國內信息化管理系統(tǒng)在火電廠的運用

    計算機信息化管理技術發(fā)展到現在，以計算機技術為基礎的信息化控制技術得到迅猛發(fā)展，現在大型火電廠信息化系統(tǒng)的控制已普遍采用集散控制系統(tǒng)DCS和PLC程控系統(tǒng)，大大提高了機組的自動化水平。

   火電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)就是采集和處理全廠生產實時數據，廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)作為一種以優(yōu)化機組運行、提高運行經濟性為主要目標的信息系統(tǒng)，已在火電廠廠級管理方面發(fā)揮了重要作用。為配合國內電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)的發(fā)展，提供先進控制及優(yōu)化管理系統(tǒng)。

    一、信息化管理系統(tǒng)框架

    先進控制及優(yōu)化管理系統(tǒng)集優(yōu)化控制系統(tǒng)和優(yōu)化管理系統(tǒng)為一體，協(xié)助電廠用戶實現管控一體化的目標。其中，優(yōu)化控制系統(tǒng)主要包括鍋爐燃燒優(yōu)化控制和過熱蒸汽的溫度優(yōu)化控制，實現燃燒熱效率的最大化和較低的廢氣排放量，提高了循環(huán)效率，同時使煙氣的熱損失最小，對節(jié)能減排具有重要意義。

    二、信息化控制系統(tǒng)的優(yōu)化措施

    (一)燃燒優(yōu)化控制

    燃燒空燃比是影響鍋爐經濟運行的非常重要的參數。關系到燃燒是否完全，空氣供應是否過剩太多，它是影響鍋爐經濟運行的一個重要指標參數。燃燒優(yōu)化器首先建立一個燃燒過程的時變自適應的動態(tài)模型。

    燃燒控制協(xié)調器接受分配到的總燃料設定值和燃燒優(yōu)化器計算來的空燃比，考慮燃料供給和空氣流量的實際測量值，同時考慮燃料供給和空氣供給通道不同的動態(tài)特性，采用多變量預測控制算法，實時計算燃料供給和空氣流量的目標值。

    (二)蒸汽溫度優(yōu)化控制

    蒸汽溫度優(yōu)化控制是用來調節(jié)過熱蒸汽溫度的，將蒸汽溫度的輸出變化控制到最小。這樣就可以允許較高的溫度設定值以提高機組的循環(huán)效率。蒸汽溫度優(yōu)化控制接收蒸汽溫度設定范圍和過熱蒸汽輸出溫度測量值，考慮煙氣溫度、蒸汽輸入溫度和蒸汽流量的擾動因素，采用預測控制算法計算減溫蒸汽溫度設定值，提供給DCS基礎控制層去執(zhí)行和參考。

三、優(yōu)化管理系統(tǒng)措施

    (一)全廠信息化性能計算

    包括全廠性能分析、機組性能分析、鍋爐性能、汽輪機性能、凝汽器性能、給水加熱器性能、空氣預熱器性能、除氧器性能、冷卻塔性能、大型風機和泵的性能等等。

    (二)動態(tài)負荷分配

    動態(tài)負荷分配就是根據電廠各機組的運行狀況性能和效率等綜合因素，在幾臺機組間進行合理的負荷分配和調度，使電廠在任何情況都在最經濟的工況下運行。動態(tài)負荷分配通過與調度部門進行信息交換，接受調度端對整個電廠下達的日負荷曲線，在線訪問實時和歷史數據庫中的有關各機組設備的運行狀況、性能和效率等信息，自動合理地制定各臺機組每日的運行負荷曲線，供值班長和操作人員執(zhí)行和參考。

    (三)鍋爐吹灰的優(yōu)化措施

    燃煤鍋爐各換熱器表面的結渣和積灰將會導致受熱面熱導率的下降。爐內的吸收總熱量減少，而鍋爐煙氣的溫度上升等。然而，過度吹灰將會對鍋爐內管路形成腐蝕，并造成熱能損失。爐膛溫度一般都很高(1000℃ 以上)，測量儀器難以安裝，所以實時檢測鍋爐受熱面的積灰程度存在困難。鍋爐吹灰優(yōu)化首先從實時數據庫讀取相關的歷史數據建立統(tǒng)計模型，同時建立基于熱力學平衡原理的鍋爐系統(tǒng)機理模型。然后采用統(tǒng)計模型和機理模型同時計算鍋爐設備的清潔因子，實時檢測鍋爐各受熱面的清潔程度，對吹灰操作進行收益損耗分析，確定吹灰的損耗收益平衡點，最大化吹灰效益。

    (四)優(yōu)化設備壽命的管理措施

    設備壽命管理根據設備廠家或相關標準和規(guī)定對設備的運行狀態(tài)和工況的變化情況進行檢測，并進行設備壽命的折算和累計，從而預測部件的老化程度、老化速度、使用壽命和失效時間，并進一步提供綜合的分析和建議。設備壽命管理自動監(jiān)測各個部件運行實時狀態(tài)。實時計算各部件的應力場和溫度場，獲得設備壽命的計算結果。設備壽命管理增加了設備可用性，這意味著更少的設備停機，也減少了維修時間和勞務成本。

    先進控制及優(yōu)化管理系統(tǒng)通過各種優(yōu)化控制可以提高鍋爐的燃燒熱效率，減少火電廠的燃料消耗，降低發(fā)電成本。通過優(yōu)化管理系統(tǒng)使電廠操作人員掌握全廠和各機組設備的運行狀況、性能和效率等信息，在幾臺機組間進行合理的負荷分配和調度，進一步保證機組運行安全。延長部件工作壽命。先進控制及優(yōu)化管理系統(tǒng)將會完善監(jiān)控信息系統(tǒng)的功能，進一步推動監(jiān)控信息系統(tǒng)在我國電廠的推廣應用，并為我國倡導的節(jié)能減排做出貢獻。