CN104517238A - 热电联产机组智能能耗分析系统 - Google Patents

热电联产机组智能能耗分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热电联产机组智能能耗分析系统，包括智能分析中心控制器；数据采集平台；计算服务平台；数据访问平台；数据展示平台。本发明热电联产机组智能能耗分析系统能够实现对热电联产机组的能耗水平实时准确掌控，量化机组能耗存在的潜力和问题，为生产决策提供科学有效的辅助信息，填补了热电联产机组性能精确分析及运行指导的系统空白，降低能耗，节约生产成本。

Description

热电联产机组智能能耗分析系统
技术领域
本发明涉及本发明涉及热电联产机组自动监控系统，具体的说，是涉及一种热电联产机组智能能耗分析系统。
背景技术
热电联产机组的经济性是在满足供热约束条件，由机组的供电煤耗率、供热煤耗率加之电价、热价来计算衡量的，机组供电煤耗偏差的大小是衡量机组甚至整个电厂经济管理水平的重要的综合性指标。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种针对热电联产机组在没有单机组具体的供热运行参数的前提下，能够实时、准确的计算分析和查找影响机组可控耗差的实时运行数据，并据以指导机组优化运行和调整的热电联产机组智能能耗分析系统。
本发明所采取的技术方案是：
一种热电联产机组智能能耗分析系统，包括基于热电联产机组的实时数据库，定期自动计算供热机组的性能指标结果，并存储到性能指标中心数据库的智能分析中心控制器；负责从实时数据库中读取机组测点实时数据或历史数据，为计算机组的能耗指标获得基础数据的数据采集平台；负责基于数据采集平台采集到机组的基础测点实时值，以及预先设定的机组性能指标值及目标值进行计算的计算服务平台；负责完成与Oracle关系型数据库的数据存储与检索的数据访问平台；将机组性能指标的计算结果展示给最终用户的数据展示平台。
所述数据采集平台根据采集指令要求将相关测点当前取值返回给中心控制器；然后中心控制器向数据计算服务平台发送指标计算指令，同时将相关测点当前取值一并送出，数据计算服务平台进行机组性能指标计算，将机组性能指标计算结果返回给中心控制器；中心控制器接收到机组性能指标计算结果后，向数据访问平台发送数据存取指令，数据访问平台将多级性能指标计算结果集存储到性能指标中心数据库中。
所述实时值及目标值包括机组供电煤耗率、厂用电率、锅炉效率、汽机热耗率、机组供热量、供热比、热电比，以及排烟温度、锅炉氧量、主蒸汽压力/温度、再热汽温、背压、再热减温水流量、过热减温水流量、高压缸效率、中压缸效率、加热器端差、凝汽器过冷度。
所述机组性能指标包括热电联产机组实时性能监测值、历史数据查询值、耗差分析比较值及耗差影响参数分布、机组在线热力试验值。
所述热电联产机组智能能耗分析系统工作步骤如下：
（1）温度、压力、供热量的机组实时测点数据通过温度计、压力计计量仪器将实时值动态传到DCS工程师站；
（2）实时数据库PI服务器通过接口机、防火墙以及电力专用单向隔离器从DCS工程师站将当前的实时测点数据读取到PI主服务器，同时映像到局域网的PI镜像服务器，并形成实时测点数据的历史数据库；
（3）热电联产机组智能实时能耗分析指导系统自身的数据采集平台、计算服务平台、数据访问平台部署在局域网Oracle数据库服务器上；数据采集平台通过PI的实时数据访问接口从PI镜像服务器上读取能耗分析指导系统所需的基础实时测点数据；计算服务平台依托这些基础实时测点数据及预设的能耗指标计算规则计算供热机组能耗指标；通过数据访问平台将供热机组能耗指标结果值存入Oracle数据库中；
（4）Web应用服务器部署热电联产机组智能实时能耗分析指导系统的网站应用程序，通过所述网站程序，发电企业分析人员可以通过局域网上的个人便携终端或台式终端以表格、图表、在线热力试验报告实时的供热机组能耗情况。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明热电联产机组智能能耗分析系统，自动不间断持续运行，由后台服务程序调用数据采集平台从实时数据库中采集热电联产机组的运行参数，调用计算服务平台根据机组指标预设的计算公式及目标值曲线，系统会实时自动计算出热电联产机组的各项关键性能指标值，调用数据访问平台将热电联产机组的各项关键性能指标值存储到性能指标中心数据库；  可以实现对热电联产机组的能耗水平实时准确掌控，量化机组能耗存在的潜力和问题，为生产决策提供科学有效的辅助信息，填补了热电联产机组性能精确分析及运行指导的系统空白，降低能耗，节约生产成本。
本发明解决了如下技术问题：
（1）   结合机组实时数据库完成了热电联产机组能耗指标的实时计算监控；
（2）   单机组供热期厂用电率的合理精确供热分摊。
（3）   单机组计算供电煤耗时相应分摊供热量的合理精确供热分摊。
（4）   机组关键性能指标影响供电煤耗偏差的智能分析及运行指导。
（5）   系统通过机组性能指标数据积累，智能寻找同工况下的最优工况提示用户。
附图说明
图1是本发明热电联产机组智能能耗分析系统的结构示意图；
图2是本发明热电联产机组智能能耗分析系统的供热机组性能指标处理流程结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1至2可知，一种热电联产机组智能能耗分析系统，包括基于热电联产机组的实时数据库，定期自动计算供热机组的性能指标结果，并存储到性能指标中心数据库的智能分析中心控制器；负责从实时数据库中读取机组测点实时数据或历史数据，为计算机组的能耗指标获得基础数据的数据采集平台；负责基于数据采集平台采集到机组的基础测点实时值，以及预先设定的机组性能指标值及目标值进行计算的计算服务平台；负责完成与Oracle关系型数据库的数据存储与检索的数据访问平台；将机组性能指标的计算结果展示给最终用户的数据展示平台。
所述数据采集平台根据采集指令要求将相关测点当前取值返回给中心控制器；然后中心控制器向数据计算服务平台发送指标计算指令，同时将相关测点当前取值一并送出，数据计算服务平台进行机组性能指标计算，将机组性能指标计算结果返回给中心控制器；中心控制器接收到机组性能指标计算结果后，向数据访问平台发送数据存取指令，数据访问平台将多级性能指标计算结果集存储到性能指标中心数据库中。
所述实时值及目标值包括机组供电煤耗率、厂用电率、锅炉效率、汽机热耗率、机组供热量、供热比等，以及排烟温度、锅炉氧量、主蒸汽压力/温度、再热汽温、背压、再热减温水流量、过热减温水流量、高压缸效率、中压缸效率、加热器端差、凝汽器过冷度。
所述机组性能指标包括热电联产机组实时性能监测值、历史数据查询值、耗差分析比较值、机组在线热力试验值。
所述热电联产机组智能能耗分析系统工作步骤如下：
（1）温度、压力、供热量的机组实时测点数据通过温度计、压力计等计量仪器将实时值动态传到DCS工程师站；
（2）实时数据库PI服务器通过接口机、防火墙以及电力专用单向隔离器从DCS工程师站将当前的实时测点数据读取到PI主服务器，同时映像到局域网的PI镜像服务器，并形成实时测点数据的历史数据库；
（3）热电联产机组智能实时能耗分析指导系统自身的数据采集平台、计算服务平台、数据访问平台部署在局域网Oracle数据库服务器上；数据采集平台通过PI的实时数据访问接口从PI镜像服务器上读取能耗分析指导系统所需的基础实时测点数据；计算服务平台依托这些基础实时测点数据及预设的能耗指标计算规则计算供热机组能耗指标；通过数据访问平台将供热机组能耗指标结果值存入Oracle数据库中；
（4）Web应用服务器部署热电联产机组智能实时能耗分析指导系统的网站应用程序，通过所述网站程序，发电企业分析人员可以通过局域网上的个人便携终端或台式终端以表格、图表等方式综合查看分析实时的供热机组能耗情况。
如图所示，本发明热电联产机组智能能耗分析系统由智能分析中心控制器、数据采集平台、数据计算服务计算平台、数据访问平台、数据展示平台构成。
1.  智能分析中心控制器是系统的核心和灵魂，它根据智能分析的特点和要求，基于供热发电企业的实时数据库，定期自动计算供热机组的性能指标结果，并存储到性能指标中心数据库。中心控制器定期执行，首先向数据采集平台发送测点数据采集指令，数据采集平台根据采集指令要求将相关测点当前取值返回给中心控制器。然后，中心控制器向数据计算服务平台发送指标计算指令，同时将相关测点当前取值一并送出，数据计算服务平台进行机组性能指标计算，将机组性能指标计算结果返回给中心控制器。中心控制器接收到机组性能指标计算结果后，向数据访问平台发送数据存取指令，数据访问平台将多级性能指标计算结果集存储到性能指标中心数据库中。至此，中心控制器完成一个定期工作流程。
2.  数据采集平台：数据采集平台负责从实时数据库中读取机组测点实时数据或历史数据，为计算机组的能耗指标获得基础数据。在每次的测点数据采集过程中，数据采集平台可以根据机组的工况来进行采集控制，如过滤低负荷数据、测点异常跳变数据等情况下，系统采取相应的替代算法，使采集到的测点基础数据真实、准确、有效。
3.  计算服务平台：计算服务平台负责基于数据采集平台采集到机组的基础测点实时值，以及预先设定的机组性能指标值及目标值计算公式，融合基础四则运算、逻辑运算、焓熵计算、函数计算等电力相关计算模型，通过指标值公式中计算因子标识/值自动代换，相应四则、逻辑、函数计算，自动完成机组各级性能指标值的结果计算。而且机组指标值的计算公式采取标识符定义方式，可以在线调整机组指标值的计算方法，达到了机组性能指标计算的热切换。
本系统将为热电联产企业自动计算机组性能指标的实时值及目标值，具体包括机组供电煤耗率、厂用电率、锅炉效率、汽机热耗率、机组供热量、供热比等，以及排烟温度、锅炉氧量、主蒸汽压力/温度、再热汽温、背压、再热减温水流量、过热减温水流量、高压缸效率、中亚缸效率、加热器端差、凝汽器过冷度各基础性能指标等。另外，系统将自动计算基础性能指标对供电煤耗的影响值。
在机组供热期间，系统根据供热比以及单元供热基础测点对于热电联产机组的供电煤耗率进行了精确分摊计算，使得计算出来的机组供电煤耗率具有实际的指导意义。
 4.数据访问平台：数据访问平台负责完成与Oracle关系型数据库的数据存储与检索功能，向智能分析中心控制器和数据展示平台开放通用接口，按照对方的指令要求进行关系型数据库数据的存取操作，并保证事务的完整性。
5.  数据展示平台：数据展示平台是将机组性能指标计算结果以各种方式展示给最终用户，包括：热电联产机组实时性能监测、历史数据查询、耗差分析比较、机组在线热力试验。
供热机组性能指标处理流程如下：
（1）热电联产机组智能实时能耗分析指导系统基于发电企业的实时数据库进行构建的。性能指标计算所需的机组实时测点数据（各类诸如温度、压力、供热量等）通过相应的温度计、压力计等计量仪器将实时值动态传到DCS工程师站、供热系统工程师站。例如，#1主汽温度、 厂供热蒸汽流量等。
（2）实时数据库PI管理系统通过接口机、防火墙以及电力专用单向隔离器从DCS工程师站、供热系统工程师站将当前的实时测点数据读取到PI主服务器，同时通过电力专用单项隔离器将实时测点数据映像到局域网的PI镜像服务器，并形成实时测点数据的历史数据库。
（3）热电联产机组智能实时能耗分析指导系统自身的智能分析中心控制器数据采集平台、计算服务平台、数据访问平台部署在发电企业MIS局域网Oracle数据库服务器上。中心控制器调用数据采集平台通过PI的实时数据访问接口API从PI镜像服务器上读取能耗分析指导系统所需的基础实时测点数据；然后调用计算服务平台依托这些基础实时测点数据及预设的能耗指标计算规则计算供热机组能耗指标（诸如：反平衡供电煤耗、厂用电率等）。然后调用通过数据访问平台将供热机组能耗指标结果值存入Oracle数据库中。
热电联产机组智能实时能耗指标产生流程具体步骤如下：
（1）   各类诸如温度、压力、供热量等机组实时测点数据通过相应的温度计、压力计等计量仪器将实时值动态传到DCS工程师站。
（2）   实时数据库PI服务器通过接口机、防火墙以及电力专用单向隔离器从DCS工程师站将当前的实时测点数据读取到PI主服务器，同时映像到局域网的PI镜像服务器，并形成实时测点数据的历史数据库。
（3）   热电联产机组智能实时能耗分析指导系统自身的数据采集平台、计算服务平台、数据访问平台部署在局域网Oracle数据库服务器上；数据采集平台通过PI的实时数据访问接口从PI镜像服务器上读取能耗分析指导系统所需的基础实时测点数据；计算服务平台依托这些基础实时测点数据及预设的能耗指标计算规则计算供热机组能耗指标；通过数据访问平台将供热机组能耗指标结果值存入Oracle数据库中。
（4）   Web应用服务器部署热电联产机组智能实时能耗分析指导系统的网站应用程序，通过所述网站程序，发电企业分析人员可以通过局域网上的个人便携终端或台式终端以表格、图表等方式综合查看分析实时的供热机组能耗情况。
本发明热电联产机组智能能耗分析系统，自动不间断持续运行，由后台服务程序调用数据采集平台从实时数据库中采集热电联产机组的运行参数，调用计算服务平台根据机组指标预设的计算公式及目标值曲线，系统会实时自动计算出热电联产机组的各项关键性能指标值，调用数据访问平台将热电联产机组的各项关键性能指标值存储到性能指标中心数据库；  可以实现对热电联产机组的能耗水平实时准确掌控，为生产决策提供科学有效的辅助信息，填补了热电联产机组性能精确分析及运行指导的系统空白，降低能耗，节约生产成本。

Claims (5)

1.一种热电联产机组智能能耗分析系统，其特征在于，包括基于热电联产机组的实时数据库，定期自动计算供热机组的性能指标结果，并存储到性能指标中心数据库的智能分析中心控制器；负责从实时数据库中读取机组测点实时数据或历史数据，为计算机组的能耗指标获得基础数据的数据采集平台；负责基于数据采集平台采集到机组的基础测点实时值，以及预先设定的机组性能指标值及目标值进行计算的计算服务平台；负责完成与Oracle关系型数据库的数据存储与检索的数据访问平台；将机组性能指标的计算结果展示给最终用户的数据展示平台。
2.根据权利要求书1所述热电联产机组智能能耗分析系统，其特征在于：所述数据采集平台根据采集指令要求将相关测点当前取值返回给中心控制器；然后中心控制器向数据计算服务平台发送指标计算指令，同时将相关测点当前取值一并送出，数据计算服务平台进行机组性能指标计算，将机组性能指标计算结果返回给中心控制器；中心控制器接收到机组性能指标计算结果后，向数据访问平台发送数据存取指令，数据访问平台将多级性能指标计算结果集存储到性能指标中心数据库中。
3.根据权利要求1所述热电联产机组智能能耗分析系统，其特征在于：所述实时值及目标值包括机组供电煤耗率、厂用电率、锅炉效率、汽机热耗率、机组供热量、供热比、热电比，以及排烟温度、锅炉氧量、主蒸汽压力/温度、再热汽温、背压、再热减温水流量、过热减温水流量、高压缸效率、中压缸效率、加热器端差、凝汽器过冷度。
4.根据权利要求1所述热电联产机组智能能耗分析系统，其特征在于：所述机组性能指标包括热电联产机组实时性能监测值、历史数据查询值、耗差分析比较值及耗差影响参数分布、机组在线热力试验值。
5.根据权利要求1所述热电联产机组智能能耗分析系统，其特征在于：所述热电联产机组智能能耗分析系统工作步骤如下：
（1）温度、压力、供热量的机组实时测点数据通过温度计、压力计计量仪器将实时值动态传到DCS工程师站；
（2）实时数据库PI服务器通过接口机、防火墙以及电力专用单向隔离器从DCS工程师站将当前的实时测点数据读取到PI主服务器，同时映像到局域网的PI镜像服务器，并形成实时测点数据的历史数据库；
（3）热电联产机组智能实时能耗分析指导系统自身的数据采集平台、计算服务平台、数据访问平台部署在局域网Oracle数据库服务器上；数据采集平台通过PI的实时数据访问接口从PI镜像服务器上读取能耗分析指导系统所需的基础实时测点数据；计算服务平台依托这些基础实时测点数据及预设的能耗指标计算规则计算供热机组能耗指标；通过数据访问平台将供热机组能耗指标结果值存入Oracle数据库中；
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