燃煤电站磨煤机状态监测及优化软件

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摘要：随着电厂生产过程信息化的不断发展，机组的智能化状态监测与优化已经成为智慧电厂建设的重要一环。基于SIS系统和eDNA实时数据库提供的历史运行数据以及．NET框架和B／S架构设计开发了燃煤电站磨煤机状态监测与优化软件。该软件系统为电厂磨煤机状态监测与优化提供了一种新的智能化运行平台，其界面简单、内容直观，可实现人机友好交互，方便快捷地为现场运行和检修人员提供指导。

关键词：燃煤电站；磨煤机；状态监测与优化；软件开发

随着信息化、自动化技术在火电机组运行管理中的广泛应用，我国火电机组普遍建立了DCS、SIS等信息化系统，实现了采集并存储全厂实时运行数据的功能，为磨煤机的状态监测与优化运行奠定了数据基础，同时在提升磨煤机的运行效率与管理水平方面发挥着巨大的作用。本文将基于以往研究内容开发磨煤机状态监测与和优化调度软件，为现场优化运行和检修指导提供依据。

1系统设计与开发

1．1开发环境

本软件平台借助于电厂SIS系统和eDNA实时数据库［1］储存历史运行数据，并利用SQLServer关系数据库［2］储存模型计算结果等信息。软件平台采用VisualStudio和Matlab［3］作为集成开发工具，基于．NET框架和B／S架构进行开发，采用JavaScript、HTML、CSS等技术进行Web网页前端开发，并通过Web页面展示软件平台功能以及和用户进行交互，实现软件平台可视化，采用C＃［4］和Matlab作为后端开发编程语言。

1．2软件需求分析

本软件平台通过运行数据集成、数据分析、智能算法建模等技术手段，实现磨煤机状态监测与运行优化，主要包括以下4个功能：1）通过建立的灰箱模型对煤粉水分以及磨煤机出口状态参数监测，此外，结合统计方法对磨煤机典型故障进行预警；2）通过数据驱动方式建立磨煤机功耗特性模型，指导单台磨运行优化；3）建立负荷分配优化模型，实现磨煤机出力优化分配；4）建立磨煤机性能退化预测模型，为检修提供参考依据。

1．3基本框架

磨煤机状态监测与优化运行软件架构如图1所示，软件的系统架构可以分为数据层、逻辑层和用户层。（1）数据层数据层包括实时数据库和关系型数据库，实时数据库存储机组实时／历史运行参数和机组实时性能计算指标。关系型数据库存储软件所需的后台配置表、测点位号信息表等。数据存储前需要进行数据预处理，保留符合给定条件的数据，剔除错误或者异常的数据。（2）逻辑层逻辑层为系统核心部分，主要包括磨煤机状态监测模块、磨煤机功耗计算模块、磨煤机优化调度模块以及性能退化预测模块，磨煤机运行优化提供数据支持。但由于模型较多，计算过程较为复杂，采用Web在线计算效率较低，因此采用C＃语言开发了相应的后台计算程序，并将模型计算结果存储在SQL数据库中。（3）用户层用户界面模块以Web页面的形式展示模型计算结果，并接收用户输入数据，实现与用户间的人机交互，为磨煤机优化运行结果提供可视化平台，方便运行人员通过浏览器更直观、有效地对磨煤机运行进行指导。

2软件平台功能

磨煤机状态监测与优化运行软件平台用户界面如图2所示。其主要功能分为如下四个部分：

2．1磨煤机状态监测及预警功能

通过SIS系统获取磨煤机历史运行数据，通过数据预处理以及数据清洗等为建模做好数据准备工作，建立一个四输入四输出的磨煤机灰箱模型，用来监测磨煤机出口参数变化，此外，通过该模型模拟得出磨煤机典型故障数据，并结合统计理论建立磨煤机故障预警功能，该模型需要实时更新以适应磨煤机特性变化。

2．2磨煤机功耗特性模型

建立一个六输入一输出的磨煤单耗特性模型，实时监测磨煤单耗的变化趋势。通过模型建立得到的磨煤单耗特性曲线更为接近磨煤机的实际运行状况，进而可以通过合理地调配输入参数，仿真优化磨煤机运行，从而能够降低磨煤单耗，该模型需要实时更新，此外该模型也为负荷分配优化奠定了基础。

2．3磨煤机负荷分配模型

在磨煤单耗模型的基础上进行负荷优化分配，通过前文所建立的负荷分配模型结合磨煤单耗模型可以快速给出负荷分配优化方案。

2．4磨煤机性能退化模型

首先通过数据预处理得出磨煤机大修时段，通过分时段多模型的方式建立多个电流模型，并给定典型工况下输入，得到时序序列电流模型值，进而通过LSTM神经网络预测磨煤机性能退化趋势，为现场检修工作提供合理的判断依据。

3结束语

本文首先介绍了磨煤机状态监测与优化运行软件系统的开发环境、软件框架及计算流程，然后借助软件系统界面介绍了系统的主要功能。目前该软件平台已在现场投入实际应用，软件系统界面简单、内容直观，可实现人机友好交互，方便快捷地为现场运行和检修人员提供指导。

参考文献

［1］李辉，崔彦锋，司风琪，等．一种基于SOA的eDNA在火电厂的应用框架［J］．工业控制计算机，2008，21（1）：43－44

［2］张晓辉，李祥胜．SQLServer2000管理及应用系统开发［M］．北京：人民邮电出版社，2002

［3］AlfioQuarteroni,FaustoSaleri．MATLAB科学计算［M］．北京：清华大学出版社，2005

［4］汪维华，汪维清，胡章平．C＃．NET程序设计实用教程［M］．北京：清华大学出版社，2011

作者:张铭源 单位:西安电子科技大学