监测与诊断系统“M&D”软件在高井热电厂的应用及发现

监测与诊断系统“M&D”软件在高井热电厂的应用及发现

黄博

（大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂100041）

摘要：高井热电厂的燃机采用了现代化设计技术，燃机上安装了丰富的就地智能传感器，集散控制系统MarKVIe控制将生产数据传送到生产实时监控系统(SIS)和管理信息平台（MIS）上，全厂具备了实现全面数字化电厂的基础条件。高井热电厂目前燃机的工作方式为MarkvIe控制系统触发报警，热工控制人员根据报警情况进行分析、处理，但目前而言，MarkVIe控制系统只具备实时监视、报警的功能，对数据深一步的挖掘工作没有开展，没有专门用于电力生产过程和设备的健康监测、可靠性管理和性能优化算法，对电力安全生产的贡献有限。北京国际数据电力监测诊断中心部署“M&D”软件可以对高井燃机进行异常监测的预警，降低燃机的事故风险。

关键词：“M&D”；燃机；异常监测

北京国际电力数据监测诊断中心采用先进的信息化技术及设计理念，通过引进国际先进的燃机管理技术和理念，把燃机数据监测、分析与诊断中心建设成符合大唐集团公司整体信息化规划要求、国际一流、现代化的燃机信息系统；实现对燃机生产全过程的在线实时监视、诊断分析、预警预测、对标考核管理，提高燃机管理效率和精细化水平，创新管理模式、降低生产成本、增加经济效益，推动集团公司“做强做优、世界一流”发展战略目标的实现。数据中心建设的目标是通过消化吸收国外的先进技术，推动我国燃机数据分析和故障诊断、预测技术的整体进步。

1、监测与诊断系统“M&D”的简介

监测与诊断系统“M&D”，是基于物理模型的软件分析解决方案，主要针对燃机、汽轮机、发电机及其辅助系统，结合了前沿的分析算法软件、技术和服务，具备燃气轮机及汽轮机运转异常监测和跳机恢复支持功能，同时可提供决策支持和数据存储等功能，部署后可降低非计划停机风险，提高燃气轮机、汽轮机和发电机组的可靠性、可用率及运行效率。

监测与诊断系统“M&D”提供预测性的建议、专家诊断和故障排查，进而能够预测、预防并解决机组中燃气轮机、汽轮机以及发电机的各类问题，利用数据驱动和基于物理的分析算法和领域专业技术，实现实时分析设备的健康状况，缩短设备停机时间，减少计划外生产损失；减轻数据分析的工作量以帮助工程师发现并专注于最为重要的问题，提高生产效率；在问题早期收到异常警报后，分析工程师对运行数据进行分析，必要时向上呈报至诊断专家，诊断后提出建议，以便评估和落实必要的整改措施，降低事故风险。

监测与诊断系统“M&D”分析算法基于阈值对燃气轮机和发电机的运行异常迹象进行连续监测、诊断和建议，M&D算法主要针对于以下关键变量:

•燃气轮机

-燃烧排气温度

-燃烧脉动

-轴承振动

-轴承金属温度

-燃料控制阀

-修正的压气机效率和功率输出

•发电机

-定子线棒冷却性能

-轴承振动

-轴承金属温度

2、监测与诊断系统“M&D”在高井热电厂的应用

监测与诊断系统用于监测高井的三台燃气轮机，通过布置在数据中心和高井就地服务器的58个算法可以监测燃气轮机的压气机定子、进气过滤、压气机叶片健康程度、燃烧脉动、振动趋势变化、轮间温度等一系列设备和参数，通过OAV将触发的报警显示出来，同时可以通过ODV对燃机出现跳闸和性能下降进行数据分析和展示，为厂里的专业工程师提供有效的帮助。

3、监测与诊断系统“M&D”的主要功能

监测与诊断系统“M&D”软件的能够为高井热电厂实现的主要功能如下：

1、实时分析燃气轮机的健康状况。

2、减少计划外生产损失。

3、帮助电厂提高生产效率。

4、降低燃气轮机发生事故的风险。

5、降低燃气轮机的维护成本。

6、提高燃气轮机启动的可靠性。

监测与诊断系统M&D异常状况检测技术可分析透平的运行数据，在问题变得严重之前及时发现。收到异常警报之后，数据中心便开始对运行数据进行分析，同时与厂里专业工程师进行沟通，必要时向上呈报至诊断专家，诊断后会为客户提出建议，以便专业工程师进行再次评估和落实必要的整改措施。

4、监测与诊断系统“M&D”在高井电厂发现的案例探讨

监测与诊断系统“M&D”布置在数据中心以来，发现了部分有价值的报警，下面对发现的典型案例进行探讨：

2017年6月18日上午11:12，M&D系统发出报警‘STATOR_C7_TEMP_HI’，指示高井#1号燃机发电机定子铁芯温度热电阻（MKD10TE025）读数异常。通过分析发现2017年6月18号#1燃机升负荷过程中发电机定子铁芯温度MKD10TE025超过227°F,M&D系统发出STATOR_C7_TEMP_HI报警。机组降负荷过程中，该温度降至220°F，报警解除。2017年6月19日，#1燃机启动升负荷至219MW时，铁芯温度MKD10TE025再次超过227°F,M&D系统再次报警。分析发现数据监视中心监视发电机中心端定子铁芯温度MKD10TE025、MKD10TE027、MKD10TE029，其中MKD10TE025比发电机中心端相邻位置的铁芯温度MKD10TE027、MKD10TE029高约35°F。#1燃机近几次升负荷超过超过200MW，发电机中心定子铁芯温度MKD10TE025均发出报警。发电机轴承振动及温度没有出现异常。

初步判断：传感器MKD10TE025或连接回路异常。

5、结论

通过对监测与诊断“M&D”系统在高井电厂触发的报警进行分析，可以判断出报警的准确率和准确性都是可信任的，但是由于高井燃机运行的时间仅有三年半，而且机组运行和维护的水平都处于比较高的水平，所以对于系统算法能够触发报警的覆盖率能否达到100%还需要进一步的验证，对于报警的准确率和准确性也还要进一步进行分析和验证，但是总体来说，软件的部署对于高井电厂燃机的稳定运行提供了一份更加安全的保障。

参考文献：

[1]《监测与诊断“M&D”》产品文件

作者简介：

黄博北京高井热电厂数据分析师邮编：100041。