SCR煙氣脫硝對標(biāo)管理平臺設(shè)計與開發(fā)
摘要：以通用性、智能化和精確度為目標(biāo)，利用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，建立了火電機(jī)組SCR煙氣脫硝對標(biāo)管理平臺。該平臺基于B／S結(jié)構(gòu)，采用SQLServer關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，借助．NET開發(fā)環(huán)境，以網(wǎng)頁發(fā)布的形式實現(xiàn)了集團(tuán)內(nèi)單個機(jī)組、同類型機(jī)組、區(qū)域機(jī)組間脫硝系統(tǒng)運行指標(biāo)的對標(biāo)管理，提高了集團(tuán)級發(fā)電機(jī)組群整體的脫硝技術(shù)水平和核心競爭力。
關(guān)鍵詞：對標(biāo)管理，SCR，集團(tuán)級
選擇性催化還原法（SCR）是目前成熟且高效的尾氣脫硝技術(shù)。相對除塵、脫硫技術(shù)而言，我國的燃煤煙氣脫硝技術(shù)起步較晚，眾多火電廠對脫硝技術(shù)的掌握較為薄弱，相關(guān)工程管理經(jīng)驗也較為缺乏，因此急需提高脫硝系統(tǒng)的運行維護(hù)水平，確保脫硝性能以滿足日益嚴(yán)格的排放規(guī)定。
對標(biāo)管理也稱作標(biāo)桿管理，是指企業(yè)通過規(guī)范且連續(xù)不斷地將自己在發(fā)展和經(jīng)營管理中的關(guān)鍵和標(biāo)志性指標(biāo)及管理實踐與標(biāo)桿企業(yè)進(jìn)行對比和分析，不斷地幫助企業(yè)尋找、確認(rèn)、跟蹤和學(xué)習(xí)并超越標(biāo)桿企業(yè)而進(jìn)行的經(jīng)營實踐活動。對集團(tuán)電廠的脫硝系統(tǒng)而言，充分學(xué)習(xí)和借鑒自身以及其他電廠的脫硝運行情況，能更好地實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)運行高效運行，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)節(jié)能減排的發(fā)展。
基于此本文采用SQLServer關(guān)系型數(shù)據(jù)庫對脫硝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合加工，基于B／S軟件開發(fā)架構(gòu)，借助.NET開發(fā)環(huán)境，建立了SCR煙氣脫硝對標(biāo)管理平臺。對標(biāo)管理平臺以機(jī)組脫硝系統(tǒng)檔案數(shù)據(jù)、脫硝系統(tǒng)巡檢數(shù)據(jù)以及過程實時數(shù)據(jù)等海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過同比環(huán)比、同類型機(jī)組分析、區(qū)域機(jī)組分析等模塊，建立了單個、同類型、區(qū)域機(jī)組對標(biāo)體系，推動了各機(jī)組向最優(yōu)水平靠齊，促進(jìn)了脫硝系統(tǒng)的安全、高效、經(jīng)濟(jì)運行。
1功能需求
對標(biāo)管理平臺側(cè)重于統(tǒng)一SCR脫硝系統(tǒng)不同時間的脫硝能力對比，例如脫硝效率、出口NOx濃度等，且對于SCR脫硝系統(tǒng)具體到單個機(jī)組、同類型機(jī)組、區(qū)域機(jī)組三種不同的范圍。由于同一臺機(jī)組的燃燒器布置方式、機(jī)組容量、鍋爐類型等設(shè)計信息一定，通過對較短時間間隔內(nèi)（催化劑劣化可以忽略）脫硝運行參數(shù)的對比，可以找到最佳運行工況，為機(jī)組運行提供一定指導(dǎo)。由于出口NOx濃度、脫硝效率、出口SO2濃度、脫硫效率等指標(biāo)與機(jī)組容量、設(shè)計參數(shù)、地域、投運時間等因素有著很大的聯(lián)系，區(qū)域和同類型機(jī)組模塊設(shè)置了一系列的對比方式來提高指標(biāo)間對比的可信度和可參考性，實現(xiàn)了綜合對標(biāo)。
2平臺介紹
SCR煙氣脫硝對標(biāo)管理系統(tǒng)平臺主要分為同比環(huán)比對標(biāo)，同類型機(jī)組分析和區(qū)域機(jī)組分析3個模塊，建立了單個、同類型、區(qū)域機(jī)組三個對標(biāo)體系。
2.1同比環(huán)比模塊
該同比環(huán)比模塊針對脫硝系統(tǒng)中的單個機(jī)組，可點選上方的查詢欄，通過分公司，電廠名稱，機(jī)組編號點擊到具體的示范機(jī)組的脫硝運行信息，可點選時間框進(jìn)行查詢，時間框以年為單位。脫硝運行信息主要包括累計脫除NOx、脫硝效率、NOx排放濃度和單位NOx脫除耗氨量。脫硝運行信息的同比環(huán)比以月為單位，分別通過柱狀圖和表格的形式顯示當(dāng)月，上月以及去年同期的脫硝運行信息，便于直觀地進(jìn)行對比分析，由于同一臺機(jī)組使用的典型煤質(zhì)與運行工況也相似，可以通過較長時間間隔（如當(dāng)月與去年當(dāng)月）的SCR脫硝參數(shù)對比，判定催化劑的活性變化情況，進(jìn)而指導(dǎo)催化劑的吹灰、再生或換裝等策略。該模塊將各機(jī)組不同運行時期的參數(shù)對比，運行狀況較優(yōu)的時期可以給之后的運行提供一定的參考和指導(dǎo)作用，整個同比環(huán)比頁面見圖1。.jpg)
圖1同比環(huán)比界面
2.2同類型機(jī)組分析模塊
為了便于從不同機(jī)組容量的分類對集團(tuán)內(nèi)各機(jī)組重要脫硝參數(shù)進(jìn)行查詢，本模塊建立了300MW、600MW和1000MW三個類型機(jī)組的對標(biāo)體系。該模塊分為日分析，月分析和年分析3個界面，分別以小時、天、月為單位將同類型的機(jī)組進(jìn)行對標(biāo)分析，選取了機(jī)組運行小時數(shù)，機(jī)組發(fā)電量和機(jī)組平均負(fù)荷率等機(jī)組常規(guī)運行參數(shù)，以及機(jī)組入口、出口NOx濃度，平均脫硝效率，機(jī)組還原劑消耗量等脫硝系統(tǒng)運行參數(shù)。以柱狀圖和參數(shù)表格的形式直觀顯示同類型機(jī)組的橫向?qū)Ρ，便于同類型機(jī)組之間共享信息，相互交流借鑒，為同類型機(jī)組的運行提供一定指導(dǎo)。
圖2為該模塊中的日分析界面，可通過上方的日期查詢框具體點選到某天某時，以小時為單位將同類型機(jī)組的各項機(jī)組常規(guī)運行參數(shù)以及脫硝系統(tǒng)運行參數(shù)進(jìn)行對比分析，為機(jī)組脫硝系統(tǒng)的優(yōu)化運行提供建議。
圖2同類型機(jī)組日分析界面
月分析與年分析界面與日分析界面布局類似，在此不一一贅述。上述日分析，月分析和年分析，以不同的時間跨度，從每小時到每個月的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，將同類型機(jī)組的海量脫硝大數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計以及二次計算，建立了詳細(xì)的同類型機(jī)組對標(biāo)體系。
2．3區(qū)域機(jī)組分析模塊
由于入口、出口NOx濃度、脫硝效率、機(jī)組平均負(fù)荷率等指標(biāo)與機(jī)組容量、設(shè)計參數(shù)、地域、投運時間等因素有著很大的聯(lián)系，區(qū)域機(jī)組分析模塊設(shè)置了了一系列的對比方式來提高指標(biāo)間對比的可信度和可參考性。例如，通過分公司的選擇，可以比較處于同一地域電廠的相關(guān)參數(shù)，從而消除地域差異對煤質(zhì)的影響。這種方式可以讓發(fā)電企業(yè)以集團(tuán)內(nèi)其他區(qū)域電力企業(yè)先進(jìn)水平作為標(biāo)桿進(jìn)行學(xué)習(xí)。
區(qū)域機(jī)組分析中選取了不同區(qū)域分公司的機(jī)組發(fā)電量和機(jī)組平均負(fù)荷率等機(jī)組常規(guī)運行參數(shù)，以及機(jī)組入口、出口NOx濃度、平均脫硝效率、機(jī)組NOx減排量流量、機(jī)組還原劑消耗量等脫硝系統(tǒng)運行參數(shù)。
區(qū)域機(jī)組分析界面中，在上方的查詢欄中的公司選擇欄，可以選擇不同分公司或者全部分公司；電廠選擇欄中，可以選擇不同分公司下屬的各個電廠或全部電廠。通過公司選擇欄和電廠選擇欄的點選，首先可以實現(xiàn)對集團(tuán)不同分公司的總體運行情況和脫硝情況的比較分析，其次還可以分析同一區(qū)域的不同電廠以及同一電廠的不同機(jī)組的脫硝運行情況。
圖3為區(qū)域分析日報的界面，可通過上方的日期查詢框具體點選到某天某時。在下方顯示的圖表中，通過點擊柱狀圖下面的參數(shù)名稱，可實現(xiàn)在柱狀圖中增加或減少展示的參數(shù)量，便于直觀的將脫硝系統(tǒng)的各項參數(shù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ，同時鼠標(biāo)停留在柱狀圖上即可顯示具體參數(shù)的值，既形象又精確地對比分析了不同脫硝系統(tǒng)的常規(guī)運行參數(shù)和脫硝參數(shù)。
月報與年報界面與日報界面布局類似，在此不一一贅述。通過上述的區(qū)域分析日報，月報和年報界面，以不同的時間跨度，實現(xiàn)了集團(tuán)不同分公司，同一分公司不同電廠，同一電廠不同機(jī)組的對標(biāo)分析。通過不同區(qū)域的比較分析，可促進(jìn)集團(tuán)內(nèi)各分公司電廠的共同進(jìn)步。
3平臺特色
本平臺以C＃語言作為開發(fā)語言，結(jié)合SQL實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的采集處理和分析發(fā)布。
本平臺創(chuàng)新之處在于：第一，建立了單個、同類型、區(qū)域機(jī)組三個對標(biāo)體系，單個機(jī)組的對標(biāo)分析包括同比和環(huán)比，同類型和區(qū)域機(jī)組對標(biāo)分析的數(shù)據(jù)包括日報、月報、年報。實現(xiàn)了脫硝大數(shù)據(jù)內(nèi)部對標(biāo)與綜合對標(biāo)；第二，數(shù)據(jù)可視化，從不同地區(qū)或地域獲取信息知識方面，分布式傳感器已被廣泛應(yīng)用，將海量的對標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示有利于人們從數(shù)據(jù)中獲取所需的信息以及預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)展的趨勢。
4結(jié)束語
本文介紹了B／S架構(gòu)下的某集團(tuán)公司的SCR煙氣脫硝對標(biāo)管理平臺，利用SQL實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)脫硝大數(shù)據(jù)的整合處理，基于ASP．NET開發(fā)平臺，建立了單個機(jī)組、同類型、區(qū)域機(jī)組三個對標(biāo)體系，通過不同體系的對標(biāo)分析，為集團(tuán)各電廠機(jī)組脫硝系統(tǒng)的運行狀況提供指導(dǎo)意見.
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