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基于物理模型算法的燃机性能监测与优化技术应用

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成果主要完成人

杨 晨、杨海峰、田东明、王 爽、戴义勇、徐冬仓、陈 浩、石 祺

项目概况

燃气轮机作为燃气电厂的前端关键设备,其性能对全厂经济性有决定性的影响。由于燃机运行状态同时受到负荷率以及环境因素的影响,而这两个变量是燃气电厂无法决定的,所以现场工程师很难通过控制变量法对燃机及压气机性能进行实时定量的评估,也无法对水洗效果进行实时定量评价。现阶段燃气电厂对燃机性能及水洗效果的评价主要通过电科院的性能试验报告来了解,但是这种方式的主要缺点在于性能试验报告只能给出性能试验时间段内的机组性能修正值,无法实时给出性能修正值,大部分情况只能给出水洗后的效果评价,无法给出何时水洗的针对性建议,对现场工程师进行离线水洗优化的指导意义有限。 本项目通过热效率分析系统,实时输入工况数据,调用模型,计算期望值,将当前工况旧机的性能参数转化为当前工况新机的性能参数,进而转化为修正值,将燃机性能参数实时修正到设计工况,在相同的基准条件下进行性能对比,实现燃机性能参数的实时对比。将燃机的功率和热耗实时修正到满负荷设计工况,用性能参数的修正值对燃机性能进行实时定量评价。根据燃机修正负荷和修正功率衰减情况,定量分析在线水洗和离线水洗的效果,并从提高一定周期内燃机满负荷设计工况发电量的角度出发,给出了相应的离线水洗优化建议,优化机组运行经济性,降低运维成本。 该成果已应用于大唐国际北京高井热电厂3台PG9371FB型燃气轮机,大幅提高了燃机电厂对燃机性能的评估水平,显著提高燃气轮机满负荷发电能力,减少运行人员进行压气机在线、离线水洗的工作量,优化机组运行经济性,降低运维成本,全厂3台燃机一年可增加营业收入200万元左右。 通过本项目的实施和深入应用,可以为燃气电厂带来明显的社会效益。具体而言,本项目将先进的信息技术与传统发电产业相结合,通过信息化技术手段改变传统产业经营管理模式,减少经营管理成本、增强企业管理水平,提高能效、提高工程分析效率、提高电厂产能、降低生产成本、提高机组运行经济性。在实现对燃机全寿命管理的基础上,探索出清洁发电生产运营的新模式,并以此为契机,消化吸收总结经验,实现发电企业全业态的应用,形成在集团内部乃至全国采用技术手段促进发电效率提升的示范作用,成为能源行业、电力系统的一个创新亮点,推动大数据技术在传统行业的推广与应产生深远的推动作用。