需要的分析数据（如煤的分析值、化学水分析值及燃料未燃尽碳等数据）来完成如下任务：UPOS系统机组优化与性能监测等核心计算任务；UPOS系统的调度、维护与报表统计任务；节能文件的上传、管理与信息发布任务；建立WEB服务器的环境，向UPOS系统用户发布实时数据与画面。2.1  实时数据检测与纠正实时过程数据是信息加工的基本素材，特别是对过程数据进行比较复杂的计算时，数据的准确性直接决定了计算结果的可信度。但是现场运行的情况比较复杂，在机组优化所需要的测点中，常常会发生仪表故障的情况，另外仪表测量时小范围的漂移与噪音现象也屡见不鲜，所有这些都影响了系统的正常投用。UPOS系统提供了功能强大的实时数据检测与纠正模块，利用实时信息融合方法准确定位仪表故障，并且对其测量数据作出最优估计，它可以对全厂关键设备和仪器故障作出早期报警，对传感器的漂移和故障作出定量描述并为故障传感器提供足够精确的替代值，从而进一步为全厂的状态监测与评估提供支持。?

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:19:19

2.2  运行参数及性能指标的目标优化? <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal>    根据机组的一定外部边界，如机组负荷、环境温度、大气压力以及燃料性质等，通过优化算法求得机组主要运行参数以及主要性能指标在当前工况下的最优值，构成机组当前的最佳运行工况。该优化工况与实际运行工况相比较，为运行人员提供有用信息。? 2.3  机组性能指标在线计算?  <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal>    性能在线计算是对机组当前运行状况下性能指标的求取与对运行人员运行水平的在线评价过程，其性能指标涉及到全厂热力过程及其主要设备。根据现场采得的实时数据对机组的性能指标进行在线计算，同时计算出机组在对应负荷下经济性指标优化条件下的各参数的目标值，并计算两者之间的偏差。主要计算指标有：锅炉正、反平衡效率、锅炉各项损失、过剩空气系数、排污率、汽机循环效率、汽机热耗率、各汽缸的相对内效率、各加热器的端差等。 2.4  偏差分析?  <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal> 偏差分析也称为耗差分析，根据运行参数的优化目标值，确定参数的偏差大小，并且根据当前机组的运行工况来量化参数偏差的经济性影响，将此影响体现在机组的煤耗与热耗上。这样可以突出当前状况下改善机组性能的主要因素，以进一步提高运行人员的经济运行意识。 2.5  指标考核?  <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal>    UPOS 2.0提供了非常具体的指标统计与考核功能，真正实现了运行考核自动化，体现了完全的公平性、客观性，减少了许多人为因素。?  <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal> 根据运行管理的实际需要，建立了一系列的统计与考核报表，包括班指标统计报表、日指标统计报表、月指标统计报表、月分值指标统计报表、分值耗率考核报表、月分值考核报表等。其中指标的统计以20  s为一个时间间隔，对于磨煤机耗率与启停等关键指标以5 s为时间间隔。耗率考核以分值为单位，统计机组各项可控因素所引起的煤耗的耗差，并以累计可控耗差及耗差考核系数进行分值考核。机组具体的考核规则与考核方案可以完全自组态，可以根据各值运行历史记录，自动定时生成考核报表。?

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:22:35

2.7  有关算法说明?  <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal> 算法基本采用锅炉和汽轮机热力试验的国家标准，部分引用美国ASME

TC标准，同时引用了一部分制造厂的修正曲线。在此基础上，软件中在回热系统计算、偏差分析、低压缸排汽湿度以及低压缸效率计算、凝汽器计算等方面都有一定的独创性，机组的应用表明这些算法对提高系统的适应性和监测精度是相当有效的。? 3  试运情况? <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal>UPOS系统试运行后，明显提高了机组的实际运行经济性。与2000年同期相比：制粉耗电率下降了0.09%，循环水泵用电率下降了0.24%，风机耗电率下降了0.05%。?

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:22:51

在运行工作中，结合机组的实际运行工况，根据实时的机组耗差分析，对影响机组经济运行的各类因素加以分析，研究出具有针对性的调整方案，摸索机组最佳的经济运行方式。 如汽机真空度和循环水泵用电率对耗差的影响是相反的，当汽机真空度耗差与循环水泵用电率耗差之和为最小时，是机组的最佳真空度，据此运行人员可根据当班耗差统计来确定循环水泵的运行方式，实现循环水泵的优化调度；在机组带部分负荷时，从耗差的角度来讲应确定出最佳的运行主汽压力值，当主蒸汽压力耗差、高压缸效率耗差、小机用汽量耗差之和最小时，主蒸汽压力为最佳运行压力。在合适的运行压力下，保持汽机的高调门顺序阀运行方式，能保证较高的高压缸效率，可降低供电煤耗考核系数；在实际运行中，监视循环水温升及凝汽器端差，发现异常及时投入清洗装置，可保持凝汽器的清洁；锅炉燃烧方面，保证炉膛内合适的氧量能保证运行中排烟损失和不完全燃烧损失之和最小，较低的氧量下运行对机组的经济运行较好，但氧量低时会使锅炉受热面的积灰、结渣情况加重，特别是低负荷时低氧量还将导致燃烧工况的不稳定，这就要求在运行实践中不断摸索，加以分析调整，在锅炉不同的工况段，保证合适的风量、氧量，以提高机组的经济性；锅炉排烟温度的调整手段主要有以下几个方面：在确保安全、稳定燃烧的前提下，采用低氧运行，可降低排烟度；正常运行中，经常调整二次风挡板及燃烧器摆角开度位置，可降低排烟温度；从燃烧方面讲，控制下层给粉机带基本出力，保持排粉机出口风压稳定，防止偏高运行，在保证制粉系统安全稳定经济运行的前提下，尽量减少其进入炉膛的冷风量可降低排烟温度；另外，加强吹灰器管理工作也可降低排烟温度等。?

电力知音 · 发表于 2008-5-30 16:23:33

4  结束语?  <pnbspclassmsonormal></pnbspclassmsonormal> 机组优化运行是一个新课题，目前UPOS系统仍在完善之中。在今后的运行中，应进一步把机组运行优化系统作为运行分析、判断并解决问题的有效工具。根据机组运行优化管理的要求，结合机组的实际运行工况，不断摸索、总结出更加适合机组的运行调整方式，提高机组运行的安全性和经济性。

liyuanha · 发表于 2008-6-16 17:37:13

讲解很详细啊

zhxcwc · 发表于 2008-6-17 13:53:45

标准化、规范化管理一定能给企业带来增值效益！

齐慧卿 · 发表于 2008-10-30 14:35:27

学无止境

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