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Black & Veatch(B&V)公司的在线性能监视系统(OPM)是一套通过获取机组实时数据进行性能优化提高电厂经济效益的完整的软件包。通过实时的提供当前的运行及优化结果数据,为操作人员提供操作指导方向。除在线模型以外,OPM还提供了预测诊断模型,用于分析电厂的运行状态,为设备的状态变更及操作可能带来的结果进行事前的预测分析。

1.系统集成
  针对国内电厂目前的网络环境,OPM3可以有两种集成方案:
  a、电厂有完整的实时数据库系统
  OPM3可以使用实时数据库系统的接口程序进行集成配置,可以实现实时数据库系统与OPM3的集成将OPM3挂接在实时数据库上,通过实时数据库提供的接口及配置工具进行客户端应用程序的配置。也可以使用OPM3提供的GUI或WEB浏览器访问OPM3的数据信息。
目前由于OSI的PI实时数据库应用广泛,OPM3可以实现与PI实时数据库的无缝集成。同时对于其他公司,如Instep 的eDNA数据库、GE FANUC公司的IHistorian都提供完善的集成方案。
  b、电厂没有实时数据库系统
  可以使用OPM3提供的接口函数库实现对DCS系统的数据通讯,无需开发接口程序。对于常见的DCS厂商的系统,OPM3均提供相应的接口。

2.OPM3数据通讯接口
  OPM3提供通用的数据通讯接口负责实时数据与计算结果数据的输入与输出。
可以通过通讯接口从实时数据库如PI、eDNA数据库等获取机组DCS的实时数据,也可以通过集成的接口函数库直接从DCS获取机组的实时运行数据。
  可以将计算结果数据从OPM3的历史数据库输出至实时数据库,或直接将数据输出至用户的客户端程序。

3.OPM3计算引擎
  PM3全部计算基于Excel引擎,使得OPM3的性能计算具有很好的开放性、易于升级和二次开发的特点。单个机组的计算实施是通过组态的方式实现的,调用不同的机组模板进行特定的组态整理获取相应的机组性能计算引擎。
   对于机组的性能分析计算,OPM3提供了完整的性能计算函数库,该算函数库包括了各种容量的常规电站、燃气轮机、余热锅炉和联合循环电站,在多年的调试经验中,从50~900WM的机组都有适当的性能计算函数和示范电站的运行经验,适用面非常广,计算精度也得到了保证。

4.功能简介
  OPM3在机组的性能监测与优化方面是一个完整的功能整体,是一个完整的应用方案。前端的数据采集并经过数据有效性检验与预处理、测量设备的诊断保证了进入OPM3的数据的稳定性与准确性,到作为整个系统分析的基础:机组性能计算与耗差分析,在此基础上做了在线的诊断推理与分析、锅炉清洁度诊断与吹灰优化、机组性能预测等高级应用,为发电厂的精细化管理提供了依据。

a、数据有效性检验与预处理

  OPM3产品的机组实时数据有效性检验模型为机组性能计算与优化提供了重要的、高质量的实时数据信息,保证了计算的稳定性,同时提醒用户测量中可能出现的问题。
l 经济性指标分析
   OPM3计算引擎根据ASME标准对全厂、机组、设备进行相应的性能分析计算。OPM3从基准值、应达值、最佳值等多个层面提供优化目标值,支持目标值动态优化;从热耗(煤耗)偏差和功率偏差2个层面提供偏差分析支持。
设备性能包括:

锅炉性能
蒸汽轮机性能
给水加热器的性能
凝汽器性能
空预器性能
主要泵的性能
主要风机性能
燃气轮机性能
余热锅炉性能
冷却塔性能等
 


b、安全和稳定性指标分析
  OPM3可以进行参数异常与超限管理,管理对象包括热工、电气定值表所列内容等;OPM3可以进行稳定性指标管理,管理对象包括汽包水位、汽机振动、锅炉负压等。

运行优化与指导:
  运行优化与指导范围很广,OPM3提供以下优化指导功能:凝汽器清洁度诊断与优化、锅炉清洁度诊断与吹灰优化、基于能损分析的操作指导。基于能损分析的操作指导功能通过建立和维护运行知识库系统,构建和组态能损分析诊断树,分析诊断运行中产生的问题,同时为运行人员提供操作指导。

查询与统计报表:
OPM3提供的强大的计算平台和用户报表工具支持查询与报表功能,使所有的人都成为电厂的运行分析师。
热力试验平台
OPM3热力试验模块能进行自定义性能指标计算,并能按照热力试验标准提供在线主、辅机设备性能试验。


扩展功能
机组预测模型:OPM3机组预测模型可以随机组实际运行特性的调整而不断在线调整模型参数,使模型跟随机组实际特性的变化而变化。


5.总结
   a 针对目前国内性能监测与运行优化工程领域在系统功能应用方面普遍存在功能水平低、成熟度低、设计理念落后、使用方法/模型落后的问题,OPM3在系统功能方面体现了国外高性能成熟优化产品的功能水平、技术特点和优势,设计理念优越、功能内涵深刻、使用方法/模型先进,可以保证输出(结果)可信可靠。
   b OPM3彻底改变了目前国内普遍采用的手工编程的开发模式,OPM3提供了成熟的应用系统开发工具、提供了经过151台机组验证的庞大的计算模块库,为系统计算分析的精度以及系统的实施效果提供了重要的保障。
  c OPM3的数据有效性校验与预处理模块有效地解决了由于传感器漂移、失效、以及工程量检测精度对机组性能分析精度的影响问题。
  d OPM3的能损分析推理在线诊断与指导、清洁度诊断、机组预测等优化手段以及动态参数优化、运行曲线优化、设备运行方式指导等优化方式大大丰富了运行优化的内涵。
  e OPM3的开发工具既可满足用户的个性化需求,又使系统的实施效果得到保证。

二、应用领域
  Black & Veatch(B&V)公司的在线性能监视系统(OPM3)可以应用与诸多的火力发电厂,包括常规的燃煤电站、循环流化床机组,同时燃气轮机机组、燃机-联合循环机组也可以适用,应用范围广,技术成熟,效益明显。

三、应用实例
  OPM系列产品共实施了全球46个电厂用户的151台机组,总装机容量56,648 MW: