CN1655164A - 机组性能优化运行管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的是一种基于计算智能的机组性能优化运行管理方法，它通过锅炉集散控制系统获取机组的运行参数，从飞灰含碳量测量装置中获得锅炉的飞灰含碳量，从电量抄表系统中获得厂用电有关参数，将实时运行数据保存入中央处理计算机的数据库服务器中，通过机组低成本优化运行方法，计算当前运行工况下的一组经济性指标，以发电成本最低为寻优目标，提供最佳经济性运行参数。本发明的优点：以能量价值分析为基础，把机组运行的若干单一参数有机组合成能反映机组运行整体效益的综合指标，可直接与企业的利润目标相联系，达到发电企业节能管理的目的；显著提高了机组整体运行综合经济性；大大地提高了年经济效益。实现科学管理、科学操作。

Description

机组性能优化运行管理方法

技术领域

本发明提出的是一种基于计算智能的机组性能优化运行管理方法，属于电站燃煤锅炉燃烧优化技术领域。

背景技术

目前，国内仍有较多电厂的运行人员在DCS系统中能及时看到机组运行的有关参数，如排烟温度、氧量、主再汽温、汽压等等单一指标，而无法及时看到机组实时经济性指标，而当时运行方式有哪些不合理之处，往往要到次日甚至下月经专业人员分析后才能知道。这种滞后的分析无法给运行人员提供及时有效的操作指导，这也是导致机组运行经济水平难以进一步提高的重要因素。

运行小指标竞赛作为机组经济运行的重要措施和管理手段在以前大多数发电厂实施过，对当时经济运行工作确实起到了促进作用，但也明显暴露出许多问题。小指标分析法把影响机组经济运行的主要可控因素分解成若干单项指标，以设计值或统计先进值作为目标，每月对每项小指标进行各值之间的高低排序，确定各值每项小指标的名次和奖额，各值当月的总成绩等于每项小指标得奖累加。因小指标项目有限，只包括最主要的几个参数：如主汽温度、再热汽温度、排汽温度、给水温度、真空度、端差、锅炉排烟温度、氧量、飞灰含碳量等，而且该方法将各参数孤立考核，忽略了机组运行条件的变化和各种偏差因素间的动态相互影响。小指标分析办法难以综合协调各小指标间的优化关系，难以解决客观运行条件不同情况下的评价问题，因此在竞赛中产生了一些负面影响，曝露出的主要问题是：片面追求单一小指标，忽略机组运行的整体经济性，单纯强调每项小指标都压限值运行，没有把整台机组的最佳综合效益体现出来。

机组运行优化管理系统近几年在一些发电企业应用，它克服了运行小指标竞赛的缺点，以机组可控耗差最小为目标，指导运行，起到了较好的效果，但机组运行优化管理系统是建立在传统热力学分析的基础上，以追求热效率最大为目标，没有考虑以利润最大化为目标，因此，在市场经济条件下还存在缺陷，不能有效指导生产。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种基于计算智能的机组性能优化运行管理方法，利用理论计算和科学试验方法得到不同负荷时偏差校正系数，计算出各参数对机组实时成本的影响以及由此造成的经济损失，指导运行人员科学调整运行参数和运行方式，使机组始终运行在最佳工况，将总偏差控制到最小程度，实现企业利润最大化。本发明的技术解决方案：通过锅炉集散控制系统(DCS)获取机组的运行参数，从飞灰含碳量测量装置中获得锅炉的飞灰含碳量，从电量抄表系统中获得厂用电有关参数，将实时运行数据保存入中央处理计算机的数据库服务器中，通过机组低成本优化运行方法，计算当前运行工况下的一组经济性指标，以发电成本最低为寻优目标，提供最佳经济性运行参数。本发明的优点：

1、以能量价值分析为基础，把机组运行的若干单一参数有机组合成能反映机组运行整体效益的综合指标，这一全新概念的综合指标直接与企业的利润目标相联系，放弃了原来一直采用的供电煤耗指标，这是发电企业节能管理的创新；

2、使运行人员彻底改变过去的传统操作习惯与思路，把从运行人员关注单一指标引导到关注综合指标，真正做到以人为本，以发电部作为一个整体，充分发挥集体内每一个运行人员的主动性、积极性和创造性，形成一股合力，在运行人员中迅速形成关注、研究机组动态经济运行的良好氛围，运行人员可依据实时机组运行综合指标，动态调控机组运行参数和系统运行方式，运行人员的调控习惯、经济运行理念都能显著改变，机组整体经济性将会得到显著提高。

3、本系统以发电企业整体效益最大为目标，充分考虑不同煤种、不同煤价时机组运行综合经济性，指导发电企业合理购买煤炭，指导运行人员科学操作。

4、年经济效益：使用本系统后，相当于给运行人员配备了一位资深的运行节能分析工程师，帮助值班人员全面掌握机组特性，及时指导调整运行参数和方式。根据在某发电企业的推广应用情况，运行人员根据综合指标合理调整运行参数和方式，取得了较为明显的经济效益。某厂2002年第三季度锅炉氧量全厂加权值是3.94％，比第二季度的5.01％下降1.07个百分点，比01年同期的5.81％下降1.87百分点，第三季度锅炉氧量和排烟温度的降低两者使锅炉排烟损失q₂比第二季度下降了0.46个百分点，即提高炉效达0.46个百分点。由于氧量的降低使锅炉风机电耗显著降低，第三季度锅炉风机电耗率是1.30％，比第二季度的1.35％下降0.05个百分点；比01年第三季度(1.52％)同期可比下降0.18个百分点，取得了节煤与节电的双重效果。据测算四台135MW机组年效益可达400万元(按年6000利用小时，标煤价500元/吨，上网电价0.3元/千瓦时计算)，经济效益十分显著。在汽轮机循环水系统优化方面也取得了巨大的经济效益，如某发电厂二台300MW机组采用“能量价值分析”法对循环水系统进行优化，调整循环水泵的运行方式，在不增加任何投入的情况下，年净收入达107万元，具有较大的节能效果。

附图是机组低成本优化运行方法的流程图

图中的1’-16’表示各步骤，其中步骤1’是数据采集与校验功能、2’是报警信息显示及查询、3’是性能指标计算、4’是成本偏差分析、5’是全厂实时经济指标一览表、6’是机组简化热力试验、7’是系统优化分析、8’是机组间指标分析、9’是常数设定、10’是基准曲线、11’是用户管理、12’是系统流程图及参数显示、13’是历史数据分析、14’是数据查询、15’是报表统计、查询和打印、16’是统计考核。

具体实施方式

系统每五分钟通过DCS数据接口将机组运行相关的温度、压力、功率、流量等参数下载到本地数据库，通过成本偏差分析模块分析计算出影响机组经济性的几个参数的偏差值，通过性能计算模块计算机组经济性指标，包括：机组厂用电率、汽机热耗、高压缸效率、锅炉效率、机组发电煤耗、机组在综合发电成本、机组供电煤耗、机组各主要辅机电耗、机组毛利润等。在系统流程图显示窗口显示主要参数实际值、机组综合绩效指标、机组实时运行成本与毛利润，直观地反映运行动态工况的优劣，运行人员根据当前实时运行成本及偏差确定机组是否处于最佳经济性运行状态，并可通过查阅优化库中保存的当前工况下经济性很好的机组运行参数，用于指导运行调整。系统为浏览器/服务器架构，在局域网中可通过任一台电脑访问本系统，在相应的权限下进行查询、设置、修改等工作。

对照附图

所述的机组低成本优化运行管理方法，它包括以下步骤：

1’、数据采集与校验功能：读取来自集散控制系统的数据，并进行数据有效性检查、平滑滤波、均值计算、统计分析及失效值修补等，将数据保存入输入数据库；

2’、报警信息显示及查询：对数据有效性检查过程中出现的异常值进行记录；

3’、性能指标计算：系统软件针对机组不同的工况有相应的算法，在启动工况和正常运行工况都可以分类计算；

4’、成本偏差分析：通过画面可显示机组运行状况下各个可控参数的基准值、实际值、成本偏差与总成本偏差；

5’、全厂实时经济指标一览表：实时显示全厂各机组运行经济指标；

6’、机组简化热力试验：提供机炉简化热力试验模块，在人工输入有关煤质资料后，根据运行人员设定时间自动完成机组热力计算任务，它分(1°)锅炉热力试验、(2°)汽机热力试验、(3°)机组热力试验；

7’、系统优化分析：机组各监控参数的初始基准值可以通过运行习惯、进行优化试验或者直接热力计算得到。随着设备的缺陷、磨损、老化，基准值可能产生偏移。结合性能计算模块的计算结果，基准值模型将在运行人员的干预下(指所有调整需要经过运行管理人员的认定方可生效)对各基准值进行自适应调整，使其符合机组的实际情况；

8’、机组间指标分析：用于厂级领导分析机组间经济性差异；

9’、常数设定：设定有关燃料参数和现场表计标定后的修正系数；所有成本偏差基准参数拟合方程待定系数项；

10’、基准曲线：配合系统优化分析使用；

11’、用户管理：用于用户名及权限管理；

12’、系统流程图及参数显示：按不同系统要求和设备部位组成的机组主要流程画面，分别实时地显示有关运行工况主要参数实际值，机组综合绩效指标，机组实时运行成本与毛利润，直观地反映运行动态工况的优劣，可为运行人员提供工况调整依据；

13’、历史数据分析：分析历史数据建立任意参数间的关联关系；

14’、数据查询：可以查询四年内任意一时段和任一信息的数据，并可累计汇总，保存，转到EXCEL表格。查询结果可以以列表或趋势图方式给出；

15’、报表统计、查询和打印：根据发电厂需要建立运行经济性班报表、日报表、月报表、年报表和有关生产统计台帐报表，自由格式报表；

16’、统计考核：统计用户登陆情况。

Claims (2)

1、机组性能优化运行管理方法，其特征是通过锅炉集散控制系统获取机组的运行参数，从飞灰含碳量测量装置中获得锅炉的飞灰含碳量，从电量抄表系统中获得厂用电有关参数，将实时运行数据保存入中央处理计算机的数据库服务器中，通过机组低成本优化运行方法，计算当前运行工况下的一组经济性指标，以发电成本最低为寻优目标，提供最佳经济性运行参数。

2、根据权利要求1所述的机组性能优化运行管理方法，其特征所述的机组低成本优化运行管理方法，它包括以下步骤：

1’、数据采集与校验功能：读取来自集散控制系统的数据，并进行数据有效性检查、平滑滤波、均值计算、统计分析及失效值修补等，将数据保存入输入数据库；

2’、报警信息显示及查询：对数据有效性检查过程中出现的异常值进行记录；

3’、性能指标计算：系统软件针对机组不同的工况有相应的算法，在启动工况和正常运行工况都可以分类计算；

4’、成本偏差分析：通过画面可显示机组运行状况下各个可控参数的基准值、实际值、成本偏差与总成本偏差；

5’、全厂实时经济指标一览表：实时显示全厂各机组运行经济指标；

6’、机组简化热力试验：提供机炉简化热力试验模块，在人工输入有关煤质资料后，根据运行人员设定时间自动完成机组热力计算任务，它分(1°)锅炉热力试验、(2°)汽机热力试验、(3°)机组热力试验；

7’、系统优化分析：机组各监控参数的初始基准值可以通过运行习惯、进行优化试验或者直接热力计算得到。随着设备的缺陷、磨损、老化，基准值可能产生偏移。结合性能计算模块的计算结果，基准值模型将在运行人员的干预下(指所有调整需要经过运行管理人员的认定方可生效)对各基准值进行自适应调整，使其符合机组的实际情况；

8’、机组间指标分析：用于厂级领导分析机组间经济性差异；

9’、常数设定：设定有关燃料参数和现场表计标定后的修正系数；所有成本偏差基准参数拟合方程待定系数项；

10’、基准曲线：配合系统优化分析使用；

11’、用户管理：用于用户名及权限管理；

12’、系统流程图及参数显示：按不同系统要求和设备部位组成的机组主要流程画面，分别实时地显示有关运行工况主要参数实际值，机组综合绩效指标，机组实时运行成本与毛利润，直观地反映运行动态工况的优劣，可为运行人员提供工况调整依据；

13’、历史数据分析：分析历史数据建立任意参数间的关联关系；

14’、数据查询：可以查询四年内任意一时段和任一信息的数据，并可累计汇总，保存，转到EXCEL表格。查询结果可以以列表或趋势图方式给出；

15’、报表统计、查询和打印：根据发电厂需要建立运行经济性班报表、日报表、月报表、年报表和有关生产统计台帐报表，自由格式报表；

16’、统计考核：统计用户登陆情况。