机组供热智能安全监控与运行优化系统的制作方法

本发明属于火力发电技术领域，尤其涉及一种机组供热智能安全监控与运行优化系统。

背景技术：

我国北方尤其三北地区供热市场巨大，但是由于地理位置分散，集中供热作为经济节能的供热方式，占比尚不够高，因为冬季供热小锅炉散烧而导致的雾霾环保问题也较多突出。而且由于城镇化发展的进一步深化，如何提高现有供热机组供热能力和确保供热机组安全连续稳定运行，进而确保供热这一民生问题，是供热行业普遍重视的问题。

供热机组由于供热季以热电联产方式运行，非供热季采用纯凝工况运行。机组运行工况相对复杂，不同供热量条件下机组承受的运行参数和运行条件也相对多变，特别是机组供热能力达到设计最高出力后，容易发生机组安全性问题，而且当前大部分运行机组低缸运行没有监视系统，无法直接指导运行人员进行安全监控和运行优化。这导致供热机组安全尤其是汽轮机通流安全，是确保供热民生问题的重要技术方面。

机组供热能力，不仅仅受制于需求，而且取决于供热能效水平。如何在不增加现有机组容量前提下，和确保机组安全稳定条件下，来扩大机组本身供热能力和提高供热能效水平，是热电联产企业近些年较为关心的问题。

当前尚缺少较为合适的供热机组安全监控和运行节能优化自动控制系统。兼顾机组供热安全和节能运行两个方面，是解决当前机组供热能力不足和供热能效水平偏高的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机组供热智能安全监控与运行优化系统，实现机组供热期间汽轮机通流安全监测和监控，并实现兼顾机组安全和供热能效的运行优化调节，继而延长机组寿命，延长机组检修维护时间，并通过运行优化进一步降低机组供热单位能耗。

本发明提供了一种机组供热智能安全监控与运行优化系统，包括机组供热智能安全监控与运行优化系统平台，机组供热智能安全监控与运行优化系统平台包括机组供热智能安全监控模块及机组供热智能运行优化模块；

机组供热智能安全监控模块包括高压缸智能安全监控模块、中压缸智能安全监控模块、低压缸智能安全监控模块及热网系统智能安全监控模块；

低压缸智能安全监控模块包括低压缸最小安全流量监控模块、低压缸叶片动应力分析模块、低压缸叶片动水蚀分析模块及低压缸安全背压分析模块；

机组供热智能运行优化模块包括汽缸进排汽压力分析模块、汽缸进排汽温度分析模块、机组各段抽汽参数分析模块及热网系统各参数分析模块，汽缸进排汽压力分析模块、汽缸进排汽温度分析模块、机组各段抽汽参数分析模块及热网系统各参数分析模块连接热电协同智能运行优化模块、机组节能供热运行优化模块、全厂节能供热运行优化模块、源网节能供热运行优化模块；

机组供热智能安全监控与运行优化系统平台依次通过机组供热智能系统上位机、机组供热智能系统下位机、机组供热智能系统采集器与机组及热网实时运行大数据连接；

通过机组供热智能系统上位机、机组供热智能系统下位机、机组供热智能系统采集器、机组及热网实时运行大数据的现场数据采集分析与通讯，传递给机组供热智能安全监控与运行优化系统平台，并通过机组供热智能安全监控模块、机组供热智能运行优化模块，兼顾安全和优化，全面监控机组供热运行状态；

机组供热智能安全监控模块通过高压缸智能安全监控模块、中压缸智能安全监控模块、低压缸智能安全监控模块监测监控汽轮机本体通流安全，通过热网系统智能安全监控模块监测监控热网系统运行安全；其中低压缸智能安全监控模块通过低压缸最小安全流量监控模块、低压缸叶片动应力分析模块、低压缸叶片动水蚀分析模块及低压缸安全背压分析模块监测监控低压缸安全运行，确保机组供热期间末段通流最小冷却流量、鼓风颤振安全、叶片动应力和水蚀安全；

机组供热智能运行优化模块通过汽缸进排汽压力分析模块、汽缸进排汽温度分析模块、机组各段抽汽参数分析模块及热网系统各参数分析模块进行机组运行监视段参数、热网系统参数的监测，结合安全边界进行运行优化调整，并通过对参数在热电协同智能运行优化模块、机组节能供热运行优化模块、全厂节能供热运行优化模块及源网节能供热运行优化模块中的分析、诊断与计算，实现和确保安全供热条件下实现节能供热和最大化供热。

借由上述方案，通过机组供热智能安全监控与运行优化系统，实现了机组供热期间汽轮机通流安全监测和监控，并实现兼顾机组安全和供热能效的运行优化调节，继而延长机组寿命，延长机组检修维护时间，并通过运行优化进一步降低了机组供热单位能耗。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明机组供热智能安全监控与运行优化系统的结构示意图。

图中标号：

1-机组供热智能安全监控与运行优化系统平台；2-机组供热智能安全监控模块；3-机组供热智能运行优化模块；4-机组供热智能系统上位机；5-机组供热智能系统下位机；6-机组供热智能系统采集器；7-机组及热网实时运行大数据；8-高压缸智能安全监控模块；9-中压缸智能安全监控模块；10-低压缸智能安全监控模块；11-热网系统智能安全监控模块；12-低压缸最小安全流量监控模块；13-低压缸叶片动应力分析模块；14-低压缸叶片动水蚀分析模块；15-低压缸安全背压分析模块；16-汽缸进排汽压力分析模块；17-汽缸进排汽温度分析模块；18-机组各段抽汽参数分析模块；19-热网系统各参数分析模块；20-热电协同智能运行优化模块；21-机组节能供热运行优化模块；22-全厂节能供热运行优化模块；23-源网节能供热运行优化模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种机组供热智能安全监控与运行优化系统，包括机组供热智能安全监控与运行优化系统平台1，机组供热智能安全监控与运行优化系统平台1包括机组供热智能安全监控模块2及机组供热智能运行优化模块3；

机组供热智能安全监控模块2包括高压缸智能安全监控模块8、中压缸智能安全监控模块9、低压缸智能安全监控模块10及热网系统智能安全监控模块11；

低压缸智能安全监控模块10包括低压缸最小安全流量监控模块12、低压缸叶片动应力分析模块13、低压缸叶片动水蚀分析模块14及低压缸安全背压分析模块15；

机组供热智能运行优化模块3包括汽缸进排汽压力分析模块16、汽缸进排汽温度分析模块17、机组各段抽汽参数分析模块18及热网系统各参数分析模块19，汽缸进排汽压力分析模块16、汽缸进排汽温度分析模块17、机组各段抽汽参数分析模块18及热网系统各参数分析模块19连接热电协同智能运行优化模块20、机组节能供热运行优化模块21、全厂节能供热运行优化模块22、源网节能供热运行优化模块23；

机组供热智能安全监控与运行优化系统平台1依次通过机组供热智能系统上位机4、机组供热智能系统下位机5、机组供热智能系统采集器6与机组及热网实时运行大数据7连接。

通过机组供热智能系统上位机4、机组供热智能系统下位机5、机组供热智能系统采集器6、机组及热网实时运行大数据7的现场数据采集分析与通讯，传递给机组供热智能安全监控与运行优化系统平台1，并通过机组供热智能安全监控模块2、机组供热智能运行优化模块3，兼顾安全和优化，全面监控机组供热运行状态；

机组供热智能安全监控模块2通过高压缸智能安全监控模块8、中压缸智能安全监控模块9、低压缸智能安全监控模块10监测监控汽轮机本体通流安全，通过热网系统智能安全监控模块11监测监控热网系统运行安全；其中低压缸智能安全监控模块10通过低压缸最小安全流量监控模块12、低压缸叶片动应力分析模块13、低压缸叶片动水蚀分析模块14及低压缸安全背压分析模块15监测监控低压缸安全运行，确保机组供热期间末段通流最小冷却流量、鼓风颤振安全、叶片动应力和水蚀安全；

机组供热智能运行优化模块3通过汽缸进排汽压力分析模块16、汽缸进排汽温度分析模块17、机组各段抽汽参数分析模块18及热网系统各参数分析模块19进行机组运行监视段参数、热网系统参数的监测，结合安全边界进行运行优化调整，并通过对参数在热电协同智能运行优化模块20、机组节能供热运行优化模块21、全厂节能供热运行优化模块22及源网节能供热运行优化模块23中的分析、诊断与计算，实现和确保安全供热条件下实现节能供热和最大化供热。

通过上述整体系统，形成供热机组在安全监测和节能运行之间的平衡，确保机组在安全稳定连续运行的前提下，尤其各汽缸通流安全条件下，实现发挥达到机组设计最佳的供热能力，保证供热机组长期安全高效运行和机组通流安全，延长机组小修时间至10000h、大修时间至40000h，检修维护费用降低15％，同时提高机组供热能效水平，可使得供热能耗降低0.1w/m2。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。