贵州节能发电调度煤耗在线监测系统技术方案

贵州电网节能发电调度煤耗在线监测系统的开发与应用技术方案目录一、项目背景1二、性能数据的采集和计算实施方案12.1性能数据的采集12.1.1需要采集的性能数据要求12.1.2贵州相关电厂性能测点情况12.1.3职责和分工32.2性能计算实施方案42.2.1性能计算的标准42.2.2职责和分工43.1数据采集实施方案概述43.2贵州相关电厂侧数据采集方案43.3贵州相关电厂侧数据采集实施方案53.4数据采集实施技术条件73.5各方的职责和分工7三、技术资料8四、技术培训9一、项目背景贵州电网是全国实行节能减排调度的五个试点省之一。贵州电网率先进行贵州节能发电调度煤耗在线监测系统的试点研究开发，利用该系统能够实现节能减排调度“按照实测数值排序”进行。根据贵州电网节能调度的需求，结合西安热工研究院有限公司在火电机组性能数据监管系统方面的丰富工程经验，可以为贵州电网调度中心提供一套发电能耗在线监测系统，实现并网机组发电能耗水平的实时监测和计算（机组的供电煤耗计算），为贵州电网的节能调度“按照实测数值排序”提供决策的基础煤耗数据。为了更好地在贵州相关电厂实施贵州节能发电调度煤耗在线监测系统，实现该系统能够在贵州相关电厂能够采集到完整、准确和可靠的数据，使该系统在贵州相关电厂的实施能够标准化，特编写贵州相关电厂总体实施方案，针对贵州相关电厂的具体问题，将在项目的具体实施中确定。二、性能数据的采集和计算实施方案2.1性能数据的采集2.1.1需要采集的性能数据要求进行煤耗在线监测计算需要采集的性能数据要求见《贵州煤耗在线监测系统锅炉性能计算报告》和《贵州煤耗在线监测系统汽机性能计算报告》。2.1.2贵州相关电厂性能测点情况根据贵州相关电厂初步调研提供的技术资料，贵州相关电厂锅炉性能测点清单的具体数目见表1，机组用于正常运行方式下汽机性能计算的测点均较全，可以满足本项目的需要。根据贵州相关电厂提供的初步测点清单和现场收集的资料，可以确定的测点数目情况如下：表1锅炉性能测点数目（单台机组）序号测点名称数目1.空气预热器出口氧量22.空气预热器入口氧量23.空气预热器出口烟温24.一次风机入口风温25.送风机入口风温26.一次风流量27.送风机入口流量18.累积总给煤量19.实时总给煤量110.空气预热器入口烟温211.空气预热器入口一次风温212.空气预热器入口二次风温213.炉膛出口压力（三取中）114.飞灰在线含碳量2注：序号1-5的测点是必须的。表2：汽轮机性能计算所需的测点清单序号测点名称数目1主蒸汽压力12调节级后压力13高压缸排汽压力14再热蒸汽压力15中压缸排汽压力16低压缸排汽压力27除氧器进汽压力18#3高加进汽压力19#2高加进汽压力110#1高加进汽压力111给水压力112再热减温水压力113大气压力114主蒸汽温度（门前）115高压缸排汽温度216再热蒸汽温度117中压缸排汽温度218除氧器进汽温度119#3高加进汽温度120#2高加进汽温度121#1高加进汽温度122除氧器水箱温度123给水泵出水母管温度124#3高加进水温度125#3高加出水温度126#3高加疏水温度127#2高加进水温度128#2高加出水温度129#2高加疏水温度130#1高加进水温度131#1高加出水温度132#1高加疏水温度133省煤器入口水温134热井出水温度135再热减温水温度136过热减温水温度137低压缸排汽温度238主给水流量139再热减温水流量140一级过热减温水流量241二级过热减温水流量242小机进汽流量243锅炉连续排污流量144主蒸汽流量1表3:电气性能计算所需的测点清单（单台机组）序号测点名称数目备注1机组厂高变12机组启备变13机组发电功率14公用变12.1.3职责和分工参与各方在性能数据采集中的责任分工如下：1）贵州相关电厂负责提供DCS测点清单、编码和单位，对数据有问题的测点应完善，保证机组性能计算必须采集的数据能够实时上传。表1中必须提供的测点，如果贵州相关电厂没有应加装，并满足数据上传的要求。2）根据DCS测点清单，由西安热工研究院有限公司编制需要采集的具体性能数据采集表。3）由有技术监督资质的单位负责贵州相关电厂上传数据的基本准确性，对有问题的测点要求贵州相关电厂完善。4）由有技术监督资质的单位负责贵州相关电厂的煤质资料和灰渣可燃物的定期化验检查，飞灰采样器修正系数的核准。2.2性能计算实施方案2.2.1性能计算的标准有关机组的供电煤耗计算方法见《贵州煤耗在线监测系统锅炉性能计算报告》和《贵州煤耗在线监测系统汽机性能计算报告》。参照的主要标准为《GB10184-88电站锅炉性能试验规程》和《GB8117-87电站汽轮机热力性能验收试验规程》。性能计算用的具体测点清单在项目实施中确定。2.2.2职责和分工参与各方在性能计算中的责任分工如下：1）西安热工研究院有限公司负责向贵州相关电厂介绍供电煤耗的计算方法，负责机组性能计算模型和算法的建立、校验和计算，并提交具体的计算方案报告。2）西安热工研究院有限公司负责同贵州相关电厂进行了技术交流，有关具体的技术处理和具体测点清单将在实施方案中确定。3）贵州提供对计算方法的意见和电厂的基本状况，为贵州相关电厂的具体实施方案制定提供参考。三、贵州相关电厂侧数据采集实施方案3.1数据采集实施方案概述整个系统分为两个部分——贵州相关电厂侧、调度侧。系统调度侧采用1000Mbps的主干冗余快速以太网作为信息传递和数据传输的媒体，通过相应的网络设备、接口服务器、数据库服务器、计算服务器、网络管理站、计算机终端设备和系统软件包等来完成系统的应用功能。贵州相关电厂侧每台数据采集站通过网络连接到对应机组的DCS控制系统接口机，并通过OPC工业标准协议采集数据。贵州相关电厂各台机组数据采集站通过100Mbps工业以太网互联，并通过调度数据网和调度侧通讯。3.2贵州相关电厂侧数据采集方案考虑到系统所采集的数据和计算结果是要用于制定机组发电量调度计划，而不是用于常规的数据监视，为了最大程度地保证所采数据的实时性、可靠性和准确性和公正性，采用直采直送的方案。该方案通过连接在DCS上的专用通信接口工作站和运行在其上的OPCServer数据通信软件（DCS），先直接从机组DCS系统中采集煤耗计算所需数据，然后通过标准的OPC通信协议和贵州相关电厂侧的专用数据接口机网络相连并进行数据通讯，专用数据接口机经过初步数据校验后再将所采性能数据通过贵州相关电厂侧和调度之间的专用通讯线路（带宽2M）上传到调度侧的主通讯服务器进行汇总。3.3贵州相关电厂侧数据采集实施方案贵州相关电厂侧的数据采集网络基本配置如图示：贵州相关电厂侧数据采集网络为一个独立的网络，其中每台机组DCS系统提供一台专用通信接口工作站，作为DCS接口机，并部署安装DCS系统专用的OPCServer软件，为煤耗在线监测系统提供实时数据服务；本系统专用煤耗数据采集站和DCS接口机相连接，并采用安装在其上的OPCClient软件通过标准OPC协议采集机组DCS系统的实时数据，然后通过专用的数据通讯软件将其获取的实时数据通过TCP协议和远程调度专用通讯网络实时传输至调度侧主通讯服务器。同时在贵州相关电厂交换机中配置多个的VLAN，单元机组的通讯链路位于不同的VLAN中，从而避免单元机组间数据通讯的影响，以确保系统的安全性。硬件部分系统硬件设备配置表：表1贵州相关电厂侧系统硬件设备清单序号名称型号规格数量单位生产厂家备注贵州相关电厂侧（按4台机组配置）1交换机WS-C2960G-241套Cisco备注12防火墙ASA55101套Cisco3煤耗数据采集站研祥IPC-810B英特尔(R)处理器2.8GHz/400MHz前端总线512M内存，80G硬盘，2块100M/1000M冗余网卡,联想17寸液晶显示器（黑色）。48XCDROM。WindowsXPProfessional+SP24台研祥每台机组一台，共四台4多功能切换设备8口键盘\鼠标\显示器共享器1套Elink5共享液晶显示设备与切换装置配套的液晶显示器1台Elink6机柜2200(H)×800(W)×800(D)1面图腾色标：三峡C1147网络协议转换器2M-100M1对备注1：设备选型也可与规划中调度数据网一致，性能指标要求为：交换机可配置多个虚拟LAN（VLAN）来获得更高水平的数据安全性和增强的LAN性能，保证了数据包只传送到特定VLAN内的工作站，这样相当于在网络上的各组端口之间建立了一个虚拟防火墙，从而减少了广播传输，以确保单元机组数据通讯的安全性。软件部分贵州相关电厂侧数据采集应用软件部分部署在DCS数据采集站上，主要包括厂端DCS接口软件和通讯软件。系统软件配置见下表。表2贵州相关电厂侧系统软件清单序号名称型号规格数量单位产地生产厂家备注应用软件1贵州相关电厂侧数据通讯软件具有缓存功能1套中热工院备注12贵州相关电厂侧OPCCLIENT采集接口软件OPCDA2.0协议1套中热工院备注2备注1：DCS接口软件运行在贵州相关电厂侧机组数据采集站上，软件采用标准OPC协议，从DCS系统的接口机上通过OPC服务器采集实时性能数据，并为数据通讯软件提供实时数据。备注2：贵州相关电厂侧的数据通讯软件，作为调度侧的通讯软件的客户端，实时采集OPC接口软件的数据，采用TCP协议，通过远程调度通讯网络实时发送给调度侧通讯服务器；该软件具有数据缓存功能，当调度数据网或调度侧通讯服务器出现故障时，实时数据可待网络恢复后，根据实时数据时标，自动恢复。3.4数据采集实施技术条件为了规范系统的实施和管理，接入煤耗在线监测系统须具备以下技术条件：贵州相关电厂采集网络的建设贵州相关电厂采集网络的建设由贵州相关电厂负责建设，根据自身的实际情况部署安装，网络根据实际情况安装、敷设和调试，并和调度通信局共同确保通信线路的可靠、稳定。西安热工研究院负责采集设备的采购和成套，并对运行在各机组的数据采集站上的专用采集和通信软件进行安装和调试。远程网络通讯贵州相关电厂和贵州电力调度通信局具体落实远程通信部分的技术细节。待贵州电力调度数据网建成后，煤耗在线监测系统再平滑过度到电力调度数据网。3.5各方的职责和分工参与各方在贵州相关电厂侧数据采集实施方案中的责任分工如下：1、贵州相关电厂方面工作负责采购、提供、安装、配置DCS系统专用接口机和运行在其上的OPCServer通信接口软件；负责安装、敷设和配置本地性能数据采集通信网络；协助调度通信局建立和开通专用的远程通信通道；提供相关技术资料，协助各方完成相关工作；2、贵州电力调度通信局负责项目的组织、协调、监督、检查工作；负责建立和开通专用的远程通信通道；提供相关技术资料，协助各方完成相关工作；3、西安热工研究院负责提供能满足贵州节能发电调度煤耗在线监测系统（贵州相关电厂侧）稳定运行的硬件设备；负责开发运行在各机组的数据采集站上的专用采集和通信软件；负责性能计算相关数据清单的确定、所需数据的采集和传送；负责与DCS的接口调试，保证数据采集的准确性和完整性；为贵州相关电厂提供必要的技术咨询；提供相关技术资料，协助各方完成相关工作；4、有技术监督资质的单位负责对贵州相关电厂相关情况进行摸底、统计、汇总、分析；负责对来自DCS的原始测点数据进行必要的检查和分析、认证；对贵州相关电厂为达到技术接入条件所作的工作进行监督、指导，保证贵州相关电厂能按时按质完成工作。三、技术资料电厂需要提供的资料有：1、机组的性能设计资料2、锅炉：锅炉热力计算汇总表、运行规程、系统图；3、汽轮机：汽轮机热力计算说明书、热平衡图、运行规程、系统图。4、近期3个月的机组用煤量、发电量、厂用电率、供电煤耗统计、飞灰和底渣可燃物；5、DCSI/O测点清单；6、当地的大气压和空气湿度（夏冬）。需要电厂进一步提供的资料：1、近期煤质的资料；2、给水流量孔板设计说明书；3、DCS的OPC接口资料（说明书和厂家联系方式）；热工研究院提供的技术资料：1、贵州煤耗在线监测系统锅炉性能计算报告12份（1份电子版）2