关于发电机组运行优化在线管理的实践研究

关于发电机组运行优化在线管理的实践研究

王露华

（华润电力（温州）有限公司浙江省温州市325000）

摘要：本文将从发电机组运行优化的概述角度出发，通过分析发电机组运行优化的现状，提出发电机组运行优化在线管理的实践对策，以期为相关部门工作的开展提供参考。

关键词：发电机组；运行优化；在线管理

引言：

伴随我国科学技术水平的不断提升以及电力行业的快速发展，电力市场的竞争日益激烈。发电成本的有效降低能够帮助企业不断提升自身的行业竞争力，因此，各企业除了要确保生产安全以外，更应当致力于对发电机组的运行进行科学优化和管理，并引入先进的优化技术以及在线管理系统以提升生产效率。

1发电机组运行优化概述

1.1定义

所谓发电机组的运行优化，即按照发电机组主机和辅机设施的实际运行情况，在和行业标准值、设计值等同机型的标杆值对比的前提下，经过全面分析以及相关试验，构建合理、科学控制程序以及调整运行方法的体系，在确保发电机组经济、安全地运行基础上减少能耗[1]。

1.2内容

主要优化发电机组的启停过程，以及对辅助系统、负荷经济调度、燃料输送、汽轮机、电气、热工控制、锅炉、供热、运行参数、除尘脱硫和空冷系统等的优化。各大企业必须根据自身实际情况以及过往成功经验对运行方案进行科学、针对性的优化。

1.3原则

基本原则为“保电网、保人身以及保设备”。

2发电机组运行优化现状

2.1存在问题

虽然随着电力市场整体迅速的发展，各大企业提升了对于发电机组运行优化的重视程度，但在实际运行过程中，依然存在以下问题亟待解决：

（1）部分企业依旧运用PID的控制方式，许多的控制回路并未被优化；

（2）很多相关研究为定性研究，尚没有准确的定量描述，运行与能耗的实际规律未被精确确定；

（3）很多企业提升了发电机组的控制设施性能，采用DCS（集散控制系统），为运行优化提供一定程度的物质基础，但仍需有关人员深入研究如何有效融合发电机组的能耗控制和分析结果；

（4）发电机组若有不同的额定初压，其运行的方式便会具有不同的影响能耗规律，亟需有关人员进行定量的研究；

（5）发电机组或者负荷的不同，汽轮机便会有不同的内效率，需要进行测定试验；

（6）不同的发电机组运行形式，对锅炉等设施的影响也会不同。

2.2发电机组运行优化

发电机组涉及的设施较多、范围较广，其子系统相对复杂，属于一种转换能量的系统。在能源匮乏的新时期，发电机组运行优化的问题对于各大企业而言已经是重点问题。对于发电机组运行的优化，主要包含了稳定态性能的优化、机组启停的优化以及升降负荷动态整体过程的优化等。发电机组运行的优化主要是从评价变负荷动态过程性能等方面，构建发电机组在一段时间里耗煤量计算的模型以及其动态过程中耗煤量计算的模型。

当前主要的研究发电机组运行优化方法包括以下两个：

（1）以关联规则为基础的挖掘法：有关人员通过获取发电机组长久以来的运行信息和数据，掌握发电机组具有较高的性能状态时发电机组负荷与部分参数的“强关联”，随后借助“参数回归”获得运行优化的数值。

（2）由有关专家选取某一重要的低维变量集，通过智能的优化算法以及人工智能的模型获取参数目标值。这属于一种智能算法。

3发电机组运行优化在线管理

在以往监控超过300MW发电机组时，很多企业都会引入进口发电机组性能在线计算的设施，虽然能够帮助企业动态地掌握发电机组汽机热耗、耗煤率以及锅炉的平均效率等，但却不能够准确地分析、判断锅炉效率降低、热耗增加的问题位置以及原因等，所以不能为企业制定相应解决对策提供帮助[2]。因此，如今国内很多企业已经开发并应用在线实时分析能损的管理系统。

3.1发电机组运行优化在线管理系统

此系统通常一般运用的是B/S（浏览器/服务器）结构，属于通过传统C/S（客户机/服务器）的结构得以发展的3层结构（Web浏览器/Web服务器/DB服务器）。此系统通常会配置四台接口机、两台服务器以及四个3COM网卡。

有关人员把四台发电机组的DCS数据根据它们原有数据的格式，经由接口程序进行收集，并收集至网关机，进而向服务器进行传输，以便使MISS系统接收和共享。这些数据刷新的周期以及实时测点的数量和DCS的数据信息发送刷新的周期一致。通常情况下，计算在线的经济指标考核周期会被控制到60s之内，同时MISS系统会向发电机组提供飞灰含量、固定成本、分时电价、煤质整体分析以及燃煤单价等数据信息的接口。

此系统优化的目标主要为发电机组供电耗煤最低以及其热耗最低，在运行过程中调整发电机组的参数以及其运行的形式，从而保持其运行一直处在最佳状况。在此过程中的主要控制方法为：

（1）把试验的结果运用到调整运行操作或者调整自动控制系统参数等的优化上。工作人员按照不同负荷状态下，主汽压的运行参数不同进行一系列热力试验后得到的结果数据，对各参数目标值进行确定，并和在线管理系统取自于DCS的动态数据做比较，随后调整动态数据至目标值。除此之外，为了对运行状态进行全面分析，工作人员也要借助在线管理系统计算耗煤的偏差值。

（2）经过优化计算或者试验找到发电机组在各类负荷范围中最佳的升降负荷过程运行参数匹配方法以及运行的最优方案。

3.2优化锅炉效率的实践

一般状况下，对于锅炉效率而言，其重要指标为排烟温度、飞灰以及灰渣含碳量等，对于优化锅炉的燃烧工作具有重要影响。在实际的锅炉燃烧过程中，一次风量、一次风压、燃烧器投运的形式、炉膛的配风形式以及出口氧量在不同负荷中都具有相应优化数值。工作人员应当按照发电机组实际运行情况以及锅炉的整体效率，实施相应的燃烧形式。

3.3优化汽轮机效率的实践

3.3.1优化汽轮机凝汽器真空

工作人员应当采用汽轮发电机组“微增出力”的实验测量热耗、汽机出力以及凝汽器真空的变化规律及其关系，进而画出标准曲线。在线管理系统可以结合动态数据得到相应的曲线，当这些曲线与标准的曲线相偏离，工作人员必须及时清理凝汽器，从而确保汽轮机凝汽器的真空时刻处于最优化值。

3.3.2定滑压的运行参数

在实际的汽轮机工作进程内，若想使其效率最高，就必须具有由最佳数据信息绘制而成的相应曲线，在线管理系统会按照此标准曲线动态提供目标值。在通常情况下，负荷不同，工作人员就应选取定压参数以及不同滑压参数，以便获取全部负荷范围中的“负荷-主汽压力”曲线。

若负荷不变，汽轮机的热耗会随主汽压力降低呈现波浪状，谷底为各个阀点的位置，运行最优的位置将会是定压位置以及各个阀点位置中的一个。在发电机组中，具有很多的调门，因此需要经过试验才能找到上述的最优位置。一般会有两种试验方式：①找到最优的调门；②借助不同负荷找到最优的主汽压力。经过多方实践，前者科学性更高，更节约成本。

因为汽轮机凝汽器的真空会有变化，对主汽压力的变化会产生影响，导致阀点与优化值有所偏离，所以很多企业如今会在在线管理系统中构建三阀点主汽压力-负荷以及主汽流量-主汽压力曲线，从而确保运行最优值的稳定性以及准确性。

结论：

总体而言，在日常运营过程中，电力企业引入先进的发电机组运行优化在线管理系统能够充分提升企业的生产效率，同时在确保生产效率的基础上有效减少能耗，实现“绿色生产”。因此，各大相关企业必须对此进行深入分析，从而为企业自身行业竞争力的提升以及健康、长远的发展提供科学保障。

参考文献：

[1]丛壮，杨开敏，王文锋，等.尾能发电机组调试与优化运行探讨[J].节能，2018，37（03）：22-24.

[2]魏煜锋，陈宝康，余高阳，等.大型风力发电机组复杂地形下整机运行载荷测试及优化分析[J].机械传动，2017，41（08）：145-149.