燃煤機組節(jié)能減排智能診斷系統(tǒng)目錄TOC\o"1-3"\h\u7475燃煤機組節(jié)能減排智能診斷系統(tǒng) 115526一、項目概述 310542（一）企業(yè)簡介 314818（二）項目背景 48206（三）項目建設情況 54896二、應用場景及建設方案 515833（一）場景描述 550724.將入爐煤質(zhì)的精準在線預測技術(shù)付諸工程應用。 610680（二）技術(shù)架構(gòu) 64614（三）建設方案 718104三、項目效果 823745（一）項目效益 818293（二）鑒定評價（如有） 925950（三）推廣前景 91093四、下一步計劃 10一、項目概述（一）企業(yè)簡介XXX電力試驗研究院堅持“以服務為基礎(chǔ)，以研發(fā)為動力”的發(fā)展思路，承擔集團公司京津唐地區(qū)發(fā)電企業(yè)的技術(shù)監(jiān)督、技術(shù)服務工作，致力于向集團各公司發(fā)電字長提供完整嚴密的技術(shù)保障。華北院重點研發(fā)方向以“新型電力系統(tǒng)建設”為中心，涵蓋煤電機組清潔高效技術(shù)、數(shù)字化和智慧化能源、綜合能源系統(tǒng)高效運行、儲能技術(shù)、新型電力系統(tǒng)主動支撐、先進低碳技術(shù)等領(lǐng)域，開展技術(shù)研發(fā)、技術(shù)攻關(guān)、光劍設備研制和工程實施。始終秉承“自力更生，艱苦創(chuàng)業(yè)，勤儉建院”的辦院方針，堅持自主研發(fā)創(chuàng)新、持續(xù)開展前言技術(shù)的研發(fā)和示范，致力于以科技引領(lǐng)帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)審計于優(yōu)化，加快建設世界一流能源研究院不發(fā)，為集團公司建設世界一流能源供應生提供強大的技術(shù)支撐。（二）項目背景在供給側(cè)改革不斷深化，能源革命和電力體制改革不斷推進的背景下，煤電企業(yè)進一步提高其節(jié)能減排水平對其生存發(fā)展至關(guān)重要。本子課題將以全廠能量平衡智能管理為目標，結(jié)合現(xiàn)有耗差分析、小指標管理、節(jié)能監(jiān)督、能耗診斷工作的已有經(jīng)驗和存在不足，通過熱力系統(tǒng)在線熱工數(shù)據(jù)檢測、篩選和重構(gòu)技術(shù)研究為全廠能效分析和能損分布分析提供準確可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；通過構(gòu)建熱力系統(tǒng)通用矩陣模型，開發(fā)高精度能效和能損分布分析系統(tǒng)，為電廠實現(xiàn)智慧運維、智慧決策提供可靠的中間結(jié)果數(shù)據(jù)；通過同類機組/子系統(tǒng)/設備準相同工況辨識技術(shù)研究和大數(shù)據(jù)建模優(yōu)化技術(shù)研究，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘分析，為優(yōu)化運行提供參考；整合能效和能損分布分析結(jié)果，開發(fā)全廠能量平衡在線監(jiān)測系統(tǒng)和能效遠程智能診斷專家系統(tǒng)，實現(xiàn)就地節(jié)能管理與遠程節(jié)能監(jiān)督診斷相結(jié)合，實現(xiàn)節(jié)能提效與環(huán)保達標合理兼顧，提高機組節(jié)能減排水平。（三）項目建設情況燃煤機組節(jié)能減排智能診斷技術(shù)研究和系統(tǒng)開發(fā)項目于2020年1月立項，2022年12月結(jié)題。本項目將研究智慧化（智能）發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)與示范，開發(fā)火電設備集群智能異常監(jiān)測與診斷優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)火電企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與經(jīng)營數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)的深度挖掘與綜合利用，通過狀態(tài)監(jiān)測、故障預警、運行優(yōu)化等功能的實現(xiàn)，增強設備可靠性，提高機組運行性能，降低電廠運維成本，提高集團公司火電機組的可靠性、可用性、經(jīng)濟性、靈活性和環(huán)保性能，同時實現(xiàn)生產(chǎn)管理的集約化和集團化，提升集團公司整體競爭力。本項目總投資額1100萬元，由陽城國際發(fā)電有限公司承擔該項目，課題管理單位為XX華北電力試驗研究院。在陽城2號機組投運了主汽壓力實時優(yōu)化控制模塊和循環(huán)水系統(tǒng)運行實時優(yōu)化控制模塊。陽城電廠投運了機組能效分析系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了全廠機組在線熱工數(shù)據(jù)檢測及重構(gòu)、機組能效及能損分布實時分析、機組在線熱力性能試驗（鍋爐、汽機）、煤質(zhì)工業(yè)分析數(shù)據(jù)實時輸出、煤質(zhì)熱值數(shù)據(jù)實時在線預測、全廠熱平衡在線監(jiān)測、可控參數(shù)運行數(shù)據(jù)歷史尋優(yōu)。并且精準度滿足相關(guān)試驗要求。機組遠程診斷專家系統(tǒng)的投運。二、應用場景及建設方案（一）場景描述1.構(gòu)建了電站煤粉鍋爐入爐煤質(zhì)在線分析模型，實現(xiàn)了入爐煤熱值與工業(yè)分析成分的實時精準預測。利用煤質(zhì)大數(shù)據(jù)分析方法，結(jié)合鍋爐本體及直吹式制粉系統(tǒng)能質(zhì)平衡原理，建立了入爐煤質(zhì)熱值與工業(yè)分析成分的預測模型。解決了機組入爐煤質(zhì)嚴重依賴人工化驗方式的滯后性難題，填補了在線檢測設備價格高昂與無法實現(xiàn)即時入爐煤質(zhì)檢測的不足，為鍋爐效率在線計算及深度調(diào)峰運行提供數(shù)據(jù)支撐。2.提出了基于實時預測煤質(zhì)的電站煤粉鍋爐效率在線計算方法，增強了鍋爐狀態(tài)在線評估的時效性和精確度。實現(xiàn)了以實時煤質(zhì)工業(yè)分析為依據(jù)的鍋爐效率實時在線計算。開發(fā)了排煙氧量、排煙溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)重構(gòu)技術(shù)，進一步提升了傳統(tǒng)耗差分析系統(tǒng)中鍋爐效率計算結(jié)果的可信度，為電站煤粉鍋爐機組提質(zhì)增效、節(jié)能降耗優(yōu)化調(diào)節(jié)提供依據(jù)。3.開發(fā)了電站煤粉鍋爐能耗分析系統(tǒng)，優(yōu)化了燃煤機組深度調(diào)峰運行和多能互補系統(tǒng)調(diào)度的調(diào)節(jié)特性?；跈C組入爐煤質(zhì)在線預測模型，研發(fā)了適用于燃煤機組的在線性能分析計算軟件，實現(xiàn)了對鍋爐機組能耗狀態(tài)的實時精準量化分析，增強了多能互補系統(tǒng)調(diào)度調(diào)節(jié)特性。源于分析系統(tǒng)提供的入爐煤精準熱值，為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)煤質(zhì)熱值修正提供了依據(jù)，提升了燃煤機組深度調(diào)峰運行調(diào)度調(diào)節(jié)品質(zhì)。4.將入爐煤質(zhì)的精準在線預測技術(shù)付諸工程應用。（二）技術(shù)架構(gòu)介紹項目業(yè)務藍圖規(guī)劃、技術(shù)架構(gòu)設計、主要建設內(nèi)容和項目主要功能。本項目將研究智慧化（智能）發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)與示范，開發(fā)火電設備集群智能異常監(jiān)測與診斷優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)火電企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與經(jīng)營數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)的深度挖掘與綜合利用，通過狀態(tài)監(jiān)測、故障預警、運行優(yōu)化等功能的實現(xiàn)，增強設備可靠性，提高機組運行性能，降低電廠運維成本，提高集團公司火電機組的可靠性、可用性、經(jīng)濟性、靈活性和環(huán)保性能，同時實現(xiàn)生產(chǎn)管理的集約化和集團化，提升集團公司整體競爭力。通過研發(fā)數(shù)字濾波、動態(tài)數(shù)據(jù)的準穩(wěn)態(tài)篩選以及融入專家知識的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性判別和重構(gòu)等在線熱工數(shù)據(jù)處理技術(shù)，全面提高火電機組熱工在線測量數(shù)據(jù)的準確性、完整性和一致性；開發(fā)熱力系統(tǒng)能效分析精確通用矩陣模型，提高中間分析計算結(jié)果的準確性和可靠性，提升火電機組熱工數(shù)據(jù)價值。采用人工智能和大數(shù)據(jù)信息挖掘，構(gòu)建運行可調(diào)參數(shù)與供電煤耗關(guān)系規(guī)律，確定參數(shù)偏差對煤耗影響，為優(yōu)化運行和能耗診斷提供參考；建立全廠熱平衡、電平衡和水平衡在線監(jiān)測系統(tǒng)，并在集團層面建立能效遠程智能診斷專家系統(tǒng)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)診斷分析工具，記錄并積累診斷技術(shù)和處理技術(shù)。（三）建設方案在煤電機組節(jié)能減排升級改造、“兩優(yōu)化”（優(yōu)化設計與優(yōu)化運行）、“達設計值”等活動的共同推動下，2018年，集團公司完成供電煤耗301.84g/kWh，同比下降3.44g/kWh，降幅位列五大集團首位。但供電煤耗位列五大集團第四位，僅比國家能源集團低2.96g/kWh，但比位列榜首的華能集團高3.12g/kWh。集團公司煤電機組節(jié)能減排任重道遠，壓力仍然很大。而在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，單純靠技術(shù)改進或單個設備或局部系統(tǒng)的運行優(yōu)化，節(jié)能潛力有限，難度較大。燃煤機組節(jié)能減排智能診斷技術(shù)和管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)檢測和重構(gòu)技術(shù)、智能算法及自動尋優(yōu)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)對燃煤機組乃至全廠能耗的精細化監(jiān)測和管理，是未來火電機組節(jié)能減排的重要舉措，也是未來發(fā)展趨勢，更是集團公司火電機組進一步降低供電煤耗的潛力所在。通過燃煤機組在線熱工數(shù)據(jù)和重構(gòu)、先進的能效和能損分布計算方法，全面提高火電機組運行狀態(tài)參數(shù)和能效能損分布數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，提升火電機組數(shù)據(jù)的價值，為機組節(jié)能提效、能耗診斷和優(yōu)化運行提供參考；在獲得準確可靠數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建成全廠能量平衡在線監(jiān)測系統(tǒng)，隨時掌握全廠用能和各機組各環(huán)節(jié)用能水平，同時在集團平臺建立能效遠程智能診斷專家系統(tǒng)，支撐實現(xiàn)集團層面的同類機組能耗大數(shù)據(jù)分析和遠程能耗診斷服務。三、項目效果（一）項目效益項目成果能夠提升機組在線熱工數(shù)據(jù)和中間計算分析結(jié)果數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，提升挖掘機組數(shù)據(jù)的價值，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和智能算法技術(shù)，捕獲并建立同類機組相似工況歷史最優(yōu)數(shù)據(jù)庫，并具有自動更新功能。將相似工況大數(shù)據(jù)聚類劃分與智能模型預測相結(jié)合，當前工況最優(yōu)值預測結(jié)果可為優(yōu)化運行提供實時指導。通過數(shù)字化的運行管理實現(xiàn)節(jié)能收益。通過精準在線熱力試驗分析、全廠熱平衡模塊的建立，以及遠程診斷系統(tǒng)的專家參與實現(xiàn)燃煤火電機組的節(jié)能減排。同時經(jīng)過全廠機組的能損分布直觀發(fā)現(xiàn)節(jié)能最優(yōu)機組，為實現(xiàn)機組廠級優(yōu)化調(diào)度提供依據(jù)。在不進行大規(guī)模設備改造和DCS軟硬件改造的前提下，通過管理手段，降煤耗空間達1g/kWh-3g/kWh。按單臺600MW機組按降低煤耗1.5g/kWh計算，節(jié)約標煤4050t/年，按入爐標煤850元/t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益344.25萬元/年；按單臺350MW機組按降低煤耗1.5g/kWh計算，節(jié)約標煤2362t/年，按入爐1100標煤850元/t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益200.81萬元/年。（以上年利用小時數(shù)按照4500小時計算）（二）鑒定評價（如有）項目利用燃煤機組機理模型和大數(shù)據(jù)模型相結(jié)合的方法系統(tǒng)的研究了燃煤機組節(jié)能減排智能診斷技術(shù)，構(gòu)建投運了廠級機組能效分析和遠程專家診斷平臺兩個系統(tǒng)。采用智慧化手段結(jié)合專家知識開發(fā)了機組能效能損分析、在線煤質(zhì)軟測量、節(jié)能狀態(tài)參數(shù)歷史尋優(yōu)、全廠熱平衡在線分析、在線熱力試驗等功能模塊，提升了節(jié)能診斷分析系統(tǒng)的實時性、精準性、可靠性，為廠級節(jié)能管理及優(yōu)化調(diào)度提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。同時采用能量平衡及人工智能算法對機組運行壓力及冷端系統(tǒng)進行實時閉環(huán)控制。項目成果已經(jīng)成功運用于陽城電廠現(xiàn)場實時節(jié)能診斷，為煤電機組節(jié)能控制優(yōu)化提供了創(chuàng)新示范。（三）推廣前景項目成果能夠提升機組在線熱工數(shù)據(jù)和中間計算分析結(jié)果數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，提升挖掘機組數(shù)據(jù)的價值，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和智能算法技術(shù)，捕獲并建立同類機組相似工況歷史最優(yōu)數(shù)據(jù)庫，并具有自動更新功能。將相似工況大數(shù)據(jù)聚類劃分與智能模型預測相結(jié)合，當前工況最優(yōu)值預測結(jié)果可為優(yōu)化運行提供實時指導。通過數(shù)字化的運行管理實現(xiàn)節(jié)能收益。通過精準在線熱力試驗分析、全廠熱平衡模塊的建立，以及遠程診斷系統(tǒng)的專家參與實現(xiàn)燃煤火電機組的節(jié)能減排。同時經(jīng)過全廠機組的能損分布直觀發(fā)現(xiàn)節(jié)能最優(yōu)機組，為實現(xiàn)機組廠級優(yōu)化調(diào)度提供依據(jù)。在不進行大規(guī)模設備改造和DCS軟硬件改造的前提下，通過管理手段，降煤耗空間達1g/kWh-3g/kWh。按單臺600MW機組按降低煤耗1.5g/kWh計算，節(jié)約標煤4050t/年，按入爐標煤850元/t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益344.25萬元/年；按單臺350MW機組按降低煤耗1.5g/kWh計算，節(jié)約標煤2362t/年，按入爐1100標煤850元/t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益200.81萬元/年。（以上年利用小時數(shù)按照4500小時計算）本項目致力于全廠能量平衡在線監(jiān)測系統(tǒng)和能效遠程智能診斷，實現(xiàn)就地節(jié)能管理