沙 偉，薛云燦，楊 亞，蔡昌春

（河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，常州213022）

·微機(jī)軟件·

300MW機(jī)組煤耗影響分析軟件開發(fā)與應(yīng)用

沙 偉，薛云燦，楊 亞，蔡昌春

（河海大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，常州213022）

煤耗是最適合衡量機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。該軟件在Visual C＋＋6.0環(huán)境下，編寫計(jì)算通用程序，采用MFC設(shè)計(jì)程序界面，使用ADO連接SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫。并依據(jù)美國(guó)ASME標(biāo)準(zhǔn)，以300MW凝汽式機(jī)組作為測(cè)試案例，對(duì)該軟件的可行性與精確度進(jìn)行了驗(yàn)證。該軟件不但簡(jiǎn)化了過去復(fù)雜的計(jì)算過程，提高計(jì)算精度，界面化的呈現(xiàn)更直觀清晰，而且具有良好的通用性和擴(kuò)展性，滿足了對(duì)工程應(yīng)用的需求。

微軟基礎(chǔ)類庫；SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫；ASME標(biāo)準(zhǔn)；300MW凝汽式機(jī)組

1 引 言

煤耗指標(biāo)的變化不但表征機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，而且它還包含了機(jī)組內(nèi)部機(jī)械狀態(tài)完好程度等信息，所以煤耗是衡量機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最合適的指標(biāo)［1］。對(duì)機(jī)組進(jìn)行煤耗分析有助于機(jī)組運(yùn)行人員選用合適的運(yùn)行或調(diào)整方式，使機(jī)組時(shí)刻處于最佳或接近最佳運(yùn)行狀態(tài)，從而提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。因此，對(duì)熱力發(fā)電機(jī)組綜合煤耗的影響因素進(jìn)行分析，具有重要的意義。

該軟件分為前臺(tái)應(yīng)用程序和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫兩個(gè)部分。前臺(tái)應(yīng)用程序采用Visual C＋＋編程語言；后臺(tái)數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL Sever。開發(fā)該軟件的主要目的在于針對(duì)300MW的凝汽式機(jī)組，根據(jù)ASME標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)效率計(jì)算、汽輪機(jī)系統(tǒng)熱耗計(jì)算、廠用電率計(jì)算、綜合煤耗計(jì)算；并對(duì)電廠主要運(yùn)行參數(shù)包括主蒸汽參數(shù)、再熱汽溫、排汽壓力、給水溫度、煤質(zhì)成分、排煙溫度、氧量等進(jìn)行耗差分析。結(jié)合已投運(yùn)機(jī)組的運(yùn)行指標(biāo)參數(shù)，建立基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的參數(shù)影響值對(duì)比研究，為節(jié)能降耗工作的實(shí)施提供指導(dǎo)性建議。

2 熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算公式

2.1 鍋爐效率計(jì)算建模

目前鍋爐效率有兩種計(jì)算方法：正平衡法和反平衡法［2］。本計(jì)算模型采用反平衡法，通過試驗(yàn)測(cè)定各項(xiàng)熱損失、輸入物理熱和燃料的元素分析成分及發(fā)熱值，間接計(jì)算出鍋爐熱效率。反平衡法效率計(jì)算公式（以百分?jǐn)?shù)表示）：

式中：L為鍋爐總的熱損失，kJ/kg；Hf為應(yīng)用基的熱值，kJ/kg；Be為總的輸入物理熱量，kJ/kg。

鍋爐總的熱損失L的計(jì)算式：

表1 熱損失項(xiàng)目符號(hào)表

帶*號(hào)的熱損失計(jì)算中要包含燃料消耗量。

2.2 汽輪機(jī)熱耗計(jì)算建模

汽輪機(jī)熱耗的定義如下：

汽輪機(jī)的熱耗可用毛熱耗或凈熱耗表示。但是，毛熱耗不能體現(xiàn)由泵功率的改變所造成的性能差異，因此采用凈耗率來表示汽輪機(jī)的性能值。

汽輪機(jī)凈耗率公式如下：

式中：HR為汽輪機(jī)熱耗率Btu/kWh；Q為鍋爐吸收的熱量Btu/h；Pex為發(fā)電機(jī)的輸出功率kW；Pa為驅(qū)動(dòng)給水泵電動(dòng)機(jī)的功率kW。

2.3 廠用電率計(jì)算建模

目前廠用電率有兩種計(jì)算方法：換算系數(shù)法和軸功率法。本計(jì)算模型為了確保計(jì)算精度，有軸功率的設(shè)備采用軸功率法，其余的采用換算系數(shù)法。

廠用電率公式如下：

式中：δu為廠用電率，100%；Sjs為廠用電計(jì)算負(fù)荷，KVA；cosφp為電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行功率時(shí)的平均功率因數(shù)，一般取0.8；Pe為發(fā)電機(jī)的額定功率kW。

2.4 綜合煤耗計(jì)算建模

全廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bfd：

全廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bgd：

式中：ηb、ηp、ηm和ηg分別為鍋爐效率、管道效率、機(jī)械效率和發(fā)電機(jī)效率，∑ξi為廠用電率。

3 軟件功能及界面

3.1 軟件功能框架

軟件總體框架如圖1所示，該軟件具有參數(shù)設(shè)置、綜合性能計(jì)算、單參數(shù)影響分析、耗差分析、數(shù)據(jù)查詢等幾大功能。

圖1 軟件總體框圖

3.2 界面設(shè)計(jì)

用戶界面設(shè)計(jì)是一個(gè)應(yīng)用程序和運(yùn)行程序最重要的部分，也是運(yùn)行程序時(shí)人機(jī)數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)。在程序設(shè)計(jì)過程中，將控件添加到相應(yīng)的窗體，然后在代碼編輯器中編寫代碼，實(shí)現(xiàn)界面與界面的連接。程序開發(fā)過程中根據(jù)界面上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的不同或者功能不同進(jìn)行調(diào)用。

4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)庫介紹

數(shù)據(jù)庫是程序中非常重要的一部分，主要用來完成存儲(chǔ)、查詢、刪除、修改數(shù)據(jù)等操作。根據(jù)數(shù)據(jù)庫類型及功能不同，將數(shù)據(jù)庫分為關(guān)系數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫兩大類。程序中所用的數(shù)據(jù)庫都是用SQLServer 2008來開發(fā)的，利用ADO（Active Data Objects）技術(shù)進(jìn)行訪問。

4.2 數(shù)據(jù)庫軟件設(shè)計(jì)流程

數(shù)據(jù)庫軟件的主要設(shè)計(jì)流程如圖2所示，在Visual C＋＋程序中使用ADO，首先要導(dǎo)入ADO動(dòng)態(tài)鏈接庫。在使用ADO對(duì)象之前必須初始化COM庫環(huán)境，一般在VC工程應(yīng)用類的ExitInstance（）成員函數(shù)中添加釋放COM資源的代碼：∷CoUninitialize（）。判斷初始化是否成功，若是，則進(jìn)入下一步；否則，調(diào)試程序直到初始化成功。然后，用ADO對(duì)象訪問數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫表的連接，判斷是否連接成功，若是，在MFC的按鈕函數(shù)中寫入SQL語言，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出及數(shù)據(jù)查詢；否則，調(diào)試程序直到數(shù)據(jù)庫表連接成功。

圖2 數(shù)據(jù)庫軟件主要設(shè)計(jì)流程圖

5 核心模塊的C＋＋實(shí)現(xiàn)代碼

5.1 綜合煤耗計(jì)算模塊設(shè)計(jì)流程

煤耗計(jì)算是在初始參數(shù)設(shè)置完成后，先計(jì)算出鍋爐效率，汽輪機(jī)熱效率，廠用電率；再根據(jù)公式（5）、（6）計(jì)算綜合煤耗，具體設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

5.2 綜合煤耗計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)代碼

圖3 綜合煤耗計(jì)算流程圖

6 軟件測(cè)試結(jié)果

簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序可以只有一個(gè)窗體，但是當(dāng)程序變得龐大復(fù)雜時(shí)，就需要模塊化設(shè)計(jì)。MFC界面設(shè)計(jì)完成了各模塊數(shù)據(jù)的人機(jī)交互，下面簡(jiǎn)要介紹幾個(gè)主要模塊的界面。

6.1 登陸界面

軟件安裝完畢會(huì)在桌面上彈出登陸界面，如圖4所示。

圖4 登陸界面

用戶需要通過身份認(rèn)證，即輸入正確的用戶名和密碼（用戶名和密碼都能進(jìn)行修改）才能進(jìn)入系統(tǒng)，否則將出現(xiàn)提示對(duì)話框拒絕進(jìn)入。

6.2 參數(shù)設(shè)置界面

分別對(duì)鍋爐參數(shù)，汽輪機(jī)參數(shù)，輔機(jī)廠用電參數(shù)進(jìn)行初始設(shè)置。其中鍋爐參數(shù)初始化設(shè)置，如圖5所示。

6.3 綜合煤耗計(jì)算界面

各參數(shù)初始化設(shè)置完成后，可以計(jì)算綜合煤耗。具體如圖6所示。

圖5 鍋爐參數(shù)設(shè)置界面

圖6 綜合煤耗計(jì)算界面

6.4 耗差分析界面

將設(shè)計(jì)值和實(shí)際測(cè)量值分別對(duì)各參數(shù)進(jìn)行初始化設(shè)置，將其計(jì)算差值輸出進(jìn)行耗差分析。具體如圖7所示。

7 結(jié)束語

軟件編寫過程中參數(shù)設(shè)置、綜合煤耗計(jì)算、單參數(shù)影響分析、耗差分析等模塊都是相對(duì)獨(dú)立的，使得整個(gè)程序設(shè)計(jì)思路清晰、邏輯性強(qiáng)，便于維護(hù)。該軟件功能完整，大大減少了人工計(jì)算工作量，計(jì)算精度也更為精確，為電廠工作人員運(yùn)行機(jī)組提供了有力技術(shù)支持，具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖7 耗差分析界面

［1］ 李巖，武慶源，王鵬，等.汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)改變對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響［J］.東北電力技術(shù)，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］ 劉凱銳，楊俊保.基于耗差機(jī)理的300MW機(jī)組運(yùn)行參數(shù)與煤耗分析［J］.節(jié)能，2011，30（10）：7-11.

［4］ 司瑞才.火電機(jī)組主要可控參數(shù)變化的耗差分析［J］.鍋爐技術(shù)，2012，43（1）：13-16.

［5］ 趙雪峰，曠開淼，楊輝.基于Visual C＋＋的鍋爐熱平衡計(jì)算及分析程序開發(fā)［J］.長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)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

沙偉（1990-），男，江蘇靖江人，碩士。主研方向：智能信息處理理論與技術(shù)。

2014-07-07