一、引言
　　
　　目前國內(nèi)大型火電廠和機(jī)組基本實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的DCS化，一股“DCS”的浪潮正在席卷各種類型的電廠和機(jī)組。在電廠和機(jī)組計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上，越來越多的電廠開始重視運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性問題，優(yōu)化運(yùn)行逐步成為電廠運(yùn)行管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
　　
　　性能計(jì)算是DCS系統(tǒng)的一個(gè)重要功能，但是傳統(tǒng)的性能計(jì)算功能主要是為生產(chǎn)管理服務(wù)的，對計(jì)算的實(shí)時(shí)性要求不高（通常是十分鐘或更長時(shí)間計(jì)算一次），而且除了性能計(jì)算功能之外，沒有性能分析和運(yùn)行指導(dǎo)功能。顯然這樣的性能計(jì)算功能對優(yōu)化運(yùn)行的指導(dǎo)作用是非常有限的。
　　
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以新型DCS系統(tǒng)平臺（如新華公司的XDPS-400系統(tǒng)）為基礎(chǔ)，*可以實(shí)現(xiàn)性能計(jì)算以及更復(fù)雜的分析和計(jì)算功能的實(shí)時(shí)在線計(jì)算。以實(shí)時(shí)在線性能計(jì)算功能為基礎(chǔ)開發(fā)出的性能分析系統(tǒng)，與DCS系統(tǒng)結(jié)合在一起，將能夠更充分的發(fā)揮DCS系統(tǒng)的潛力，使DCS系統(tǒng)發(fā)揮優(yōu)化運(yùn)行的作用。
　　
　　新華公司“大型火電機(jī)組性能分析系統(tǒng)”XPAS是新華公司在XDPS系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)的面向運(yùn)行的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了性能計(jì)算、能損分析、故障診斷和運(yùn)行指導(dǎo)三種分析和診斷功能，是電廠輔助優(yōu)化運(yùn)行和優(yōu)化管理的有效工具。
　　
　　二、XPAS的性能計(jì)算功能。
　　
　　DCS系統(tǒng)配置XPAS的性能計(jì)算軟件后，能提供機(jī)組及主要輔機(jī)的性能值和機(jī)組性能的長期變化趨勢。利用此功能，運(yùn)行人員和管理人員將能夠知道機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行的性能指標(biāo)；通過DCS的報(bào)表功能和歷史記錄功能，管理人員能夠知道各個(gè)運(yùn)行班組的平均運(yùn)行性能指標(biāo)和機(jī)組性能的長期變化趨勢，為運(yùn)行考核和設(shè)備維修提供依據(jù)。性能計(jì)算功能提供了許多不能直接測量的機(jī)組和主要設(shè)備的性能指標(biāo)：
　　
　　1.機(jī)組性能如機(jī)組熱耗率、汽耗率、循環(huán)熱效率、廠用電率、發(fā)電煤耗、供電煤耗等。
　　
　　2.鍋爐性能如燃燒效率、排煙熱損失和其他各項(xiàng)燃燒損失等。
　　
　　3.空預(yù)器性能如空預(yù)器漏風(fēng)率、煙氣側(cè)效率、空氣側(cè)效率等。
　　
　　4.汽輪機(jī)性能如汽缸進(jìn)汽流量、排汽流量、效率、輸出內(nèi)功、低壓缸排汽干度、低壓缸排汽焓等。
　　
　　5.小機(jī)和給水泵性能如小機(jī)效率、給水泵效率、給水泵給水焓升等。
　　
　　6.加熱器性能如進(jìn)汽流量、端差、抽汽管道壓損、給水焓升等。
　　
　　7.除氧器性能如進(jìn)汽流量、抽汽管道壓損、過冷度等。
　　
　　8.凝汽器性能如過冷度、傳熱端差、循環(huán)水溫升、傳熱系數(shù)、清潔度系數(shù)、循環(huán)水流量（熱平衡法計(jì)算）等。
　　
　　三、XPAS的能損分析功能
　　
　　XPAS的性能計(jì)算功能提供了機(jī)組的當(dāng)前性能值，但是運(yùn)行和管理人員并不能知道在滿足機(jī)組當(dāng)前發(fā)電量指標(biāo)前提下的可能*性能指標(biāo)，也不知道各參數(shù)偏差對于性能指標(biāo)偏差（*性能指標(biāo)與當(dāng)前性能指標(biāo)之差）的貢獻(xiàn)量（稱為能損），優(yōu)化運(yùn)行和安排檢修仍然無從下手。能損分析功能試圖解決這個(gè)問題，它是為優(yōu)化運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)備檢修而開發(fā)的軟件。首先，性能分析系統(tǒng)的能損分析模塊計(jì)算出當(dāng)前機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)工況（此工況為與當(dāng)前機(jī)組總給水流量相同情況下機(jī)組可能的*性能工況）；然后將機(jī)組的當(dāng)前運(yùn)行工況與這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工況相比較，利用等效焓降理論計(jì)算出具體參數(shù)偏差對于性能指標(biāo)偏差的貢獻(xiàn)（參數(shù)偏差引起的能損），這樣運(yùn)行人員可以有針對性的進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整，管理人員可以有針對性的安排檢修，達(dá)到優(yōu)化運(yùn)行和優(yōu)化設(shè)備檢修的目的。
　　
　　能損分析項(xiàng)目有以下內(nèi)容：
　　
　　1.主蒸汽壓力偏差引起的能損；
　　
　　2.主蒸汽溫度偏差引起的能損；
　　
　　3.再熱蒸汽溫度偏差引起的能損；
　　
　　4.過熱器噴水減溫引起的能損；
　　
　　5.再熱器噴水減溫引起的能損；
　　
　　6.加熱器端差增大引起的能損（各個(gè)加熱器）；
　　
　　7.管道散熱增大引起的能損（各個(gè)抽汽管道、主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、主給水管道）；
　　
　　8.管道壓損增大引起的能損（各個(gè)抽汽管道、主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、主給水管道）；；
　　
　　9.凝汽器真空降低引起的能損；
　　
　　10.凝汽器過冷度增大引起的能損；
　　
　　四、XPAS的故障診斷和運(yùn)行指導(dǎo)功能
　　
　　XPAS的能損分析模塊能夠?qū)崟r(shí)定量算出各種參數(shù)偏差引起的能損，但是能損的產(chǎn)生可能是由于運(yùn)行的原因所引起，也可能是由于設(shè)備的原因所引起。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，參數(shù)的變化可能是某種事故的先兆。如何區(qū)分是運(yùn)行原因引起的能損還是由于設(shè)備原因引起的能損？如何通過運(yùn)行調(diào)整減小能損？設(shè)備引起能損的可能原因是什么？參數(shù)變化可能是哪種事故的先兆？定位故障后應(yīng)采取什么處理措施？本模塊試圖回答這些問題。本模塊包含以下內(nèi)容：
　　
　　1.運(yùn)行指導(dǎo)和設(shè)備狀況診斷指導(dǎo)。給出參數(shù)偏差引起能損增加的可能原因和解決方案。
　　
　　2.故障預(yù)報(bào)、故障診斷和故障處理指導(dǎo)。參數(shù)變化所表征的設(shè)備故障，有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行人員可能較早發(fā)現(xiàn)。但由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)需要監(jiān)測的參數(shù)很多，或由于運(yùn)行人員的疏忽，都有可能不能及早發(fā)現(xiàn)故障。利用計(jì)算機(jī)軟件輔助故障預(yù)報(bào)和故障診斷是解決這個(gè)問題的有力工具。計(jì)算機(jī)軟件還能夠提出故障處理的指導(dǎo)性意見，起到“運(yùn)行專家”的作用，減輕真正運(yùn)行專家的勞動強(qiáng)度，這更是一般人力所不及的。
　　
　　本模塊利用專家系統(tǒng)原理，吸收了許多電廠運(yùn)行專家的知識。為使得軟件更為“人性化”、更為切合具體機(jī)組的實(shí)際，可以將具體機(jī)組的爐、機(jī)、電運(yùn)行規(guī)程的相關(guān)內(nèi)容都做進(jìn)軟件中，并按照具體電廠專家的意見設(shè)計(jì)人機(jī)界面。
　　
　　五、XPAS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和與MIS系統(tǒng)的區(qū)別
　　
　　1.XPAS系統(tǒng)是面向運(yùn)行的軟件系統(tǒng)，與MIS系統(tǒng)面向管理的開發(fā)取向不同；
　　
　　2.XPAS系統(tǒng)是在新華公司XDPS系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)的軟件系統(tǒng)，其分析和計(jì)算結(jié)果可在所有DCS操作員站上調(diào)閱，直接起到指導(dǎo)運(yùn)行的作用；MIS系統(tǒng)只能從DCS系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，不能直接指導(dǎo)運(yùn)行。
　　
　　3.XPAS系統(tǒng)秉承了新華公司XDPS系統(tǒng)軟件的全部優(yōu)點(diǎn)（實(shí)時(shí)性、靈活性、易學(xué)習(xí)性、自主知識產(chǎn)權(quán)），適用于新華公司XDPS的DCS系統(tǒng)，也可適應(yīng)其他的DCS系統(tǒng)。
　　
　　五.運(yùn)行硬件環(huán)境
　　
　　1.完整軟件系統(tǒng)的運(yùn)行需在DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中增加一個(gè)性能計(jì)算站，如圖1所示。性能計(jì)算站的配置同歷史站。

　　
　　2.單獨(dú)的性能計(jì)算功能軟件也可利用DCS系統(tǒng)的工程師站運(yùn)行。
　　
　　注：XPAS為英文XINHUAPERFORMANCEANASYSISSYSTEM的縮寫