殷永江

【關(guān)鍵詞】火電機(jī)組;性能監(jiān)測(cè);指標(biāo)分析;開(kāi)發(fā)實(shí)施;系統(tǒng)功能

1 前言

當(dāng)前火電機(jī)組為了節(jié)能降耗，為了環(huán)保排放達(dá)標(biāo)，均使用了不同層次、不同類型的指標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（如MIS系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)、HOLLiAS MACS（和利時(shí)）系統(tǒng)等）。電廠往往都有一套SIS系統(tǒng)（Supervisory Information System廠級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息系統(tǒng)）作為實(shí)現(xiàn)電廠管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換的橋梁。在大多數(shù)電廠SIS的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用模塊中在機(jī)組性能計(jì)算和指標(biāo)分析方面往往存在機(jī)組性能指標(biāo)不準(zhǔn)確，耗差分析不全面，耗差計(jì)算的數(shù)據(jù)對(duì)分析起不到指導(dǎo)作用等問(wèn)題。SIS的性能計(jì)算之所以有上述弊病緣其理是由于機(jī)組性能監(jiān)督數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確所造成的。電廠SIS數(shù)據(jù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù)均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議取自機(jī)組DCS，而機(jī)組給SIS傳輸上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)需要時(shí)間，造成數(shù)據(jù)間的計(jì)算不具有同時(shí)性，使其計(jì)算出的性能指標(biāo)產(chǎn)生偏差。鑒于SIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的延遲性，經(jīng)開(kāi)電廠指標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是從源頭取點(diǎn)、源頭計(jì)算，達(dá)到指標(biāo)監(jiān)控的實(shí)時(shí)性從而保證其準(zhǔn)確性。電廠SIS數(shù)據(jù)庫(kù)接收到準(zhǔn)確的機(jī)組性能監(jiān)測(cè)指標(biāo)，通過(guò)內(nèi)部的高級(jí)應(yīng)用功，為電廠運(yùn)行及管理人員提供個(gè)性化的節(jié)能診斷分析的平臺(tái)和工具，幫助提高工作效率，同時(shí)為運(yùn)行人員運(yùn)行調(diào)整和日常的檢修維護(hù)提供必要的參考和指導(dǎo)，使其不僅能“知其然”，而且能“知其所以然”。下面就如何實(shí)現(xiàn)機(jī)組準(zhǔn)確的性能指標(biāo)計(jì)算進(jìn)行闡述。

2、構(gòu)思

既然得知電廠SIS數(shù)據(jù)不能與機(jī)組DCS進(jìn)行實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)采集，怎么樣才能消除數(shù)據(jù)誤差呢？怎樣才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)與準(zhǔn)確計(jì)算呢？首先要考慮如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確傳輸。任何電廠DCS與SIS間的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)有幾萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的傳輸量，傳輸大量的數(shù)據(jù)必然會(huì)產(chǎn)生延遲，故爾在數(shù)據(jù)傳輸后在進(jìn)行實(shí)時(shí)性能計(jì)算存在計(jì)算不準(zhǔn)的情況。

解決辦法：唯有源頭取點(diǎn)、源頭計(jì)算才能實(shí)現(xiàn)性能計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。機(jī)組DCS系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸最快，一般均在200ms以內(nèi)，任一臺(tái)DCS電腦均可通過(guò)分散控制系統(tǒng)監(jiān)視整臺(tái)機(jī)組的任何一個(gè)參數(shù)，DCS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的調(diào)用與傳輸。

機(jī)組性能計(jì)算指標(biāo)大約有300多個(gè)指標(biāo)參數(shù)，其間調(diào)用的大數(shù)據(jù)多達(dá)上萬(wàn)條，由于性能計(jì)算量大且計(jì)算紛繁復(fù)雜，故而占用電腦的CPU運(yùn)算。如果沒(méi)有專用DCS電腦進(jìn)行計(jì)算可能會(huì)使DCS生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，所以必須增加與機(jī)組匹配的DCS性能計(jì)算機(jī)才能完成此項(xiàng)機(jī)組性能計(jì)算工作。

3、實(shí)現(xiàn)

既然確定了DCS系統(tǒng)直接實(shí)現(xiàn)性能計(jì)算，那接下來(lái)就思考如何保證實(shí)時(shí)性能計(jì)算的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)熱工人員與DCS系統(tǒng)提供廠家協(xié)商，將一臺(tái)工程師電腦作為性能計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)性能計(jì)算的硬件要求。DCS控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換均以200ms為單位進(jìn)行提供數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

硬件環(huán)境解決之后，再構(gòu)思軟件如何解決。通過(guò)調(diào)查其它電廠的性能指標(biāo)記錄情況，還通過(guò)查閱《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法》，以及地方的《DB33642-2007熱電聯(lián)產(chǎn)能效能耗限額標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法》，《內(nèi)蒙古公司火電標(biāo)準(zhǔn)成本》，神華集團(tuán)《火力發(fā)電廠DCS性能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)》，《火電機(jī)組性能監(jiān)測(cè)與小指標(biāo)在線考核管理系統(tǒng)在電廠運(yùn)行優(yōu)化方面的應(yīng)用》等一些文獻(xiàn)、文章等資料，最終將赤峰經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)發(fā)電有限公司火電機(jī)組準(zhǔn)確的性能監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行了收集與匯總。性能指標(biāo)平臺(tái)模型以各電廠的原有模型為參考，結(jié)合經(jīng)開(kāi)電廠自己的特色文化，將嚴(yán)謹(jǐn)、高效、創(chuàng)新、超越的理念融入到經(jīng)開(kāi)電廠特色的性能指標(biāo)平臺(tái)中。

4、成果

該平臺(tái)從熱力學(xué)平衡角度建立了火力發(fā)電廠整個(gè)過(guò)程的動(dòng)態(tài)模型涵蓋了鍋爐側(cè)和汽機(jī)側(cè)，在整個(gè)過(guò)程模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建了具有關(guān)鍵狀態(tài)變量在線估計(jì)和火力發(fā)電系統(tǒng)DCS性能評(píng)估功能的監(jiān)測(cè)平臺(tái)。該平臺(tái)可以提供單位效率為每隔200ms時(shí)間段的評(píng)估結(jié)果。經(jīng)開(kāi)電廠性能指標(biāo)平臺(tái)共計(jì)305個(gè)性能指標(biāo)點(diǎn)，涵蓋了火電機(jī)組的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)考核點(diǎn)，具備現(xiàn)代機(jī)組的性能計(jì)算要求，在同類型指標(biāo)計(jì)算平臺(tái)上屬創(chuàng)新型優(yōu)秀平臺(tái)。經(jīng)過(guò)后期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性校核，顯示了整個(gè)過(guò)程模型的高精度，達(dá)到了實(shí)時(shí)指標(biāo)控制的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

火電機(jī)組性能監(jiān)測(cè)平臺(tái)一方面建立了一套基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，增強(qiáng)了原始測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的讀取功能，使其具有了更為完整的熱力計(jì)算特性、更為便捷的趨勢(shì)曲線查詢方式、更為高效的節(jié)能指標(biāo)分析指導(dǎo)功能以及更符合電廠實(shí)際使用人員需求的功能設(shè)計(jì);另一方面該系統(tǒng)通過(guò)拓展相關(guān)性能計(jì)算模型，為后繼開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)（知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)），實(shí)時(shí)分析每個(gè)指標(biāo)偏離標(biāo)桿值（基準(zhǔn)值）的原因及發(fā)生的概率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)標(biāo);并通過(guò)月度統(tǒng)計(jì)實(shí)現(xiàn)月度對(duì)標(biāo)。經(jīng)開(kāi)電廠火電機(jī)組性能監(jiān)測(cè)平臺(tái)這項(xiàng)工作對(duì)改善運(yùn)行、完善設(shè)備、提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性起到了積極的推動(dòng)作用，但這項(xiàng)工作需要每個(gè)電廠配備業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、專業(yè)面寬的專家型技術(shù)人員，同時(shí)需要投入大量的工作時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析。為企業(yè)后序采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)值提供及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供了幫助，將來(lái)指標(biāo)分析系統(tǒng)上線將減輕節(jié)能管理人員工作量，提高工作效率，給企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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3.《內(nèi)蒙古公司火電標(biāo)準(zhǔn)成本》

4.《火力發(fā)電廠DCS性能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)》

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