基本信息
- 项目名称：
- 火力发电厂节能增效评价及管理优化系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 进入21世纪，全球气候变化，能源紧缺，节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题，是中央确定的我国经济社会发展的重大战略任务。火电行业既是优质清洁能源的创造者，又是一次能源消耗大户和污染排放大户，因而也是国家实施节能减排的重点领域。 项目响应国家号召，提出了火力发电厂节能增效评价及管理优化系统提出了一套评价火电厂节能水平的优化管理系统，可结合发电厂现有的DCS等系统，来有效评价发电厂的节能空间，分析节能潜力，并给出切实可行的节能建议方案。可有效推动火电行业的节能减排。
- 详细介绍：
- 火力发电厂节能增效评价及管理优化系统提出了一套评价火电厂节能水平的优化管理系统，可结合发电厂现有的DCS等系统，来有效评价发电厂的节能空间，并给出切实可行的节能建议方案。 本项目对火电厂生产过程做全方位地数据采集和分析处理；通过数学模型计算，节能改造工程模型的筛选及合经济效益分析，来对火电厂的控制策略进行优化或者对节能改造工程提出具体的方案建议。最终实现推动已经成熟的各项节能技术或者新研发的产品和技术更快更好更可靠地运用到火电厂节能中去。 本项目控制系统的设计都是基于工业应用的设备（如：PLC控制系统），可以直接应用到工业现场，无须二次设计。项目的实施，可以使发电厂确认自身的优势和劣势、正确认识与优秀企业的差距，是发电厂对标管理机制的一种具体实现。本项目的应用，预计可以节能15%左右。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 进入21世纪后，全球气候变化，能源资源紧缺，生态环境恶化已经成为当今人类面临的挑战。我国火电厂能耗的普遍水平比国际先进水平低，同时污染物排放比率大，火电行业节能空间巨大，是我国实现节能增效的关键能源领域之一。 作为对中国的发展有着深刻的社会责任感的大学生，深感火电厂节能减排势在必行。 本项目创新提出了一套可覆盖全国火电厂的节能增效评价及优化系统，致力于为我国火电厂提供可靠的能源管理服务和全面的且具有针对性的实现节能增效的控制方案和解决策略建议。 系统采集和分析火电厂发电的整个过程中的各个可节能环节中反应其节能潜质的重要参数，主要含有入厂和入炉燃煤环节，锅炉燃烧环节，主要蒸汽参数环节，汽轮发电机组运行，其他主要辅机设备等五大部分，进行数学模型分析，重要参数比较，最终对不同的火电厂机组提出有效的节能评价和整改策略，有针对性地促进火电厂的节能工作。 同时，建立全面的火电厂节能增效解决方案数据库为火电厂的节能工作科技创新做出储备，积累并利用节能工作中的宝贵经验。通过以太网和中央数据库实现系统覆盖内的火电厂数据资源共享，通过已完成的节能改造工程的历史数据，对各种节能改造策略实施后的“节能增效”指标和工程投资回报经济效益进行估算，以确保投资节能改造的可靠性和可行性。 最终将推动成熟的节能技术或者新研发的产品和技术在全国范围内的火电厂里迅速实施。
科学性、先进性
- （1）系统采集和分析火电厂发电的整个过程中的各个环节中反应其节能潜质的重要参数，含有入厂和入炉燃煤环节，锅炉燃烧环节，主要蒸汽参数环节，汽轮发电机组运行，其他主要辅机设备环节。计算火电厂节能增效指标，综合量化火电厂节能工作的成效。 （2)利用数学模型分析的方法，主要采取将火电厂机组与同类型先进水平机组相比较，找到机组的节能空间，即具有最大节能潜质的环节。 （3）建立火电厂节能增效解决方案数据库。数据库内含有火电厂节能改造方案及控制优化策略和以往节能工作中的经验。比较分析，为不同火电厂机组制定最合适的节能增效优化方案。 （4）通过以太网和中央数据库实现系统覆盖的火电厂相关的数据资源共享。为我国火电行业搭建一个节能增效技术经验交流的平台。 （5）系统有明确的功能规划，并且制订统一的标准，就可以制定出统一的技术规范，从本系统的数据对象，范围，编码，接口，架构等方面逐一进行规范，采用统一的、具有可持续发展潜力的方式，将容易得到发展推广。
获奖情况及鉴定结果
- 1、本项目已荣获2009年施耐德电气杯全国大学生“节能增效”大赛一等奖。 2、本项目已荣获2009年全国大学生节能设计竞赛一等奖。 3、本项目作品受邀出展2009年中国国际节能减排及新能源技术博览会，期间受到胡锦涛，习近平等重要国家领导人的关注，并且予以肯定和指示。 4、荣获第27界本校“挑战杯”学生课外科技作品竞赛特等奖。
作品所处阶段
- 与华能，国电等旗下的几个火电厂有合作意向
技术转让方式
- 合作
作品可展示的形式
- 实物；模型，图纸；现场演示 ； 图片，录像；
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 项目响应政府在十六届五中全会所提出节约资源的基本国策，有效推动火电厂的节能改造，降低节能改造成本和风险，将取得巨大的社会和经济效益，将会对以最优方式创建一批节能增效型火电厂产生十分重要的意义。 因为采用同一套针对火电厂的节能增效评价和管理优化系统，可以培养出通用的技术人员，系统及技术可以被迅速地从一个电厂推广到另一个电厂，最终搭建成覆盖很多火电厂机组的系统。 目前，国家对火力发电厂节能的评价界定缺乏统一可行的标准及方法，其节能与否界定不清，节能监督管理无据可依。本作品可协助政府出台严格有效的相关法律，实际操作中起到依法管理、引导和推动火电厂节能的效用,并使政府可以据此提供权威的建设节能型火电厂的相应的法律保护。还促使火电厂去瞄准国内乃至国际同类型发电机组的先进指标，建立针对自身有效的节能策略。让各火电厂以谨慎的态度，最优的选择性的更换，实现现役机组通过控制策略优化者部分节能改造来获得最大化节能效果及综合经济效益。
同类课题研究水平概述
- 目前，国内外火电厂中使用的最先进的为SIS系统，与本项目所提出的系统具有相似之处，但是具体就其目的及功能而言，却是大相径庭的。SIS应该划分为以下系统：BAS（基本应用系统），OCS（优化指导系统），DMS（设备维护系统），ERS（经济运行系统）。 对于一个火电厂而言，火电厂节能增效评价及管理优化系统与SIS系统的数据范围相近，基本上都是含有火电厂的含有微机控制系统的系统过程数据。但是本系统侧重于火电厂生产环节中与节能增效相关的数据参数的采集分析。还有SIS系统的概念是厂级监控"信息"系统，"信息"这个明SIS数据来源的途径为通讯，而不是硬件采集。而本系统除了可来自通讯还可以来自硬件采集。另外本系统建立节能管理解决方案数据库，收集并存储火力发电厂的各种先进技术与控制经验，专门为我国火电厂后续的节能工程改造而储备，并不将数据仅仅局限于厂级而是大范围内通过以太网实现各种节能途径的数据共享。 进一步就功能而言更有所不同。首先，大体介绍一下SIS系统主要部分及其功能。SIS中的BAS包括最基本的应用：如运行监视（WEB浏览）、曲线分析、报表打印、性能计算、厂级过程实时/历史库档案，其它需要生产数据的数据源，当然还包括实时/历史库本身的集成和应用，SIS网络等。OCS包括：优化运行，操作指导，小指标竞赛，依靠OCS来优化机组运行，指导机组运行，考核相应的人员、提高其操控机组运行的水平，从而提高机组的运行水平。DMS包括：设备故障诊断，状态检修，寿命分析，它需要对设备运行的状态、热力系统等具有深入的研究，才能提出相应的计算方法。ERS包括：竞价上网，负荷分配，厂级性能分析等，它从直接提高效益的角度来考虑SIS的功能，ERS需要准确的、全面的数据，需要多种计算策略才能做出来。还有很多厂家开发了一些其它的应用，称为OAS（其它应用系统Other Application System），这些系统可以自成系统，也可以融在其它的系统当中。可见SIS系统并不能够进行节能增效评价和节能方案建议。 因为需求不统一、太复杂，没有人来统一标准，所以SIS没有像DCS那样，得到很大的应用，形成非常混乱的局面。
