300MW机组煤耗影响分析软件开发与应用

沙 伟，薛云灿，杨 亚，蔡昌春

（河海大学物联网工程学院，常州213022）

·微机软件·

300MW机组煤耗影响分析软件开发与应用

沙 伟，薛云灿，杨 亚，蔡昌春

（河海大学物联网工程学院，常州213022）

煤耗是最适合衡量机组运行经济性的指标。该软件在Visual C＋＋6.0环境下，编写计算通用程序，采用MFC设计程序界面，使用ADO连接SQL Server 2008数据库。并依据美国ASME标准，以300MW凝汽式机组作为测试案例，对该软件的可行性与精确度进行了验证。该软件不但简化了过去复杂的计算过程，提高计算精度，界面化的呈现更直观清晰，而且具有良好的通用性和扩展性，满足了对工程应用的需求。

微软基础类库；SQL Server 2008数据库；ASME标准；300MW凝汽式机组

1 引 言

煤耗指标的变化不但表征机组运行经济性，而且它还包含了机组内部机械状态完好程度等信息，所以煤耗是衡量机组运行经济性最合适的指标［1］。对机组进行煤耗分析有助于机组运行人员选用合适的运行或调整方式，使机组时刻处于最佳或接近最佳运行状态，从而提高机组的运行经济性。因此，对热力发电机组综合煤耗的影响因素进行分析，具有重要的意义。

该软件分为前台应用程序和后台数据库两个部分。前台应用程序采用Visual C＋＋编程语言；后台数据库采用关系数据库系统SQL Sever。开发该软件的主要目的在于针对300MW的凝汽式机组，根据ASME标准进行锅炉系统效率计算、汽轮机系统热耗计算、厂用电率计算、综合煤耗计算；并对电厂主要运行参数包括主蒸汽参数、再热汽温、排汽压力、给水温度、煤质成分、排烟温度、氧量等进行耗差分析。结合已投运机组的运行指标参数，建立基于实测数据的参数影响值对比研究，为节能降耗工作的实施提供指导性建议。

2 热经济性指标计算公式

2.1 锅炉效率计算建模

目前锅炉效率有两种计算方法：正平衡法和反平衡法［2］。本计算模型采用反平衡法，通过试验测定各项热损失、输入物理热和燃料的元素分析成分及发热值，间接计算出锅炉热效率。反平衡法效率计算公式（以百分数表示）：

式中：L为锅炉总的热损失，kJ/kg；Hf为应用基的热值，kJ/kg；Be为总的输入物理热量，kJ/kg。

锅炉总的热损失L的计算式：

表1 热损失项目符号表

带*号的热损失计算中要包含燃料消耗量。

2.2 汽轮机热耗计算建模

汽轮机热耗的定义如下：

汽轮机的热耗可用毛热耗或净热耗表示。但是，毛热耗不能体现由泵功率的改变所造成的性能差异，因此采用净耗率来表示汽轮机的性能值。

汽轮机净耗率公式如下：

式中：HR为汽轮机热耗率Btu/kWh；Q为锅炉吸收的热量Btu/h；Pex为发电机的输出功率kW；Pa为驱动给水泵电动机的功率kW。

2.3 厂用电率计算建模

目前厂用电率有两种计算方法：换算系数法和轴功率法。本计算模型为了确保计算精度，有轴功率的设备采用轴功率法，其余的采用换算系数法。

厂用电率公式如下：

式中：δu为厂用电率，100%；Sjs为厂用电计算负荷，KVA；cosφp为电动机在运行功率时的平均功率因数，一般取0.8；Pe为发电机的额定功率kW。

2.4 综合煤耗计算建模

全厂发电标准煤耗率bfd：

全厂供电标准煤耗率bgd：

式中：ηb、ηp、ηm和ηg分别为锅炉效率、管道效率、机械效率和发电机效率，∑ξi为厂用电率。

3 软件功能及界面

3.1 软件功能框架

软件总体框架如图1所示，该软件具有参数设置、综合性能计算、单参数影响分析、耗差分析、数据查询等几大功能。

图1 软件总体框图

3.2 界面设计

用户界面设计是一个应用程序和运行程序最重要的部分，也是运行程序时人机数据交换的基础。在程序设计过程中，将控件添加到相应的窗体，然后在代码编辑器中编写代码，实现界面与界面的连接。程序开发过程中根据界面上存储数据的不同或者功能不同进行调用。

4 数据库系统设计

4.1 数据库介绍

数据库是程序中非常重要的一部分，主要用来完成存储、查询、删除、修改数据等操作。根据数据库类型及功能不同，将数据库分为关系数据库和基础数据库两大类。程序中所用的数据库都是用SQLServer 2008来开发的，利用ADO（Active Data Objects）技术进行访问。

4.2 数据库软件设计流程

数据库软件的主要设计流程如图2所示，在Visual C＋＋程序中使用ADO，首先要导入ADO动态链接库。在使用ADO对象之前必须初始化COM库环境，一般在VC工程应用类的ExitInstance（）成员函数中添加释放COM资源的代码：∷CoUninitialize（）。判断初始化是否成功，若是，则进入下一步；否则，调试程序直到初始化成功。然后，用ADO对象访问数据库，进行数据库表的连接，判断是否连接成功，若是，在MFC的按钮函数中写入SQL语言，实现数据导入、导出及数据查询；否则，调试程序直到数据库表连接成功。

图2 数据库软件主要设计流程图

5 核心模块的C＋＋实现代码

5.1 综合煤耗计算模块设计流程

煤耗计算是在初始参数设置完成后，先计算出锅炉效率，汽轮机热效率，厂用电率；再根据公式（5）、（6）计算综合煤耗，具体设计流程图如图3所示。

5.2 综合煤耗计算模块实现代码

图3 综合煤耗计算流程图

6 软件测试结果

简单的应用程序可以只有一个窗体，但是当程序变得庞大复杂时，就需要模块化设计。MFC界面设计完成了各模块数据的人机交互，下面简要介绍几个主要模块的界面。

6.1 登陆界面

软件安装完毕会在桌面上弹出登陆界面，如图4所示。

图4 登陆界面

用户需要通过身份认证，即输入正确的用户名和密码（用户名和密码都能进行修改）才能进入系统，否则将出现提示对话框拒绝进入。

6.2 参数设置界面

分别对锅炉参数，汽轮机参数，辅机厂用电参数进行初始设置。其中锅炉参数初始化设置，如图5所示。

6.3 综合煤耗计算界面

各参数初始化设置完成后，可以计算综合煤耗。具体如图6所示。

图5 锅炉参数设置界面

图6 综合煤耗计算界面

6.4 耗差分析界面

将设计值和实际测量值分别对各参数进行初始化设置，将其计算差值输出进行耗差分析。具体如图7所示。

7 结束语

软件编写过程中参数设置、综合煤耗计算、单参数影响分析、耗差分析等模块都是相对独立的，使得整个程序设计思路清晰、逻辑性强，便于维护。该软件功能完整，大大减少了人工计算工作量，计算精度也更为精确，为电厂工作人员运行机组提供了有力技术支持，具有广阔的应用前景。

图7 耗差分析界面

［1］ 李岩，武庆源，王鹏，等.汽轮机进汽参数改变对机组经济性的影响［J］.东北电力技术，2010，31（7）：4-8.

［2］ Yang Dong，Xu Hong，Chen Hai-ping，et al.Analysis of the Energy Efficiency and Influencing Factor of CFB Boiler［J］.International Conference on Energy and Environment Technology，IEEE，2009，132：522.

［3］ 刘凯锐，杨俊保.基于耗差机理的300MW机组运行参数与煤耗分析［J］.节能，2011，30（10）：7-11.

［4］ 司瑞才.火电机组主要可控参数变化的耗差分析［J］.锅炉技术，2012，43（1）：13-16.

［5］ 赵雪峰，旷开淼，杨辉.基于Visual C＋＋的锅炉热平衡计算及分析程序开发［J］.长春工程学院学报（自然科学版），2010（1）：57-59.

Development and Application of 300MW Unit Coal Consum ption Analysis Software

Sha Wei，Xue Yuncan，Yang Ya，Cai Changchun
（College of Internet of Things Engineering，Hohai University，Changzhou 213022，China）

Coal consumption，is themost suitable index formeasuring the economic operation of the unit.The software，in the environment of Visual C＋＋6.0，compiles the calculation program，which is used to design the program interface by MFC and connect to the SQL Sever 2008 database by ADO.According to the basis of America ASME standard，300MW condensing unit is applied as a test case to verify the feasibility and accuracy of the software.The software notonly simplifies the complex calculation process in the past，improves the calculation accuracy and makes the interface more intuitive clarity of presentation，butalso has good versatility and scalability tomeet the demand for engineering applications.

MFC；SQL Server 2008 Data base；ASME Standard；300MW condensing unit

10.3969/j.issn.1002-2279.2015.03.009

TP302.1

A

1002-2279（2015）03-0027-04

沙伟（1990-），男，江苏靖江人，硕士。主研方向：智能信息处理理论与技术。

2014-07-07