火电机组群能效监测与诊断分析关键技术研究与应用

☆项目详细内容

火电机组整体运行优化是建立在性能监测基础之上的，目前的机组运行优化仍然处于不断发展完善的过程中，并没有一个统一的和确切的定义。机组运行优化是一种新型的、综合性的动态管理模式，以提高机组运行经济性为目标，利用计算机对机组性能进行在线监测，通过对机组热力系统节能潜力的分析、诊断，确定在不同负荷下的目标运行工况，并动态地给予提示和督促，不仅为运行人员进行优化调整提供实时的操作指导，还为运行管理提供合理的动态考核依据，以提高机组运行效率。作为火电机组重要组成部分的汽轮机热力系统，其经济性对整个电厂运行的经济性起了很大程度的决定性作用，同时汽轮机热力系统的经济性也会随着负荷的变化而发生很大的变化。因此，将火电机组汽轮机系统作为整个火力发电厂运行优化分析的核心部分具有重要的现实意义，汽机岛也将是本项目的主要研究对象，其整体优化工作主要涵盖了以下几方面：热力试验研究，技改方案与设备选型，专门针对诸如给水回热系统、冷端系统、调门系统等局部子系统分布式诊断与优化分析，汽机岛整体与局部子系统的综合协调优化等。

本项目通过APROS 软件搭建了热力系统性能仿真平台，在模型试验和相关理论指导下，根据大唐淮南洛河300MW，600MW 机组规程、说明书以及设备的结构图纸，建立整个电厂运行仿真模型，优化改造结合年度机组机组大修期间进行了实施，对汽机进行了优化改造，研究汽机岛及机组的能效监测与在线诊断技术，得到汽机岛优化运行方式及耗差分析模型，完成汽机岛及整个机组的能效监测、耗差分析、辅机状态监测与管理、指标预警与诊断等功能，根据机组、电厂及分子公司对能耗监测与诊断的实际需求，完成软件开发。总结目前火电机组汽机岛出现的普遍问题，结合现有制造、设计工艺及材料发展趋势，进行技术改造方案研究，并对目前国内外可行的典型技术改造方案进行技术经济比较，确定相应设备及材料的选型原则。进一步研究600℃/620℃级别超超临界机组以及未来700℃等级先进超超临界机组汽机岛设备及整体系统结构与参数配备等。面向深度节能的火电机组汽机岛经济性诊断模型和方法研究。目标完成现役机组汽机岛技术改造、优化设计与设备材料选型的可行方案与技术经济分析。从而建立汽机岛分布式诊断、优化分析平台。

☆主要技术创新

以过程实际运行数据与工程仿真模型为基础，对大型火电机组的汽机岛进行分布式诊断与优化分析研究，是本项目重要特色。

研究现役机组汽机岛技术改造、优化设计与设备材料选型的可行方案与技术经济分析方法；研究先进超超临界机组汽机岛整体系统结构及参数配备等，得到相关技术经济评价方法；面向深度节能的火电机组汽机岛经济性诊断模型与方法；汽机岛分布式诊断与优化分析平台的建立方法，获得汽机岛热工过程工程优化分析模型建立技术、数据驱动建模技术、海量数据挖掘与规则提取技术等关键技术，实现汽机岛整体及局部子系统的协调优化，从宏观和微观层面揭示能耗劣化的原因，得到C#环境下软件集成与开发方法，并完成相关软件开发。

☆项目应用情况

火电机组群能效监测与诊断分析在大唐淮南洛河300MW 及600MW 汽轮机组上的应用，可在一定程度上提高机组运行效益，改善机组的安全经济性指标，进一步提高了企业在火力发电行业当中的竞争力，可在发电节能技术、节能环保领域大力推广。

☆企业效益情况

火电机组群能效监测与诊断分析技术将大唐淮南洛河300MW 及600WM 机组作为研究对象，通过对机组各个热力参数进行全面测量，计算出机组的热耗率、缸效率、煤耗率等经济性指标。新投产机组检验汽轮机是否达到厂家设计标准、旧机组改造后经济性评价验收、机组大修后，都需要通过汽轮机组热力性能试验评价效果；对于中间再热机组，需要通过汽轮机热力性能试验确定机组定滑压运行最佳曲线，优化机组运行。对于已经长期运行的大型机组，特别是面临越来越频繁的参与电网调峰的实际情况，更需要通过全面深入的热力试验来对汽机岛系统进行系统的经济性诊断和详细查定，分析汽机岛整体系统及各辅助系统在各工况点与设计值的偏离程度，尤其是对于一些只能通过试验才能准确定位的泄露问题。这些都会给企业带来巨大的收益。