（国投钦州发电有限公司，广西 钦州 535008）
[摘 要]本文介绍了煤耗在线监测系统的基本原理，并以广西电网节能发电调度煤耗监测系统为研究对象，结合国投钦州发电有限公司煤耗在线监测系统的实施，详细分析了系统的结构与具体功能，重点探讨系统构建过程中涉及的关键技术，总结系统当前的应用情况。
[关键词]煤耗 性能计算 在线监测
1 引言
根据国家能源局等三部委联合印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划 （2014-2020年）》的要求，到2020年，全国煤炭占一次能源消费比重下降到62%以内，电煤占煤炭消费比重提高到60%以上，全国新建燃煤发电机组平均供电煤耗将低于300g/kWh。所以在“十三五”期间，节能减排工作仍然是电力行业长期的重点任务。
传统的发电生产管理模式与电网调度方式，由于没有应用实时能耗数据监测，而存在一定的局限性。国家发改委办公厅下发的《节能发电调度办法（试行）》确定了节能调度的基本原则，即以确保电力系统安全稳定运行和连续供电为前提，以节能、环保为目标，通过对各类发电机组按能耗和污染物排放水平排序，以分省排序、区域内优化、区域间协调的方式，实施优化调度，并与电力市场建设工作相结合，充分发挥电力市场的作用，努力做到单位电能生产中能耗和污染物排放最少。因此，改变原有的发电调度模式，开展节能发电调度，对减少能源消耗和污染物排放，推动节能减排具有重要的意义。同时煤耗在线监测系统的构建是节能调度工作的必然保障。
2 煤耗在线监测的基本原理
基于现代互联网技术和热力学理论发展起来的大型火力发电机组性能计算与耗差分析方法，能够实现机组能耗数据实时计算与分析，从而指导运行人员调控参数，及时消除能耗偏差，提高机组运行经济性，这是火力发电机组节能精细化管理的根本要素。针对电网企业来说，及时了解统调各发电机组能耗数据，进行机组能耗在线计算与比较分析，是节能发电调度的前提。
3 国投钦州发电有限公司煤耗在线监测系统的构建
国投钦州发电有限公司煤耗在线监测系统，由厂级子站与中调主站两部分组成：子站与主站通过调度数据网进行数据通信，子站在提供原始数据的基础上侧重于厂级机组能耗的监测与能耗偏差分析，指导厂级生产管理人员如何降低机组能耗，提升机组节能调度的竞争力；主站则侧重于电网调度区域范围内各厂以及各机组不同周期内能耗排名与分析，关注各电厂能耗计算标准的统一性、手工数据的合理性等一系列节能发电调度全局性问题，同时监视各机组能耗数据在节能发电调度中的实际应用。
3.1 子站主要功能
原始数据采集。将子站DCS、PLC等实时生产数据和手工输入数据采集到子站数据库中，以便进行实时能耗计算，数据采集模块应保证采集过来的数据为原始未加工数据。
能耗计算与性能分析。通过对电厂设备及系统参数的采集，应用等效热降原理结合能耗计算标准，实时计算机组的各性能指标，最终得出机组供电煤耗；根据建立的指标目标值计算模型实时计算出各运行指标参数的目标值，分析各指标参数的偏差对机组能耗的影响大小；从锅炉效率、汽机热耗两个方面分析机组的经济运行状况，指导运行人员合理调控运行参数，最终实现机组经济运行。
告警管理。系统根据定义的告警项以及机组安全运行要求、各软件组建与模块的运行状态等配置信息进行实时告警计算，记录告警日志，并以不同的形式显示告警信息，以便生产管理人员及时发现影响机组安全运行的因素以及软件系统故障等。
实时/历史/统计数据存储管理。系统利用实时/历史数据库、关系数据库分别对生产实时信息与管理统计信息进行统一存储与管理。目前支持主流实时/历史数据库，如PI、Edna、Abb、Insql、Agilor、Openplant、Ptime等，支持Oracle、Sql Server、Sybase等关系数据库。
系统管理与配置。系统管理与配置完成应用系统的各种基础管理功能，包括各种数据字典的管理，用户使用风格的配置和应用系统的维护，组织机构、用户、角色权限等系统管理功能，同时提供厂级各机组能耗计算必须的测点，能耗指标以及相应的算法模型，公式等配置功能。
3.2 子站与主站数据流图
子站与主站数据流向和转换如图1所示。实时测点数据通过子站控制系统发送，由部署在子站的煤耗数据采集服务器的接口平台数据采集转发模块接收并转发，然后实时测点数据通过正向隔离装置传输，由部署在子站应用服务器的数据接收模块接收并将数据分别写入子站实时数据库和关系数据库。接着部署在子站应用服务器的实时计算模块从子站关系数据库取得D/H/M点数据，通过计算后将计算结果存入子站关系数据库并将计算结果M/H/D点数据保存到关系数据库中（其中D点表示实时测点，H点表示手工测点，M点表示性能指标测点），部署在子站应用服务器的实时数据回写模块从关系数据库中获取M/H/D点数据，将M点数据回写保存到子站实时数据库，同时将手工点数据以文件的形式保存在应用服务器中的文件夹里。从图1所示可知在子站应用服务器和子站通信服务器之间有反向隔离装置，利用隔离装置提供的文件传输模块将H点数据文件从子站应用服务器传送到子站通信服务器指定目录下。通信服务器将两条数据链路中的数据文件进行整合（整合D/H点数据），由部署在子站通信服务器的数据上传模块读取文件组成符合制定格式的网络数据包发送，网络数据包通过调度数据网传输，由部署在主站接收数据服务器的转接模块接收数据包并发送，数据包传输经过正向隔离装置，由部署在主站应用服务器的接收模块存入主站关系数据库和实时数据库,并将子站的D/H/M点数据以文件形式保存，接下来由部署在主站应用服务器的主站性能从数据文件中取出D/H/M点数据进行计算后将计算结果M点写入主站关系数据库，最后由部署在主站应用服务器的实时数据回写模块从关系数据库中取出M点，回写保存到实时数据库中。
图1 子站与主站数据流图
4 系统应用情况分析
4.1 能耗计算结果准确性分析
为了检验数据的准确性，以国投钦州发电有限公司的热力试验报告中的数据为依据，煤耗在线监测系统调用试验中的同期历史数据对比试验。通过对比分析试验结果，计算结果在允许的误差范围之内，可以满足数据准确性的要求。
主要试验数据对比分析。汽轮机热耗率试验分析如表1所示，对比以上列表数据，热耗率绝对偏差量最小值为0.88kJ/kWh，相对偏差率最小值为0.0112%；热耗率绝对偏差量最大值为7.56kJ/kWh，相对偏差率最大值为0.0978%。锅炉效率试验分析如表2所示，锅炉效率绝对偏差量最小为0.0296%，相对偏差量最小值为0.0316%；锅炉效率绝对偏差量最大为-0.1047%，相对偏差量最大值为-0.1123%。
表1 汽轮机热耗率试验对比
表2 锅炉效率试验对比
数据分析结论：根据汽机热耗率和锅炉效率的数据对比，以及发电煤耗率之间的关系。偏差都在工程允许的范围之内，可以满足节能调度煤耗在线监控系统的监控需要。
4.2 手工数据对能耗的影响分析
通过手工数据单一变更计算分析，可以发现在接近机组额定负荷的工况下，收到基低位发热量每变化1000kJ/kg，锅炉效率平均变化量为0.00578%，发电煤耗率平均变化量为0.018g/kWh，供电煤耗率平均变化量为0.01888 g/kWh；收到基水分每变化1%，锅炉效率平均变化量为0.00294%，发电煤耗率平均变化量为0.00916g/kWh，供电煤耗率平均变化量为0.00962g/kWh；空气干燥基每变化1%，锅炉效率平均变化量为0.00164%，发电煤耗率平均变化量为0.03624 g/kWh，供电煤耗率平均变化量为0.03802 g/kWh；飞灰含碳量每变化1%，锅炉效率平均变化量为0.1062%，发电煤耗率平均变化量为0.331g/kWh，供电煤耗率平均变化量为0.3472g/kWh；炉渣含碳量每变化1%，锅炉效率平均变化量为0.01352%，发电煤耗率平均变化量为0.0421g/kWh，供电煤耗率平均变化量0.044g/kWh。
5 结束语
煤耗在线监测系统的构建与应用，将进一步提高节能减排工作的效果和力度，使节能减排工作真正落到实处，通过长期的日常维护和数据分析，不断积累经验，将进一步优化各级指标的计算公式，提高故障处理能力，为煤耗在线监测系统的长期稳定运行打下良好的基础，也为节能调度提供了基础平台，为发电企业节能减排工作奠定了坚实的基础。
[参考文献]
[1]西安热工研究院.发电企业节能降耗技术[M].北京:中国电力出版社.2010.
[2]朱斌帅.燃煤发电机组耗差分析系统的开发与应用[J].华电技术,2010,(10).
[作者简介]1.张旭（1982-），男，辽宁沈阳人，研究生学历，工程师，高级能源管理师，从事火力发电厂节能管理工作。2.杨廷志(1975-)，男，广西柳州人，本科学历，工程师，从事火电厂热力自动化管理工作。3.岳冬锦（1982-），女，辽宁锦州人，本科学历，经济师，从事火力发电厂燃料管理工作。广西钦州535008。
