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广东粤电云河发电有限公司5、6号机组的锅炉是上海锅炉厂具有自主知识产权的第一、二台大型循环流化床锅炉。循环流化床锅炉具有燃烧适用性性广、负荷调节性强，以及环保性能优良的优点，在我国得到了日益广泛的发展，但也有易磨损、易结焦、排渣困难等问题。广东粤电云河发电有限公司多年来致力深化基础管理，强化设备治理，推进点检定修，狠抓运行优化，推行精细化管理，并充分发挥互联网优势，成功研发了具有自主知识产权的大型循环流化床机组能效在线诊治系统，主要分为煤耗在线、成本在线、在线诊治三个系统，着力提升国产循环流化床机组的设备管理水平。以创新模式，开启火力发电企业“互联网+”时代。 ▎一、系统简介循环流化床燃煤发电的能效指标主要是供电标煤耗，而供电标煤耗由锅炉热效率、汽机热耗率、厂用电率及管道损失等多个因素影响而决定。机组能耗指标与水、电、煤等各个子系统之间具有复杂的因果关系，每一个个子系统指标的变化都会对总体能耗指标产生影响，各个子系统之间还存在相互影响，并非单纯提高单个子系统的指标，就一定有利于提高总体能效指标。一般情况，通过对标指标数据分析，找出落后指标，分析原因，制定整改措施，再由相关专业负责人跟踪对标措施的执行情况，是一种以人工为主，单一思路、相对粗放的能效分析和管理手段。因此，广东粤电云河发电有限公司开发了一个能够实时监测、分析企业发电成本的能耗在线诊治系统。通过实时数据采集和能效计算为基础，以提高机组总体能耗、环保指标为目标，可以让相关子系统相互作用后，最终通过各类指标数据来展现的一个系统。以此提供最佳的运行优化指导和检修改造方向，对提高火电企业能效水平具有重要和深远的意义。 ▎二、助力对标——煤耗在线系统该系统是在相关理论和试验的基础上，结合kNN（k-Nearest Neighbor algorithm）数据挖掘算法与ABC(Activities-Based Cost)成本分析模型，实现了大型循环流化床机组煤耗在线功能。 1.厂级指标。 厂级在线指标包括：节能指标（供电标煤耗、直接生产用电率、锅炉热效率、汽机热耗率）、环保指标（净烟气二氧化硫、氮氧化物、烟尘的排放浓度和脱硫效率）、成本指标（度电净利率），结合机组出力系数的变化，对以上指标进行评判。 2.运行小指标。 运行小指标系统。对厂级指标进行分解，将影响厂级指标的相关小指标进行运行在线显示，对各小指标进行值际对比，通过得分情况找出较差指标，通过得分比较得出指标控制差距。如指标有好有差可通过值际对标交流工作开展，制定整改措施，缩短值际差距。如各值得分均有较差，则查询指标对标在线系统（如图1所示）。 图1运行小指标系统 3.对标在线系统。 指标对标在线系统。该系统将指标进行阶段累计统计，设定指标标杆值，如与标杆值有差距，可系统进行指标分析，并通过对标数据库，给出对标措施。查询对标报表，找出对应非正常指标，查询指标分析与对标措施，如对标措施易执行，则可立刻整改，提高指标参数。如对标措施较难执行或执行后效果不明显，可召开对标分析会，进行专题分析，制定合理的整改措施（如图2所示）。 图2指标对标在线系统 ▎三、突显成本——成本在线系统煤电厂成本在线监测系统是广东粤电云河发电有限公司自主研发、拥有全部知识产权的计算机软件。该系统利用电厂现有的实时煤耗、机组负荷、厂用电率等数据，结合月度的固定费用、标煤价、上网电价等，实时计算出电厂当前的实时盈亏情况，并按各运行值分别统计，以平均每分钟的盈利额作为各运行值之间竞赛的指标之一。有效促进运行人员在抢发电、节能降耗等方面的积极性。 过去，对标指标是一个月统计一次，定期召开对标、节能分析会，通过对标指标数据分析，找出落后指标，分析原因，制定整改措施，再由相关专业负责人跟踪对标措施的实行情况；现在，对标小组能根据供电标煤耗的实时值波动，进行对标分析，及时发现问题，排除缺陷，破解难题。 该系统简洁、实用。它主要利用了电厂现有的煤耗在线监测系统资源，并以电厂的自身技术力量自主开发而成。该系统的投用，有效培育全员关注企业盈亏意识，并给生产一线的运行人员以及相关管理人员提供了一个直接了解电厂经营现状的平台，有效调动大家在对标、节能等方面的积极性。 ▎四、引导运维——在线诊治系统该系统还在DEB协调控制的基础上，结合模糊控制、微分前馈以及自适应滤波控制技术，研究开发了基于强化燃烧的协调控制系统，有效提高了大型循环流化床机组主汽压力、主汽温度等参数的控制品质；该系统除了为生产管理人员提供实时的相关数据，根据这些实时数据，对标小组能根据供电标煤耗的实时值波动，及时调整、优化运行方式；还能通过数据对标分析，发现问题根源，提出优化建议和策略。实现了锅炉改烧烟煤后的安全、稳定、经济运行。 1.厂用电偏高。 该系统发出厂用电偏高提示，广东粤电云河发电有限公司技术人员组织技术攻关小组，基于当前国内的切换技术，结合自身实际情况，创新开发出一种性价较高的一、二次风机工频、变频在线切换技术。切换系统能迅速、平稳的将风机按预定策略自动切换为工频运行，切换的过程机组负荷、负压、水位的波动均较小，并很快恢复。该技术的成功研究和推广，有利于当变频器重故障后能迅速地将电机转换至工频运行。通过优化变频器与DCS的控制逻辑，当变频器发生重故障时，延时合开关与即时关风门的配合，能实现风机变频-工频无扰动切换，减少炉膛压力波动，从而保证了锅炉的稳定燃烧，机组的安全运行。 2.床温偏高。 该诊断系统通过收集大量机组运行数据，发出了床温偏高的报告。针对循环流化床锅炉运行床温偏高的问题，电厂利用检修机会，排查发现旋风分离器入口存在大量积灰，同时松动风喷嘴磨损严重，检修维护量大。为证明积灰与机组运行床温之间的关系，特进行循环流化床锅炉外循环物料量对床温影响的测试，测试验证了积灰与床温的关系。为解决积灰和喷嘴磨损的问题，发明了新型防积灰耐冲刷的翼型喷嘴（如图3）与耐磨防积灰吹扫装置，提高了炉外循环物料量和喷嘴及吹扫装置的使用寿命，有效降低了床温。 图3 翼型喷嘴主视图(左)和外部结构图(右) ▎五、指标优异——系统应用效果1.经应用大型循环流化床锅炉机组能效在线诊治系统，广东粤电云河发电有限公司锅炉效率最高达94.01%，比设计保证值提高了1.43%； 2.年平均供电煤耗327g/kwh； 3.启动油耗比调试阶段的80t/次下降至22-25t/次； 4.锅炉烟道尾部处的NOx值为127.3mg/Nm3（设计值为150mg/Nm3），SO2值为587.4mg/Nm3（设计值为2200mg/Nm3）。 ▎六、经济可观——系统应用价值1.直接经济效益。 本项目通过提高机组主参数、提高凝汽器真空度、降低风机耗电率及其他节能手段等共使得机组供电标煤耗下降了5.28g/kWh。 2014年5、6号机组共实现供电量243035万千瓦时，节约标煤量=5.28×243035/100=12832吨。2014年5、6号机组的入厂标煤单价为834元/吨。 故该项目共为公司节约燃料成本为：12832×834/10000=1070.2万元。 2.社会意义。 （1）该技术充分利用了现有的厂级数据采集系统的基础数据，对煤耗、煤价、厂用电、电价、负荷率等多个相关变量进行了综合运算，能在线反映企业的盈利水平， 企业管理者提供及时的决策依据。 （2）有效提高了基层班组发挥主观能动性，调动了优化运行方式效率、增创利润的积极性。 （3）通过对燃煤电厂经营成本实时监测计算，提高了燃煤电厂生产成本信息化水平。 （4）翼型喷嘴及装置这一技术创新的成功应用，使循环流化床锅炉的运行床温进一步降低，达到降低锅炉污染物排放浓度的目的。确保了该两台机组低污染排放，为云浮打造美丽大西关及广东省蓝天碧水工程作出了应有的贡献，充分显示出循环流化床锅炉的优越性，发挥着良好的社会综合效益。 ▎七、燎原之势——系统推广前景本成果适用于所有大型循环流化床锅炉的发电机组，目前循环流化床锅炉面临着节能减排的压力，这使得该成果的应用成为大多数电厂解决提高能效的迫切需求。 工业现场实践表明，本成果本项研究使广东粤电云河发电有限公司锅炉效率得到明显提高，供电煤耗和启动油耗得到大幅下降，污染物排放值远低于设计值和新环保标准要求。实现了锅炉的安全、稳定、经济运行，为同类型锅炉推广应用提供了理论上和实际上的科学技术依据。 国内所有燃煤企业的盈利水平，基本都取决于燃料价格、负荷水平、运行状况等因素，本系统能够为上述指标的寻优工作提供优秀的决策依据；其次，大部分火电厂都已经实现了以DCS、PLC程控为主的数据采集系统，而本成果是基于在该数据采集系统的基础上进行了二次开发，实际投入成本较低，软件移植方便。因而本系统在火力发电厂，特别是燃煤电厂，具有广阔的推广前景，广东省粤电集团已开始在所属二十多个电厂大量推广。 目前已完成的应用情况具体如下： 1.广东粤电云河发电有限公司#5、#6（300MW）：年增收节支总额为1072.2万元/年。 2.沈阳金山能源股份有限公司（2×200MW），年增收节支总额为123万元/年。 3.广东粤嘉电力有限公司（2×135MW）：年增收节支总额为84.5元/年。 ▎八、结束语通过一系列的探索和尝试，广东粤电云河发电有限公司5、6号机组在全国循环流化床机组竞赛名次不断提升，2014年度，6号机组荣获全国300MW纯凝循环硫化床机组竞赛三等奖（全国排名第五），5号机组获全国300MW纯凝循环硫化床机组全国排名第七名的好成绩。
下一步，我厂仍将继续总结经验，以深化标准化、精益化、专业化、信息化管理为抓手，扎实工作，持续创新，不断加强设备管理人员队伍建设、不断增强设备管理能力和不断提升设备管理水平，争取全国循环流化床机组竞赛更好的名次，继续充当300MW循环流化床机组的标杆。
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