火力发电机组状态参数实时预测系统构建与应用

火力发电机组状态参数实时预测系统构建与应用

胡波

新疆中泰职业技能培训学校

摘要：发电机作为电厂运行过程中的重要设备之一，对电厂的运行质量有很大影响，电厂在运行过程中，其发电机组在长时间的运行过程中出现一些故障，从而导致发电故障，对人们的生产生活产生影响，同时还会对企业的经济效益产生较大影响。对此，电厂运行过程中必须要积极加强对发电机故障的检测和排除，针对不同的发电机故障，要采取不同的措施进行解决，以提高电厂的运行水平。当前电厂发电机故障诊断技术得到了快速发展，故障诊断水平也有了一定程度的提升，但是随着电厂的各种设备复杂程度越来越高，发电机故障诊断技术要求也越来越高，在电厂运行过程中要对发电机故障进行准确地诊断和分析，并且要加强自动诊断控制技术的应用，确保发电机出现故障的时候能够及时进行维修，确保电厂运行的稳定性。

关键词：火力发电机组；状态参数；实时预测；系统构建与应用

引言

现阶段，我国的电能转化普遍依赖于自然资源，国家电力结构仍然以火力发电为主，70%的电力来自煤炭。通过发电动力装置将自然资源转变为电力，电能对于现代企业及经济的发展具有十分重要的作用，因此，电力行业的发展引起了人们的广泛关注。燃料燃烧作为电厂发电的主要形式，日消耗量巨大，造成较大的成本支出，因此，需要采取有效措施加强燃料管理。随着科学技术的快速发展，信息化管理已经被各领域、各行业广泛应用，特别是由于经济发展和市场扩张，传统的管理模式已经无法适应新的市场需求。通过将信息化管理方法应用到电厂燃料管理中，可以帮助电力企业提高燃料管理的效率和质量，有效节约管理成本，提高发电企业的经济效益。

1电力公司开发发电机组运行状态检测系统的背景.

我国是人口大国，人均资源占有量很低，经济增长中资源利用率不高，浪费严重。据有关资料显示，国有企业耗用了2／3金融资源，只能创造GDP总额的1／3；国内重点钢铁企业吨钢可比能耗比国际水平高40％，电力行业中火电煤耗比国际水平高30％，万元GDP的耗水量比国际水平高5倍，万元GDP的总能耗是世界平均水平的3倍。由此可见，我国经济增长的代价和成本很高，与西方发达国家无法相比，是世界上单位GDP创造中能耗最高的国家之一。以2004年为例，我国一次能源消费结构中煤炭的使用为69％，远高于世界平均水平(27.2％)。如果按照现在这样的发展速度，中国可利用自然资源就会很快耗尽，严重影响国家可持速发展战略，甚至于危及国家安全。

我国的广大地区，特别是北方的电力能源主要是燃煤，电煤消费量占全国煤炭消费量的60％以上，因此，降低火电厂对环境的污染，不仅是一项基本国策，更是一项长期而艰巨的任务，是可持续发展战略的重要一环。为此，国家环境保护“十五”计划规定：到2005年，电力行业二氧化硫排放量比2000年削减10-20％，以后逐年还要加大减排力度；同时，加强燃煤电厂环境监督管理，燃煤燃油机组必须安装烟气在线监测装置。国家环境保护总局办公厅关于贯彻落实《关于加强燃煤电厂二氧化硫污染防治工作的通知》的通知更是对此作了严格要求。

随着我国电力工业的快速发展，电网中大容量机组尤其是200MKW级机组已成主力机组，其可靠性较好，但年供电煤耗率平均值比设计值高。这反映了机组实际运行状态和设计状态有着极大的差别。而电力企业面对市场的竞争，机组安全经济运行迫切要求降低运行成本。但我国又是个缺电国家，在一些地区严重影响了经济的正常运行，虽然采取避峰让电，错开用电高峰等措施，但却制约了当地经济的发展和和谐社会的建设进度。要改变这种状况，除了大力发展电力事业，调整产能结构，还须重视降低煤耗，减少废气排放，提高现有发电设备效率，减少停机时间，增加发电量，同时还应把好新机组调试验收关，减少投资损失，最终降低运行成本。这一切应用发电机组运行状态检测系统就可以实现上述且的。

2发电机故障的诊断和预防

2.1发电机组常见故障的诊断

发电机故障诊断包括两种方式，第一，简易诊断技术，主要依靠技术人员的经验来判断，技术人员要对发电机组运行过程中的状态进行快速地概况和评价，同时，技术人员要对发电机组有详细的了解，对其历史维修情况等进行掌握，观察发电机组的外观，确定机型、使用年限、使用状况等基本信息，从而当发电机出现异常情况的时候能够第一时间确定发电机组的基本故障类型。简易诊断技术主要是通过人的视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，或者借助一些简单的工具和仪器，按照预先设计的方式对发电机组上的一些固定点位进行检测，使得发电机组上的一些缺陷或者安全隐患能够被及早发现，并且得到及时处理。第二，精密诊断技术。精密诊断技术指的是由专业技术人员借助专业精密的仪器对发电机进行诊断的技术，这是在简易诊断基础上实施的更加细致的诊断和分析，从而能够对故障的类型进行明确，确定故障的位置、原因、程度以及发展趋势。采用精密仪器进行诊断，必须要使用相应的仪器发电机组，对故障检测准确率的提升有一定帮助，但同时也存在由于仪器发电机组误差问题带来的检测误差。在精密诊断过程中，通常对间隙， 振动频率， 声能， 红外线等各种状态参数进行检测，同时，故障检测技术也不断发展，利用虚拟仪器技术开发的发电机组检测系统、 发电机组故障诊断计算机分析系统、 发电机组性能检测与故障诊断系统等在发电机故障诊断过程中的应用越来越广泛，对于发电机故障的处理有十分重要的作用。

2.2发电机组常见故障的处理

2.2.1针对线圈故障

对于发动机而言，其绝缘层或绝缘线圈是最容易损坏的部位，为了减少绝缘线圈故障，在平时使用发动机的过程中要注重清洁，避免外部的尘土、碎渣等物质或者是水油物质进入发电机组的绝缘层或者绝缘线圈中。同时还要注意线圈拐弯处的浸漆是否涂抹完整，完整地涂抹可以有效地避免定子线圈的绝缘层受到破坏，即使是发电机处于较强的电场中也能承受较大的变应力，对电压击穿和烧毁事故进行有效地预防。其次，在发电机使用过程中，要定期做好检修与保养，发电机的长时间运转会导致轴承处于不断摩擦的过程中，从而会产生磨损，磨损到一定程度时则会造成转子扫膛，烧毁线圈，因此发电机工作过程中要做好保养，减少发电机线圈的摩擦。

2.2.2定子线圈温度过高的故障

可以从两个方面着手进行解决。首先要严格控制发电机定子线圈的温度，可以在线圈中埋设测温仪，在配电屏安装温度计，对定子线圈的温度进行随时观测，一旦发现温度超过耐温值，要及时进行处理。其次，要提高发电机定子线圈最热点和局部铜温，提高耐温值的一个重要途径就是改变材料，选择漆包线、绝缘材料、绝缘漆及绝缘套管等，可以有效地缓解温度过高的问题。另外，采用定子冷却水系统和氢气冷却系统对定子线圈工作过程中的温度进行定时监测，也可以预防发电机组线圈绕组以及定子温度上升过高带来的不良后果。

3.加强对发电机组的状态监测

在日常管理过程中要加强对发电机组的工作状态的监测，及时发现问题，并且对各种故障进行解决。

3.1机组运行状态的实时监测

为了提高发电机组实时运行状态的监控与故障诊断的时效性和稳定性，在发电厂的故障诊断过程中可以采用立体化的跟踪处理方法。实时获取发电机组的工作状态，为发电机组的故障诊断提供准确的信息和数据。发电机组运行监测系统主要包括几个部分，第一，振动监测系统要实现实时数据采集、记录、分析；第二，定子绝缘控制监测系统主要是对发电机组的定子绝缘情况、温度上升情况、冷却介质情况进行监测；第三，以机组轴瓦为主体的轴承监测系统主要实现对轴承的监督；第四，发电机工况监测系统，主要对电流、电压、发电机定子、励磁电流和电压等进行监测。

3.2故障智能诊断系统

随着计算机技术和信息技术的不断应用，在发电机组故障诊断过程中也加强了计算机信息技术的应用，建立故障智能诊断系统，可以实现对发电机组故障的智能诊断和处理。故障智能诊断系统是将多种形式的知识和动态信息结合在一起的诊断技术，可以对发电机组的状态进行精确分析和诊断，从而做出最快地响应，对故障进行及时切除。故障智能诊断系统是由各个监测子系统组成的，可以实现对发电机组运行过程中的各种参数的监测，并且将监测数据传输到控制中心，实现对设备的实时控制。

结语

低碳经济背景下，火力发电企业在大力推进自身发展的同时，还要响应国家政策号召开展节能减排，发展循环经济，实现经济与社会的协调发展。基于低碳经济和节能减排内涵对火力发电企业节能减排问题进行研究，探讨了火力发电企业节能减排存在的问题及原因，并提出了相应的改进措施，以期为低碳经济下火力发电企业的发展提供参考和借鉴。

参考文献

[1]张志强，王承亮，李明涛，等.火力发电厂的燃料信息化管理应用[J].电子技术（上海），2020（6）：121.

[2]高琪，程通京，郑振武.基于火力发电厂的燃料智能化应用研究[J].电力系统装备，2021（7）：149-150.