CN112016781A - 垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法及系统，所述生产运营小指标在线考评方法包括以下步骤：步骤S1，通过采集和判断生产工况状态确认的小指标基础分值项；步骤S2，确认工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下的小指标加分总值项；步骤S3，确认工况变差、影响设备寿命、设备效率或经营效益最佳状态下的小指标扣分总值项；步骤S4，通过各种累计后的综合值来评价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项；步骤S5，通过小指标基础分值项、小指标加分总值项、小指标扣分总值项和综合指标加分总值项计算小指标综合数值。本发明能够实现在线实时显示生产运营小指标参数，降低环保超标风险，并提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线考评方法，尤其涉及一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并涉及采用了该垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法的生 产运营小指标在线考评系统。
背景技术
近年来，在“垃圾围城”日益严峻的形势下，垃圾焚烧发电作为“减量化、无害化、资源化”处置生活垃圾的最佳方式，引起国家高度重视与关注。垃圾焚烧发电行业，近 年来逐渐达到高标准建设、高标准运行，随着环保执法力度的加强，要求生产一线的 操作人员的操作要全面、精细和高效。
随着国家对生态环境的日益重视，近几年大批新建垃圾焚烧发电厂的投产情况下， 经验丰富的生产人员严重不足，大量新入职人员成长过程中，可能出现管理效能与操作能力大面积下滑，增加环保超标风险以及降低生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是能够实现在线实时显示生产运营小指标相关参数，降低环保超标风险，提高生产效率的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法， 并进一步提供采用了该垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法的生产运营小 指标在线考评系统。
对此，本发明提供一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，包括以下 步骤：
步骤S1，通过采集和判断生产工况状态确认的小指标基础分值项Q1；
步骤S2，确认工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下的小指标加分总值项
步骤S3，确认工况变差、减少设备寿命、降低设备效率或经营效益欠佳状态下的小指标扣分总值项
步骤S4，通过各种累计后的综合值来评价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项
步骤S5，通过小指标基础分值项Q1、小指标加分总值项
小指标扣分 总值项
和综合指标加分总值项
计算小指标综合数值Q；
其中，在工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下，i表示小指考核项的标序号,m表示需要进行小指标考评的项数,ki表示小指标考核项的权重,Qi表示考核单项的 小指标数；在工况变差、减少设备寿命、降低设备效率或经营效益欠佳状态下，j表示 小指标考核项的标序号,n表示需要进行小指标考评的项数,kj表示小指标考核项的 权重,Qj表示考核单项的小指标数；在通过综合值来评价每班运行的综合情况下，l表 示小指考核项的标序号,x表示需要进行小指标考评的项数,kl表示小指标考核项的权 重,Ql表示考核单项的小指标数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S5中，通过公式
计算小指标综合数值Q。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，通过公式
计算锅炉主汽流量和发电量在工况 最佳、设备效率最好状态下的考核单项的小指标数Qi1，其中，Qi1L为此参数小指标预 先设置的加分最高限定值，min[]表示取最小函数；∫()表示选择性累积函数，用于在 当班的计分时段至换班前的加分累计值中根据不同的参数状态进行选择的函数，Ve表 示对应考核项的设备对象或工艺工况的额定值，Vpv表示实测对象参数值。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S2中，通过公式 Qi2＝Qi2L×[∫(1,0,对应项自动或保护投入)]/Ti2确认对应项的自动或保护投入状态参数 在工况最佳、设备效率、设备安全或经营效益最好状态下的考核单项的小指标数Qi2， 其中，Qi2L为此考评项的小指标预先设置的加分最高限定值； ∫(1,0,对应项自动或保护投入)为选择性累计函数，用于在当班的计分时段至换班前的 加分累计值中根据不同的参数状态进行选择的函数；Ti2为理想状态下总投入时间。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，通过公式
计算炉膛温度在超限后会影 响锅炉效率以使得工况变差下的考核单项的小指标数Qj1，其中，kj1为此部分累计值 预先设置的小指标考评系数；
与
为选择性的 累计函数；t为实际炉温，Δt'为加权后的炉温小指标考核量；f(t-1050),(t＞1050℃) 为加权函数，当实际炉温t大于1050℃时，函数f()会根据(t-1050)的偏差进行加权 性的变大；
为炉温偏离度的累计函数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，通过公式
计算锅炉负荷以及汽机发电量在减少 设备寿命状态下的考核单项的小指标数Qj2。其中，kj2为此部分累计值预先设置的小 指标考评系数；
为锅炉负荷以及汽机发电量偏离 度的累计函数；当实际测量值PVj2小于110％的额定值Vej2时，扣分累计函数不累计； 当实际(PVj2＞110％Vej2)时，扣分会根据参数偏差的加权函数f(PVj2-110％Vej2)进行 扣分。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，通过公式
计算工况指标参 数越限时会使工况变差、减少设备寿命、降低设备效率等经营效益欠佳状态(即达不 到最佳状态)下的考核单项的小指标数Qj3，其中，min{}表示取小值函数；max[]表 示取大值函数；kj3为对应参数的小指标累计时间与扣分分数比值； ∫1,(PVj3＜LAj3或＞PVj3＞HAj3))为对应的参数每次越限对时间的小指标考评累加函数， 该公式表示实测工况参数PVj3越低限值LAj3或越高限值HAj3时开始单次累计，当越限 累计时间值超过一定设定值Tj3时，然后对每次累计进行总累加的扣分分数； ∑∫1,(PVj3＜LLAj3或＞PVj3＞HHAj3)为对应的参数每次越限对时间的小指标考评累加， 对应的实测工况参数PVj3越低低限值LLAj3或高高限值HHAj3时开始单次累计，然后对 每次累计进行总累加的扣分分数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，通过公式 Qj4＝∑max[0,kj4×(∫1,(PVj4＞HAj4))-Tj4]+∑∫1,(PVj4'＞HAj4)计算环保排放指标参 数越限时考核单项的小指标数Qj4，其中，max[]表示取大值函数；kj4为对应参数的小 指标累计时间与扣分分数比值；kj4×(∫1,(PVj4＞HAj4))为对应的环保排放指标参数实 时值每次越限对时间的小指标考评累加，对应环保参数的实时测量值PVj4越低限值 LAj4或高限值HAj4时开始单次累计，当越限累计值超过一定设定值Tj4时，然后对每次 累计进行总累加的扣分分数；∑∫1,(PVj4'＞HAj4)为对应环保参数的10分钟均值或小 时均值每次越限对时间的小指标考评累加，对应的实测工况参数PVj4'越高限值HAj4时 开始单次累计，然后对每次累计进行总累加的扣分分数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S4中，通过焚烧炉机械负荷考评加分项、吨垃圾考评加分项、综合厂用电率考评加分项、燃油使用量考评加分项和炉渣热灼率考 评加分项的综合值来评价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项
本发明还提供一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评系统，采用了如上所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并包括检测仪表和过程计算 控制站系统，所述过程计算控制站系统包括：
I/O通道，用于将检测仪表的标准电气信号转换为DCS/PLC控制站可接受的数字信号，通过内部通讯传递给控制站；
DCS/PLC控制站，用于进行小指标考评方法的数学模型公式程序的软件运行平台；
通讯接口，用于实现所述DCS/PLC控制站与显示操作站、历史数据站之间的数据通讯；
显示操作站，用于显示所述DCS/PLC的计算数据的人机交互站；
以及，历史数据站，接收所述DCS/PLC控制站的传入数据并进行带时间日期的存储数据，通过该历史数据站能够进行历史数据的查询。
本发明还提供一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评系统，采用了如上所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并包括现场控制站和SIS/MIS 信息管控平台；所述现场控制站用于将生产过程中的工况参数通过网关传递给SIS/MIS 信息管控平台；所述SIS/MIS信息管控平台在信息化管控系统的基础上增加小指标考 评功能块，增加数据历史记录，并依据考评方法建立数学模型的植入加以实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：实现了生产运营小指标参数的在线实时显示，使得班组间成绩一目了然，不仅有效地预防了环保超标风险，而且对生产各 重要参数实时分析，为运行人员的调整操作提供依据，保障了机组的经济性，有效提 高了起生产效率；在此基础上，由于数据采集及小指标计算全部自动化进行，结果公 平公正透明，可为绩效考核、岗位晋级提供大数据，有效地增强了运行人员的积极性 和责任感；实时分析指标偏离目标值的大小及分布情况,能够指导运行人员实时调整运 行参数，提高操作水平；也能充分挖掘内部潜力，提高机组运行经济性，提高全厂生 产管理水平。
附图说明
图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；
图2是本发明一种实施例中炉温加权小指标考评示意图；
图3是本发明一种实施例中锅炉负荷和汽机发电量等加权小指标考评示意图；
图4是本发明一种实施例的系统结构示意图；
图5是本发明另一种实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
垃圾焚烧发电厂，指主要利用城市生活垃圾进行焚烧，产生高温烟气加热余热锅炉的汽水变成高温高压的蒸汽，此蒸汽再推动汽轮机做功发电的专业发电工厂。生产 运营小指标主要指正常生产过程中，根据实际运行的工况状态的参数与最佳工况状态 的参数进行比较后对其偏离度，以及耗材使用量的综合分析量化后的而进行数据评价 的指标数据。MIS指的是Management Information System，即管理信息系统，是一种网 络化信息化办工的管理系统，主要指的是进行日常事务操作的系统，它使管理人员及 时了解公司现状和各种消息，它是电力企业管理现代化的重要标志。SIS指的是 Supervisory InformationSystem，即厂级监控信息系统，是一种生产数据上传网络的信 息化管理系统，它主要为发电厂全厂实时生产过程提供综合优化服务，实现了整个电 厂范围内信息共享和全厂生产过程的实时信息监控。PLC指的是Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，是一种过程控制系统，主要用于工业生产过程的控 制系统。DCS指的是DistributedControl System，即分散控制系统，又称集散过程控制 系统，是采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的 新一代仪表控制系统。
目前，垃圾焚烧炉发电的小指标还没有较好的应用，主要还是以人工单一统计来进行生产的指标评价，仅对累计结果数据的考评，无法进行生产过程的评价。
本例旨在采用一种易实施的DCS、PLC或信息化等系统，将生产工况、环保排放、 生产耗能、环保耗材、性能计算参数等自动引入系统中，通过数学模型的软件计算后， 可以在线动态地实时显示为小指标数据，同时各过程参数、分项小指标数据和结果小 指标数据进入历史曲线，供各生产及管理人员查询和分析。
对比，如图1所示，本例提供一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，包括以下步骤：
步骤S1，通过采集和判断生产工况状态确认的小指标基础分值项Q1；
步骤S2，确认工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下的小指标加分总值项
步骤S3，确认工况变差、减少设备寿命、降低设备效率或经营效益欠佳状态下的小指标扣分总值项
步骤S4，通过各种累计后的综合值来评价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项
步骤S5，通过小指标基础分值项Q1、小指标加分总值项
小指标扣分 总值项
和综合指标加分总值项
计算小指标综合数值Q；
其中，在工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下，i表示小指考核项的标序号,m表示需要进行小指标考评的项数,ki表示小指标考核项的权重,Qi表示考核单项的 小指标数，工况最佳、设备效率最高或经营最佳状态也称第一状态，指的是工况、设 备效率或经营效益达到或超过预先设定效益时的状态，泛指效益好的时候的正常工作 状态，预先设定效益可以根据实际需要进行自定义设置和调整；在工况变差、减少设 备寿命、降低设备效率等经营效益欠佳状态下，j表示小指标考核项的标序号,n表示 需要进行小指标考评的项数,kj表示小指标考核项的权重,Qj表示考核单项的小指标 数；在通过综合值来评价每班运行的综合情况下，l表示小指考核项的标序号,x表示 需要进行小指标考评的项数,kl表示小指标考核项的权重,Ql表示考核单项的小指标 数；工况变差、减少设备寿命、降低设备效率等经营效益欠佳状态也称第二状态，指 的是工况、设备效率或经营效益达不到所述预先设定效益时的状态。所述权重也称权 比数，小指标考核项的权重ki、kj以及kl均可以根据实际需要进行自定义设置和调整。
生产运营小指标主要指正常生产过程中，根据实际运行的工况状态的参数与最佳工况状态的参数进行比较后对其偏离度，以及对耗材使用量的综合分析量化后的而进 行数据评价的指标数据，简称小指标；值得一提的是，本例所述步骤S1至步骤S4可 以是顺序步骤，其顺序可以打乱；也可以是并行的步骤。
生产过程分为“起炉升温过程”、“正常生产运行”、“停炉降温过程”以及“检修 维护”四个状态，本发明主要在“正常生产运行”进行小指标计算与考评。
各指标的计算考评分别以每操作班为计时单位，以额定工况、最佳效益指标为标准，以综合考评分值数高低评价工况状态的评价标准，小指标考评结果分值高为好， 分值低为差。通过分值形式，可直观、科学地评价，将实时的评分值存入历史数据库 中，通过曲线调用方式，可直观地进行过程评分变化趋势分析。
所述生产运营小指标主要针对垃圾焚烧发电整个工艺过程，主要包含焚烧锅炉系统、烟气净化系统、汽轮发电系统的垃圾接收及处理、锅炉指标、烟气指标、汽机指 标、电力生产与耗能、环保耗材、三废处理、供热指标和汽水指标等几大指标。
本例所述步骤S5中，通过公式
计算小指标综合数值Q。
本例所述步骤S1中的小指标基础分值项Q1为基础分值项，此项作为小指标考评的基础分，在此分值上根据工况状态进行的评价的加、扣分值。基础分值，一般采用为 当班生产操作人员接班后，判断生产工况状态确认后的基础分，此小指标基础分值项Q1比较低，可以预先设定，一般为60左右的分值，也可改为其它的分值。
若生产状态良好，表示具有较好的生产工况，接班时具有良好的生产工况，可立即确认后，基础分值生效，转入进行正式小指标考评状态；也可预留一定时间，由当 班人员进行调整到较好工况(也称工况最佳)后，基础分值生效，转入正式小指标考 评状态。
此时工况判断主要参数有：
(1)锅炉的燃烧工况(如炉膛温度、烟气停留时间、料层厚度、燃烧位置、锅炉 出口温度、氧量、一氧化碳等)、汽水参数状态(给水量、给水温度、给水压力、汽包 水位、汽包压力、主汽压力、主汽温度、主汽流量等)、烟气排放指标(烟尘，氮氧化 物，一氧化碳，二氧化硫，氯化氢(mg/m3)，氟化氢，氨等)、烟气净化系统运行状态 以及各主要辅机状态与参数。
(2)汽机的汽水(主汽压力、主汽温度、主汽流量、排汽温度、凝汽器水位与真 空、低加水位与进出口温度、汽封压力等)、本体参数(轴振、瓦振、轴相位移、胀差、 转速等)、各主要辅机状态与参数以及发电机的负荷状态。
(3)公用系统的工况，如给水系统(除氧器压力、温度、水位、给水泵状态)、 燃油系统(运行状态、备用状态、油位等)以及压空系统(压空机状态与本体参数、 各储气罐压力等)。
(4)以上各参数与设备状态以运行规程与设备说明书相关参数作为上下限，可作为相关的报警项，当无报警则确认状态生产工况状态良好。
本例所述步骤S2中，
表示小指标加分总值项,主要为各工况最佳、设 备效率或经营效益最好状态，在此状态下应给予奖励加分。小指标加分总值应为最高 分值与基础分值的差，根据每项考核单项的小指标数Qi的重要性给予权重ki进行设定， 最终每项(ki×Qi)的累加值作为小指标总值，再叠加至基础分值上。
具体的，本例所述步骤S2中小指标加分总值项
的计算可以从下面两种公式中选择其中一种，详细如下：
第一、主要参数加分的计算：
主要用于加分的参数有：锅炉主汽流量和发电量这两个主要的经营性指标，主要计算方法类似，下以锅炉主汽流量计算为例。
锅炉主汽流量作为锅炉负荷衡量的主要参数，它能直观地表征锅炉的效率状态，以锅炉额定状态(即100％)为最佳，但因为入炉垃圾参数变化，不可能稳定在100％， 此区间可设置在90～105％间为加分项，以100％为高比例系数项，偏离度大的则加分项 小，偏离度小的为大加分项大。
本例所述步骤S2通过公式
计算锅炉主汽流量和发电量在工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下的考核单项的小 指标数Qi1，其中，Qi1L为此参数小指标预先设置的加分最高限定值，min[]表示取最 小函数；∫()表示选择函数，用于在当班的计分时段至换班前的加分累计值中根据不同 的参数状态进行选择的基于自然时间的积分函数，Ve表示对应考核项的设备对象或工 艺工况的额定值，Vpv表示实测对象实时工况参数值，0.9Ve表示0.9倍的考核项的设备 对象或工艺工况的额定值，1.05Ve表示1.05倍的考核项的设备对象或工艺工况的额定 值，公式中，0,(Vpv＜0.9Ve)OR(Vpv＞1.05Ve)表示当Vpv小于0.9Ve或大于1.05Ve时，选择 0；1-(Vpv-Ve)/Ve,(Ve＜Vpv＜1.05Ve)表示当Vpv大于Ve或小于1.05Ve时，选择 1-(Vpv-Ve)/Ve公式计算；1-(Ve-Vpv)/Ve,(0.9Ve＜Vpv＜Ve)表示Vpv大于0.9Ve或小于 Ve时，选择1-(Ve-Vpv)/Ve公式计算。
第二、自动投入状态下，燃烧器的热备用自动投入、ACC自动投入、给水自动、 引风自动和汽机功率(或压力)自动等，每项自动可以按其重要性进行投入时间的累 计加分。这种的主要方法是对应的自动项的实际自动投入时间与理想状态下投入的时 间占比，再乘以最高分值，计算结果就是对应自动项的考评分值，具体位，本例所述 步骤S2中，通过公式Qi2＝Qi2L×[∫(1,0,对应项自动或保护投入)]/Ti2确认对应项的自动 投入状态参数在工况最佳、设备效率、设备安全或经营效益最好状态下的考核单项的 小指标数Qi2，这里的对应项包括燃烧器以及其它设备项，其中，Qi2L为此参数小指标 预先设置的加分最高限定值；∫(1,0,对应项自动或保护投入)为选择性累计函数，用于 在当班的计分时段至换班前的加分累计值中根据不同的参数状态进行选择的函数，表 示当班的计分时段至换班前的时间累计值，当对应项自动投入状态时，∫()累计函数， 选择1进行时间上的累计，否则选0不进行累计；T为理想状态下总投入时间。
同样的，在保护投入状态下，主要有锅炉的MFT保护、锅炉大联锁、汽机的ETS 保护和重要辅机的设备保护等。主要方法是对应的保护项通过其实际投入时间与理想 状态下投入的时间占比，再乘以最高分值，就是对应保护项的考评分值，通用公式也 采用公式Qi2＝Qi2L×[∫(1,0,对应项自动或保护投入)]/Ti2。
也就是说，本例可以通过上述两种方式中的任意一种确认工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下小指标加分总值项中的考核单项的小指标数Qi，针对不同的应用 环境，所述考核单项的小指标数Qi分别包括锅炉主汽流量和发电量对应的考核单项的 小指标数Qi1以及燃烧器自动投入状态参数对应的考核单项的小指标数Qi2中的任意一 种或几种，另外，设备保护在保护投入状态下对应的考核单项的小指标数也为Qi2；公 式中的其他相应参数同样采用对应的下标来区分不同的应用环境。
本例的
表示小指标扣分总值项,主要为各工况变差、减少设备寿命、降低设备效率的生产效益欠佳状态，在此状态下应给予减分。小指标扣分值应根据每项Qj重要性给予kj权比数进行设定，最终每项(kj×Qj)的累加值作为小指标扣分总值，再 叠加致基础分值与加分值上。主要扣分项如下：
其中，本例所述步骤S3中，小指标扣分总值项
的计算可以从下面四种公式中选择其中一种，具体如下：
第一、主要经济性指标参数加权扣分计算方法中，主要根据工艺参数对设备本身的影响度来进行考核，当越限后的偏离度越大，设备正常连续高效生产周期和经济性 将降低。此类参数主要有炉膛温度、锅炉负荷和汽机发电量等，下面以炉膛温度为例 进行介绍。
根据对设备影响较大的炉膛温度，由于炉膛温度大于1050℃后，炉墙开始结焦，根据炉温的高低有不同的影响速率，炉温越高结焦越厉害，因此在越高温度下加权扣 分，如图2所示。
图2中，线①是实际炉温测量曲线，线②是线①经过加权后的考核线，若线①设 定为t，线②的表达公式如下：Δt'＝f(t-1050),(t＞1050℃)，该公式中，Δt'为加权后 的炉温小指标考核量；f(t-1050),(t＞1050℃)为选择函数，当实际炉温t大于1050℃时， 函数f()会根据(t-1050)的偏差进行加权性的变大。
如图2所示，当炉温偏差越大则线②就起高于线①，在扣分状态下，加重了扣力度。这样，炉温的小指标扣分公式如下所示：
其中，Qj1为炉膛温度小指 标扣分累加综合值；kj1为此部分累计值的小指标考评系数；
为 炉温偏离度的累计函数。当实际炉温t＜1050℃时，扣分累计函数不累计；当实际t＞1050℃时，扣分会根据炉温偏差的加权函数f(t-1050)进行扣分。
第二、同理，锅炉负荷和汽机发电量等也通过同样的方式进行计算。当实际测量值超过其额定值的110％，再通过加权进行考核，如图3所示。
如图3所示，线①是实际锅炉负荷以及汽机发电量等测量曲线(PV＞110％Ve)，线②是线①经过加权后的考核线f(PVj2-110％Vej2)。本例所述步骤S3中，通过公式
计算锅炉负荷以及汽机发电量在减少 设备寿命状态下的考核单项的小指标数Qj2，其中，kj2为此部分累计值预先设置的小 指标考评系数；
为锅炉负荷和汽机发电量偏离度 的累计函数；当实际测量值PVj2小于110％的额定值Vej2时，扣分累计函数不累计；当 实际(PVj2＞110％Vej2)时，扣分会根据参数偏差的加权函数f(PVj2-110％Vej2)进行扣 分。
第三、工况指标参数越限进行的扣分，主要有两种工况，一是超上限、越下限， 这两种情况主要采用越限累计计时扣分功能。这类工况指标参数主要有主汽温度高与 低、主汽压力高与低、锅炉排烟温度高与低、氧量高与低、汽机排汽温度高与低、凝 汽器真空低、凝汽器水位高与低、除氧器压力高与低、除氧器水位高与低、压缩空气 压力低、综合水位低、工业水压力低等。
这些参数的越限值一般采用报警值，越限后立刻进行调整后能够保证正常生产，但长时间或越限过大较对生产运行有一定的影响，因此这类单个参数单次越低限或高 限可采取延时、越低低限或高高限立即进行扣分方法。
因此，本例所述步骤S3中，通过公式
计算工况指标参 数越限时工况变差、影响设备寿命、设备效率或生产效益欠佳状态的考核单项的小指 标数Qj，其中，min{}表示取小值函数；max[]表示取大值函数；kj3为对应参数的小指 标累计时间与扣分分数比值；∫1,(PVj3＜LAj3或＞PVj3＞HAj3))为对应的参数每次越限 对时间的小指标考评累加，该公式表示实测工况参数PVj3值越低限值LAj3或越高限值 HAj3时开始单次累计，当越限累计值超过一定设定值Tj3时，然后对每次累计进行总累 加的扣分分数，所述越低限值LAj3为低于实测工况参数PVj3值预先设定的低限值的数 值，所述越高限值HAj3为高于实测工况参数PVj3值预先设定的高限值的数值，所述的 低限值LAj3与高限值HAj3，均可以根据实际需要进行预先设定和自定义修改； ∑∫1,(PVj3＜LLAj3或＞PVj3＞HHAj3)为对应的参数每次越限对时间的小指标考评累加， 对应的实测工况参数PVj3越低低限值LLAj3或高高限值HHAj3时开始单次累计，然后对 每次累计进行总累加的扣分分数，所述的越低低限值LLAj3为低于实测工况参数PVj3值 预先设定的低低限值的数值，所述越高高限值HHAj3为高于实测工况参数PVj3值预先 设定的高高限值的数值，所述低低限值LLAj3与高高限值HHAj3，均可以根据实际需要 进行预先设定和自定义修改，是在低限值LAj3与高限值HAj3基础上的进一步进行限定 判断的阈值。
第四、环保排放指标参数越限进行扣分，主要为考评参数在环保排放时超相关要求，此时应进行考核。主要有烟尘、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、氯化氢(mg/m3)、 氟化氢、氨以及二噁英等。这些环保参数的越限值一般采用当地排放标准或项目审批 环评要求，甚至更加严格的项目公司内部标准。当环保参数的实时测量值越限后可延 时扣分，当10分钟均值或小时均值(根据保环要求可改对象)在越限后立即进行扣分 的方法。
因此，本例所述步骤S3中，通过公式 Qj4＝∑max[0,kj4×(∫1,(PVj4＞HAj4))-Tj4]+∑∫1,(PVj4'＞HAj4)计算环保排放指标参 数越限时的考核单项的小指标数Qj4，其中，max[]表示取大值函数；kj4为对应参数的 小指标累计时间与扣分分数比值；kj4×(∫1,(PVj4＞HAj4))为对应的环保排放指标参数 实时测量值每次越限对时间的小指标考评累加，对应环保参数的实时测量值PVj4越低 限值LAj4或高限值HAj4时开始单次累计，当越限累计值超过一定设定值Tj4时，然后对 每次累计进行总累加的扣分分数；∑∫1,(PVj4'＞HAj4)为对应环保参数的10分钟均值 或小时均值每次越限对时间的小指标考评累加，对应的实测工况参数PVj4'越高限值 HAj4时开始单次累计，然后对每次累计进行总累加的扣分分数。所述越高高限值HHAj4为高于实测工况参数PVj4值预先设定的高高限值的数值，所述的越限累计值超过一定 设定值Tj4、低限值LLAj4与高高限值HHAj4、低低限值LLAj4与高高限值HHAj4，均可 以根据实际需要进行预先设定和自定义修改。
也就是说，本例可以通过上述四种方式中的任意一种确认工况变差、减少设备寿命、降低设备效率或经营效益欠佳状态下的小指标扣分总值项
中的考核单 项的小指标数Qj，针对不同的应用环境，所述考核单项的小指标数Qj分别包括炉膛温 度对应的考核单项的小指标数Qj1、锅炉负荷以及汽机发电量对应的考核单项的小指标 数Qj2、工况指标参数越限时对应的考核单项的小指标数Qj3以及环保排放指标参数越 限时对应的考核单项的小指标数Qj4中的任意一种或几种；公式中的其他相应参数同样 采用对应的下标来区分不同的应用环境。
本例所述步骤S4用于实现综合指标加分总值项的计算，综合指标加分总值项主要通过各种累计后的综合值来评价每班运行的综合情况。主要方法在换班前对各指标对 象进行累计计算，在换班时折算出单位均值。这此主要指标有焚烧炉的机械负荷、吨 垃圾的产汽量、吨垃圾的发电量、重要辅机吨垃圾的耗电量、综合厂用电率、吨垃圾 的环保耗材量、燃油使用量以及炉渣热灼率等。
本例所述步骤S4中，通过焚烧炉机械负荷考评加分项、吨垃圾考评加分项、综合厂用电率考评加分项、燃油使用量考评加分项和炉渣热灼率考评加分项的综合值来评 价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项
具体的，所述步骤S4中，下面六种方式中的任意一种公式均可用于实现综合指标加分总值项
的计算，详细如下：
第一、焚烧炉机械负荷考评加分项，在整个班生产过程中累计垃圾焚烧量，在换班时计算出整个焚烧炉的平均机械负荷。当机械负荷在100％时，表明状态最好；当超110％时，考评加分为零。具体公式如下Ql1＝f(Ljl1÷Tl1÷Lhl1)，其中，Ql1为对应焚烧 炉机械负荷的综合指标加分值；f(Ljl1÷Tl1÷Lhl1)为当班垃圾焚烧实时累计量Ljl1经过 时间Tl1折算成每小时垃圾焚烧量对额定机械负荷Lhl1的加分函数，此函数可采用折线 函数完成整体评价分值。
第二、吨垃圾的产汽量、吨垃圾的发电量、吨垃圾的环保耗材量和重要辅机吨垃圾的耗电量等考评加分项。
在整个班生产过程中对应考核的蒸发量参数(或发电量、环保耗材量、重要辅机耗电量等)的累计量与垃圾焚烧量实时累计值的比值，再通过函数关系形成加分项。 其通用公式如下：Ql2＝f[(Lv÷Tl2)÷max(Ljl2÷Tl2,1)]＝f[Lv÷max(Ljl2,1)]，其中，Ql2为 对应吨垃圾的蒸发量(或发电量、环保耗材量、重要辅机耗电量等)的综合指标加分 值；f[(Lv÷Tl2)÷max(Ljl2÷Tl2,1)]＝f[Lv÷max(Ljl2,1)]为当班考核蒸发量参数(或发电 量、环保耗材量、重要辅机耗电量等)Lv与垃圾焚烧实时累计量Ljl2经过时间Tl2折算 成吨垃圾对应考核参数的加分函数，此函数可采用折线函数完成整体评价分值，其中 max()为取大值函数，防止负数或零为除数，则设以1为最小值。
其中针对有供热要求的指标机组，可按正常的生产效率或能耗折算至发电量进行叠加至实际发电量上进行计算。
第三、综合厂用电率考评加分项，综合厂用电率是评价全厂内部能耗的管理水平，整体厂内部耗电量与总发电量间的比值。综合厂用电率考评指标其公式为： Ql3＝f[WH÷max(WF,1)]；其中Ql3为综合厂用电率的综合指标加分值； f[WH÷max(WF,1)]为当班实时的厂内部能耗累计量WH与总发电量WF的比值折算成综合 厂用率的加分函数，此函数可采用折线函数完成指标评价分值，其中max()为取大值函 数，防止负数或零为除数，则设以1为最小值。
第四、燃油使用量考评加分项，燃油使用量是对垃圾焚烧过程的垃圾库管理与生产操作的管控能力的评价指标，同时也是对生产效益产生直接影响的指标。燃油使用 量考评指标其公式为：Ql4＝f(Lo)，其中，Ql4为综合厂用电率的综合指标加分值；f(Lo) 为当班实时的燃油使用量的累计量Lo，直接折算成燃油使用量的加分函数，此函数可 采用折线函数完成指标评价分值。
第五、炉渣热灼率考评加分项，炉渣热灼率主要是实验室测定后得出数据，是对垃圾焚烧过程的垃圾燃烧效果的评价指标，同时也是环评指标之一。炉渣热灼率考评 指标其公式为：Ql5＝f(Vl5)，其中，Ql5为炉渣热灼率的综合指标加分值；f(Vl5)为当 班在一定时间后进行焚烧过程的炉渣进行热灼率Vl5检定，结果直接折算成炉渣热灼率 的加分(或也可扣分)函数，此函数可采用折线函数完成指标评价分值。
第六、汽水指标考评加分项，汽水指标主要有汽水损失率、厂内补水率等。主要 针对正常生产过程中有正常损失为正常，这些指标一般在换班前进行核算后再进行。 其通用公式：Ql6＝f(Vl6)，其中，Ql6为炉渣热灼率的综合指标加分值；f(Vl6)为换班 前一定时对以上参数进行统计计算后得出的比率值Vl6，结果直接折算成炉渣热灼率的 加分(或也可扣分)函数，此函数可采用折线函数完成指标评价分值。
目前，随着计算机技术的高度发达，很多管理理念可以利用计算技术、信息技术、网络技术，对生产每个环节进行科学建模、标准化计算后，产生结论性数据进行显示 输出，同时实现过程工况参数与计算数据的记录。因此具有生产过程实时评价的小指 标系统逐步开发与应用，并在大型的燃煤机组中得到了较好的应用，然而垃圾焚烧发 电厂的小指标考评系统(简称小指标系统)应用还比较落后，因此申请人在下属的某 一垃圾焚烧发电厂进行开发与应用，并具有较好的实际意义。
本例利用原有的接口或专用接口进行生产数据采集，利用DCS(或PLC)过程控制平台或利用已建有的SIS/MIS系统进行考评方法的程序编写、计算，实时在线、动态 地显示于操作盘或信息化平台上，同时将过程数据与计算指标数据记录存储，以备查 询与历史数据的追溯。
因此，如图4所示，本例还提供一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评系统，采用了如上所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并包括检 测仪表和过程计算控制站系统，所述过程计算控制站系统包括：
I/O通道，用于将检测仪表的标准电气信号转换为DCS/PLC控制站可接受的数字信号，通过内部通讯传递给控制站；
DCS/PLC控制站，用于进行小指标考评方法的数学模型公式程序的软件运行平台；
通讯接口，用于实现所述DCS/PLC控制站分别与显示操作站和历史数据站之间的数据通讯；
显示操作站，用于显示所述DCS/PLC的计算数据的人机交互站；
以及，历史数据站，接收所述DCS/PLC控制站的传入数据并进行带时间日期的存储数据，通过该历史数据站能够进行历史数据的查询。
其中，所述检测仪表的主要功能是将生产过程中的工况参数进行数据采集，将工程量转换为控制系统可接受的标准化电气信号。主要有生产工况数据，如温度、压力、 流量和液位等；环保排放数据，如炉膛烟气温度、炉膛烟气停留时间和排放烟气的 HCL/SO2/NOX/CO/粉尘等；发电量与生产耗能，如发电量、上网电量、各主要辅机单 项功率和全厂综合功率等；生产耗材数据，如投入的石灰和活性碳等环保耗材量。
如图5所示，本例还提供一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评系统，采用了如上所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并包括现场控制 站和SIS/MIS信息管控平台；所述现场控制站用于将生产过程中的工况参数通过网关 传递给SIS/MIS信息管控平台；所述SIS/MIS信息管控平台在信息化管控系统的基础 上增加小指标考评功能块，增加数据历史记录，并依据考评方法建立数学模型的植入 加以实现。
所述现场控制站是指用于生产过程的各种控制站，如DCS系统、PLC系统和ECS 系统等过程控制站，以及用于特殊信号的专用仪表等。主要是将生产过程中的工况参 数通过网关传递给SIS/MIS信息管控平台。主要有生产工况数据，如温度、压力、流 量和液位等；环保排放数据，如炉膛烟气温度、炉膛烟气停留时间和排放烟气的 HCL/SO2/NOX/CO/粉尘等；发电量与生产耗能，如发电量、上网电量、各主要辅机单项 功率和全厂综合功率等；生产耗材数据，如投入的石灰和活性碳等环保耗材量。
以上各生产的主要参数的小指标考评，采用通用公式形式归类、分项实时评价、分值化显示、历史记录与追踪等功能，最终形成综合考评分值，能够较好地对炉、机、 电在各生产段的生产状况进行准确、实时、公平、公正、透明、科学地评价。不仅能 够提高一线生产人员的精细化操作与控制，而且也能够提高企业管理人员的管理能力 与问题分析，提升整个生产经营状况。
本例具有以下优势：先进性，紧跟国内外先进的开发技术和管理思想，保证本系统保有较强的先进性；实用性，系统设计不仅体现当前控制技术与管理技术，在实用 的基础上，以提高生产水平与经济效益，同时提高管理水平；开放性和可扩展性，本 例的系统结构、硬件平台和软件平台等具有开放性，并具有灵活的扩展功能。
综上所示，本例很好地实现了生产运营小指标参数的在线实时显示，使得班组间成绩一目了然，不仅有效地预防了环保超标风险，而且对生产各重要参数实时分析， 为运行人员的调整操作提供依据，保障了机组的经济性，有效提高了起生产效率；在 此基础上，由于数据采集及小指标计算全部自动化进行，结果公平公正透明，可为绩 效考核、岗位晋级提供大数据，有效地增强了运行人员的积极性和责任感；实时分析 指标偏离目标值的大小及分布情况,能够指导运行人员实时调整运行参数，提高操作水 平；也能充分挖掘内部潜力，提高机组运行经济性，提高全厂生产管理水平。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本 发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，通过采集和判断生产工况状态确认的小指标基础分值项Q1；
步骤S2，确认工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下的小指标加分总值项
步骤S3，确认工况变差、减少设备寿命、降低设备效率或经营效益欠佳状态下的小指标扣分总值项
步骤S4，通过各种累计后的综合值来评价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项
步骤S5，通过小指标基础分值项Q1、小指标加分总值项
小指标扣分总值项
和综合指标加分总值项
计算小指标综合数值Q；
其中，在工况最佳、设备效率或经营效益最好状态下，i表示小指考核项的标序号,m表示需要进行小指标考评的项数,ki表示小指标考核项的权重,Qi表示考核单项的小指标数；在工况变差、减少设备寿命、降低设备效率或经营效益欠佳状态下，j表示小指标考核项的标序号,n表示需要进行小指标考评的项数,kj表示小指标考核项的权重,Qj表示考核单项的小指标数；在通过综合值来评价每班运行的综合情况下，l表示小指考核项的序号,x表示需要进行小指标考评的项数,kl表示小指标考核项的权重,Ql表示考核单项的小指标数。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过公式
计算小指标综合数值Q。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过公式
计算锅炉主汽流量和发电量在工况最佳、设备效率最好状态下的考核单项的小指标数Qi1，其中，Qi1L为此参数小指标预先设置的加分最高限定值，min[]表示取最小函数；∫()表示选择性的累积函数，用于在当班的计分时段至换班前的加分累计值中根据不同的参数状态进行选择的函数，Ve表示对应考核项的设备对象或工艺工况的额定值，Vpv表示实测对象实时工况参数值。
4.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过公式Qi2＝Qi2L×[∫(1,0,对应项自动或保护投入)]/Ti2确认对应项的自动或保护投入状态参数在工况最佳、设备效率、设备安全或经营效益最好状态下的考核单项的小指标数Qi2，其中Qi2L为考评项的小指标预先设置的加分最高限定值；∫(1,0,对应项自动投入)为选择性累计函数，用于在当班的计分时段至换班前的加分累计值中根据不同的参数状态进行选择的函数；Ti2为理想状态下总投入时间。
5.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过公式
计算炉膛温度在工况变差下的考核单项的小指标数Qj1，其中，kj1为此部分累计值预先设置的小指标考评系数；
与
为选择性的累计函数；t为实际炉温，Δt'为加权后的炉温小指标考核量；f(t-1050),(t＞1050℃)为加权函数，当实际炉温t大于1050℃时，函数f()会根据(t-1050)的偏差进行加权性的变大；
为炉温偏离度的累计函数；通过公式
计算锅炉负荷以及汽机发电量在减少设备寿命状态下的考核单项的小指标数Qj2，其中，kj2为此部分累计值预先设置的小指标考评系数；
为锅炉负荷以及汽机发电量偏离度的累计函数；当实际测量值PVj2小于110％的额定值Vej2时，扣分累计函数不累计；当实际(PVj2＞110％Vej2)时，扣分会根据参数偏差的加权函数f(PVj2-110％Vej2)进行扣分。
6.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过公式
计算工况指标参数越限时工况变差、减少设备寿命、降低设备效率等经营效益欠佳状态下的考核单项的小指标数Qj3，其中，min{}表示取小值函数；max[]表示取大值函数；kj3为对应参数的小指标累计时间与扣分分数比值；∫1,(PVj3＜LAj3或＞PVj3＞HAj3))为对应的参数每次越限对时间的小指标考评累加函数，该公式表示实测工况参数PVj3越低限值LAj3或越高限值HAj3时开始单次累计，当越限累计时间值超过一定设定值Tj3时，然后对每次累计进行总累加的扣分分数；∑∫1,(PVj3＜LLAj3或＞PVj3＞HHAj3)为对应的参数每次越限对时间的小指标考评累加，对应的实测工况参数PVj3越低低限值LLAj3或高高限值HHAj3时开始单次累计，然后对每次累计进行总累加的扣分分数。
7.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过公式Qj4＝∑max[0,kj4×(∫1,(PVj4＞HAj4))-Tj4]+∑∫1,(PVj4'＞HAj4)计算环保排放指标参数越限时考核单项的小指标数Qj4，其中，max[]表示取大值函数；kj4为对应参数的小指标累计时间与扣分分数比值；kj4×(∫1,(PVj4＞HAj4))为对应的环保排放指标参数实时值每次越限对时间的小指标考评累加，对应环保参数的实时测量值PVj4越低限值LAj4或高限值HAj4时开始单次累计，当越限累计值超过一定设定值Tj4时，然后对每次累计进行总累加的扣分分数；∑∫1,(PVj4'＞HAj4)为对应环保参数的10分钟均值或小时均值每次越限对时间的小指标考评累加，对应的实测工况参数PVj4'越高限值HAj4时开始单次累计，然后对每次累计进行总累加的扣分分数。
8.根据权利要求1或2所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过焚烧炉机械负荷考评加分项、吨垃圾考评加分项、综合厂用电率考评加分项、燃油使用量考评加分项和炉渣热灼率考评加分项的综合值来评价每班运行的综合情况，确认综合指标加分总值项
9.一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评系统，其特征在于，采用了如权利要求1至8任意一项所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并包括检测仪表和过程计算控制站系统，所述过程计算控制站系统包括：
I/O通道，用于将检测仪表的标准电气信号转换为DCS/PLC控制站可接受的数字信号，通过内部通讯传递给控制站；
DCS/PLC控制站，用于进行小指标考评方法的数学模型公式程序的软件运行平台；
通讯接口，用于实现所述DCS/PLC控制站分别与显示操作站和历史数据站之间的数据通讯；
显示操作站，用于显示所述DCS/PLC的计算数据的人机交互站；
以及，历史数据站，接收所述DCS/PLC控制站的传入数据并进行带时间日期的存储数据，通过该历史数据站能够进行历史数据的查询。
10.一种垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评系统，其特征在于，采用了如权利要求1至8任意一项所述的垃圾焚烧发电厂的生产运营小指标在线考评方法，并包括现场控制站和SIS/MIS信息管控平台；所述现场控制站用于将生产过程中的工况参数通过网关传递给SIS/MIS信息管控平台；所述SIS/MIS信息管控平台在信息化管控系统的基础上增加小指标考评功能块，增加数据历史记录，并依据考评方法建立数学模型植入加以实现。
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