[关健词]性能监测；值际竞赛；经济运行

0  概述

华能丹东电厂2台350MW燃煤机组引进英国Babcock公司生产的1162.8t/h亚临界一次中间再热、单炉膛、平衡通风自然循环汽包炉，所配美国西屋公司生产的TC2F-38.6型汽轮机为双缸、单轴、双排汽、再热凝汽式汽轮机和350MW全氢冷发电机。热力系统的布置采用锅炉与汽轮机单元制方式。自1998年两台机组相继投产以来 ，机组的运行性能不断得到优化，特别是电厂采用了生产实时数据监控系统后，为实时数据的采集和建立实时数据库成为可能。根据近几年来对两台机组经济运行的跟综分析及对各运行小指标考核的情况看，存在着很多问题，通过本管理软件的开发及应用，使各项指标的运行及考核达到了实时在线，充分调动了运行人员积极参与调整，保持机组经济运行的主观能动性，经过一年多的试运行，效果显著，2005年各项指标取得了可喜的成绩（如表1所示）。

表1  2005年机组主要运行指标完成表

1 软件及功能介绍

1.1　应用背景及开发环境

目前大部分电厂的机组及相关重要辅机的性能主要通过热力试验获得，每项试验均需多人来完成，工作环境恶劣，测量容易产生偏差，花费大量的人力、物力、财力。同时，小指标核算主要依靠离线方式，需要占用大量的时间，且无法从根本上保证数据的准确性。

虽然DCS系统已在火电企业广为应用，其提供的实时数据能够反映生产现场的运行状况，但由于没有合适的应用系统来进行数据的统计与分析，造成企业管理者无法及时全面地了解生产经营状况，有可能导致决策上的失误。为此，由华能丹东电厂与华北电力大学（北京）共同开发了“机组经济运行优化及值际竞赛管理系统（Economic Supervisor System）”，采用先进的计算机技术和合适的专业计算方法，实现了整个电厂范围内的信息集成与共享。

1.2软件的组成及功能

系统采用C/S-B结构（客户/服务器+浏览器模式），由3个部分组成，即数据采集客户端（数据发送端）、服务器（数据接收端、数据库或WEB服务器）、浏览器，实现与MIS系统的信息共享与集成。后台程序采用组件(模块化)的软件结构，通过数据库平台实现数据共享。采用COM组件技术开发的平台，实现“软件总线”和“热插拔”的功能，保证系统能够快速开发部署。将性能耗差等专业计算方法封装，提供二次开发平台（SDK），可以在VB/VC、EXCEL/VBA、.NET等多种开发环境下使用，提高软件的应用灵活性与生命力。

1.2.1机组性能分析模块

性能分析模块基于全厂热力系统图，建立热经济性在线分析的数学模型，解决了常见的问题，例如：末几级湿蒸汽抽汽焓及排汽焓的确定、回热系统计算基准流量的选定、门杆轴封漏汽等小汽机水流量的确定、机组变工况热力计算的处理等等。能够在线计算整个电厂的各种经济指标，如：采用正、反平衡计算得出的发、供电煤耗，厂用电率，机组热耗，汽轮机效率，锅炉效率、空预器效率、空预器漏风率，以及汽轮机高、中、低压缸效率等。通过对入厂煤、入炉煤热值的及时采集，计算给出了每日热值差的变化情况。

1.2.2 耗差分析模块

耗差分析主要是针对机组运行中各项参数在相应的工况下偏离目标值（或最佳值时）

对供电煤耗影响的大小。基于电厂回热系统计算的并联矩阵法理论，建立了以流体网络理论为基础的火电厂热力系统的网络计算法，并引入了实时基准工况概念，实现自动寻优功能，并对其进行深入研究，以此为基础进行耗差分析，初步形成了实时耗差分析理论。经计算得出的耗差大小以柱状图形式（图1所示）及时提供给运行人员，并给出各种耗差变化的实时及历史趋势曲线，极大地方便了运行及管理人员，通过系统提供的各参数变化对耗差的影响及可能造成偏差的原因分析，及时进行调整，从而达到节能降耗，以获得最佳的经济效益。

图1　煤耗偏差分析比较

锅炉系统的主要参数有主汽压力、主汽温度、再热汽压力、再热汽温度、排烟温度、飞灰、大渣含炭量、烟气含氧量、再热喷水流量、过热喷水流量、排污量、入口风温等。

汽机系统主要参数有循环水温升、高压加热器端差、进出口温度（温升）、低压加热器端差、温升、凝汽器端差、过冷度、排汽压力、给水温度、补水率等。

1.2.3 在线热力试验

利用性能计算组件，可以实现热力试验的在线进行，自动生成试验报告，使运行与管理人员随时可以了解机组及设备目前性能及运行水平，试验内容主要包括：锅炉性能试验、汽机性能试验、凝汽器性能试验、空气预热器性能试验、真空严密性试验等。每一项试验开始前均设条件要求，条件一旦得到满足，试验就开始，可以按照规定的时间结束试验。同时，还配以相应试验项目的界面，界面上列有该设备的主要性能结果，并能自动生成性能试验报告，运行和管理人员可以随时查看试验报告。

每一试验模块包含的内容有试验测点的校验、试验条件的设置（含试验测点加装）、试验数据采集，设定采集的时间段、提供人工采集试验数据区域、试验数据处理（计算、生成）或保存试验报告等。

1.2.4 值际竞赛模块

值际竞赛模块旨在实现小指标考核的计算机化，通过对实时采集数据或人工输入数据的统计、计算和分析，获得机组运行各项小指标的数据，并实时上网，为企业生产经营决策、值际（班组）考核等提供数据依据。

模块主要功能包括：实时数据采集、分析；运行指标与参数分析；在线/人工考核；考核指标定义与维护；各种日志及报表；用户/权限管理等等。通过值际竞赛模块的分析计算，实时给出各运行值、各台机组、各班组的各项指标的得分情况，管理人员将安全生产过程中出现的管理考核情况及时输入，如：工作票合格率、技术考试、违章及班组异常、障碍、事故等。通过该模块及时捕捉及对各项经济指标的统计分析，实时给出了各运行值的得分情况（如图2所示），克服由于人工考核造成的数据不全，考核过程不公开，以及结果延迟等缺点，真正达到了公开、透明，大大地提高了运行人员积极参与调整，人人关心指标的主观能动性，提高了运行指标的管理水平。

图2 值际竞赛及管理模块

考核内容主要包括：发电量考核(月小时平均电量、月平均尖峰电量、综合厂用电率)；指标考核（主汽温度、再热温度、排烟温度、超温、烟气含氧量、炉膛负压、飞灰可燃物、炉渣可燃物、主汽压力、给水温度、汽机真空、凝结水过冷度、凝汽器端差、无功电压曲线、发电机氢气压力、氢气纯度、氢气露点等）；管理指标（工作票不合格、操作票不合格、安全活动未完成、违反劳动记律、发现设备缺陷、事故处理、技术考试成绩等）。

2 经济、社会效益分析

   通过该软件的应用，可以在线对两台机组的性能进行监视并实施考核，不但减轻了运行指标的统计工作，而且给运行各值提供了一个公平竞争的平台。通过机组性能软件的耗差分析系统，能够及时给出机组运行各项参数变化对机组供电煤耗的影响，为运行人员及时调整各运行参数提供了依据。通过值际竞赛系统实现了对各运行参数的实时压线考核及月度平均指标考核，能够及时准确地给出各运行值电量的实时值，小时平均电量值、峰、谷、平电量值、以及各运行值的安全活动、技术考试等相关的运行管理考核信息，方便了运行管理，极大地调动了运行人员积极参与并加强调整各项经济指标的积极性。

通过机组性能软件及值际竞赛管理考核模块的开发及应用，经过一年多的实际应用，创造了可观的经济效益，2005年为厂节约资金900多万元。

由于采用了该软件，各种性能参数均达到了实时在线，无论是运行人员还是管理人员均能实时观看各项指标的运行及考核情况，真正达到了指标考核透明、公开化，调动了运行人员的积极性，大大地减少了指标人为统计的工作量，提高了准确性，减少了人员岗位设置，节省了人员开支近8万元。

3 与当前国内外同类产品的比较

    目前，国内与ESS系统类似的产品有厂级监控信息系统（SIS）。

近几年，SIS经历了行业讨论、试点应用阶段，快速进入推广实施的阶段，大部分新建机组的设计都将其包括其中；同时国内、外相关的电力企业、研究机构也都在进行SIS产品的集成、研制与开发工作，形成了许多相关产品，并已经在一些电厂中得到实际应用，收到一定的预期效果。

但ESS系统的开发及应用对已发电的机组，特别是进行SIS系统改造，具有重大的影响，两者的性能比较如表2所示。

表2  ESS与SIS的性能比较

从表2比较可以看出，SIS前期投入成本较高，而且需要建设对应的网络，所以比较适合新建机组；而ESS能满足SIS的大部分功能，可以作为已发电机组的改造，或是SIS功能的进一步扩展与完善。

4  结论

通过发电厂实时在线监测系统对电厂的各项运行参数进行实时监测并获取数据，经过机组性能计算模块、在线试验模块及值际竞赛模块给出电厂运行中的各项经济指标，通过对各项参数在运行过程中偏离规定值时对煤耗的影响，得出耗差分析图表，从而为运行人员提供了各参数运行调整的依据。通过对各运行参数的实时在线考核，调动了运行人员极积参与调整并保持机组经济运行的积极性，ESS软件经过一年多的实施应用，产生了显著效果，优化了机组运行方式，提高了运行管理水平，产生了一定的经济和社会效益，达到了节能降耗的目的