一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，包括直接控制系统、管控一体化系统、厂级管理信息系统和数据库系统；直接控制系统，完成生产过程的数据采集和直接控制；管控一体化系统，为过程控制层提供操作指导；数据库系统为电厂的分析和决策提供支持；厂级管理信息系统，协调各部门的运转，实现全厂的安全、高效、经济运行机制。本发明将智能信息技术贯穿于企业的整体管理流程，可为管理者及时提供过去和现在的数据，并以提高机组出力、降低运维费用，减少故障发生率，延长设备寿命，提高运维人员技能，使互联网+智能信息技术与电力工业技术、现代管理技术有机融合，全面提升垃圾焚烧发电厂的生产技术和经营管理水平。
【专利说明】
一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统
技术领域
[0001]本发明涉及垃圾焚烧发电厂控制技术领域，更具体地说，涉及一种基于DCS的垃圾焚烧发电厂设备控制方法、系统和发电厂。
【背景技术】
[0002]垃圾焚烧发电是将生活垃圾进行焚烧及处理后，驱动汽轮机等发电设备的新兴发电形式。针对垃圾焚烧发电厂配套合理完善的控制方法和设备，是垃圾焚烧发电通讯、垃圾处理及设备状态反馈等指令传达及执行的保证。
[0003]随着电力行业的技术快速发展，垃圾焚烧发电厂运行自动化水平日趋提高，要求发电厂锅炉、汽机和电气实现一体化运行自动化。多数垃圾焚烧发电厂都设计有锅炉、汽机自动化控制的分布集散控制系统，以机组工艺系统控制为主，在新建和改建电厂中得以大量应用；而机组石用电系统的运行监控自动化应用设计较少，发电厂厂用电系统的测量，保护动作、事帮追忆等信息只能通过硬接点有限地进入DCS，而传统的DCS具有信号标准化、(PU分散、全面冗余、图形化编程、积木式拼搭(软件&硬件)、网络灵合等缺点。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，包括直接控制系统、管控一体化系统、厂级管理信息系统和数据库系统；
[0006]直接控制系统，完成生产过程的数据采集和直接控制；
[0007]管控一体化系统，完成厂级生产过程的监控，结合厂级管理信息系统和直接控制系统提供的生产过程的数据，对控制系统和机组性能进行整体优化和分析，为过程控制层提供操作指导，同时为厂级管理信息系统提供所需的分析、统计信息；
[0008]数据库系统，以关系数据库和实时数据库为基础，通过面向数据主题的电厂数据仓库，构成智能化电厂的数据库支持系统和技术支撑平台，所述数据库系统对电厂各类数据进行分析、提炼、集成，为电厂的分析和决策提供支持；
[0009]厂级管理信息系统根据管控一体化系统和数据库系统提供的数据，优化电厂的生产计划和策略，协调各部门的运转，实现全厂的安全、高效、经济运行机制。
[0010]进一步，所述直接控制系统包括包括单元机组主控系统、汽轮机数字电液控制系统、脱硫控制系统、汽轮机数字管理系统及辅助控制网。
[0011]进一步，管控一体化系统包括实时数据处理系统和机组厂级性能计算及优化分析系统，
[0012]所述实时数据处理系统用于对控制系统进行实时数据的采集、存储和管理;所述机组厂级性能计算及优化分析系统，使用机组厂级性能计算和分析应用软件，并提供在线计算的能力，以计算整个电厂的各种效率、损耗及性能参数，通过整个电厂运行进行优化评估。
[0013]进一步，所述优化分析系统包括对过程数据和成本进行评估;对实时数据有效性核实、过程监视、测量数据重新评估;优化操作运行条件并预测运行趋势;监视过程数据，比较目标和实时数据的差距;对缺陷进行分析，改进电厂操作;通过过程分析，用于计划和优化控制。
[0014]有益技术效果:
[0015]本发明将智能信息技术贯穿于企业的整体管理流程，可为管理者及时提供过去和现在的数据，并以提高机组出力、降低运维费用，减少故障发生率，延长设备寿命，提高运维人员技能，使互联网+智能信息技术与电力工业技术、现代管理技术有机融合，全面提升垃圾焚烧发电厂的生产技术和经营管理水平。
【具体实施方式】
[0016]以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述;应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0017]一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，包括直接控制系统、管控一体化系统、厂级管理信息系统和数据库系统;直接控制系统，完成生产过程的数据采集和直接控制；管控一体化系统，完成厂级生产过程的监控，结合直接控制系统提供的生产过程的数据，对控制系统和机组性能进行整体优化和分析，为过程控制层提供操作指导，同时为厂级管理信息系统提供所需的分析、统计信息；数据库系统，以关系数据库和实时数据库为基础，通过面向数据主题的电厂数据仓库，构成智能化电厂的数据库支持系统和技术支撑平台，所述数据库系统对电厂各类数据进行分析、提炼、集成，为电厂的分析和决策提供支持；厂级管理信息系统根据管控一体化系统和数据库系统提供的数据，优化电厂的生产计划和策略，协调各部门的运转，实现全厂的安全、高效、经济运行机制。
[0018]直接控制系统完成生产过程的数据采集和直接控制，包括单元机组主控系统(DCS)、汽轮机数字电液控制系统(DEH)、脱硫控制系统(DCS)、汽轮机数字管理系统(TDM)及辅助控制网(水处理、垃圾、除灰渣、除尘)等辅助设备的控制系统。
[0019]目前控制技术的发展是以现场总线为基础的机、炉、电、辅一体化的先进控制系统，该控制系统直接与生产设备关联，随设备直接集成，主要提供设备的运行实时信息及状况。
[0020]现场总线仪表都为智能型仪表，它们所提供的丰富的数据都可通过总线上传到DCS或PLC，增加了现场数据的信息量，提高了数据采集精度，为SIS提供更加丰富的现场数据，为发挥SIS强大的数据分析、优化功能奠定基础。工程师或操作员站的显示屏(LCD)上能够容易地查看仪表工作情况，对仪表进行调校及参数修改，大大减轻了维护工作量，减少了维护人员。
[0021 ]主要的现场总线仪表有以下几种类型:
[0022](I)执行器:进口产品SIPOS或AUMA等都有冗余的PR0FIBUS-DP总线接口。
[0023](2)压力(差压)变送器:西门子、E+H、EJA都有PR0FIBUS-DP或PA现场总线通信接
□O
[0024](3)智能温度变送器:带总线接口的温度变送器已开发出来。
[0025](4)液位、物位计:与压力变送器一样，基本都有PR0F1BUS-DP或PA现场总线通信接□O
[0026](5)特殊仪表:如氧量表、飞灰含碳表等已带有通信接口。
[0027](6)化学仪表:导电表、pH值表、纳表、硅表等分析仪表基本都带有总线接口。
[0028](7)电气仪表:主要是以微机为基础的控制保护装置，都带有通信接口。
[0029]管控一体化系统，它完成厂级生产过程的监控，结合管理层的信息和直接控制区提供的生产基础数据，对控制系统和机组性能进行整体优化和分析，为过程控制层提供操作指导，同时为生产经营辅助决策层提供所需的分析、统计信息。
[0030]电厂管控一体化是构架在全厂厂级监控信息系统(SIS/MIS)上的，它与DCS协同，SIS各种询优计算，可以通讯给DCS，由DCS完成优化控制。SIS把电厂主要生产过程中不同控制系统、不同的数据源的各种信息汇总，并进行加工处理，实现厂级生产过程实时数据处理、机组厂级性能计算和优化分析、设备综合管理和其他高层辅助决策等功能。
[0031 ]管控一体化系统包括实时数据处理系统和机组厂级性能计算及优化分析系统，
[0032]实时数据处理系统是用于对控制系统进行实时数据的采集、存储和管理，它是电厂SIS对发电生产监控管理的基础，在电厂控制系统和SIS之间起着桥梁作用，主要功能如下:
[0033 ] (I)采集下列电厂生产及电网系统的实时数据:DCS及FDG-DCS;垃圾、灰、水集中控制系统；电网控制系统;汽轮机管理系统;垃圾成分分析数据等。
[0034](2)海量数据存储:服务器容量标签量配置在3万点时，数据存储时间大于4a。
[0035](3)数据接口:为其他应用系统(管理、经营等)提供实时数据。
[0036](4)数据查询:可设置查询条件(如范围、时间段等)，通过浏览器进行查询。
[0037](5)数据发布:系统数据可以通过网页发布。
[0038](6)计算和统计分析:进行基本数据计算(如累加、平均、最大值、最小值、加权平均等)，对表示系统性能的参数值进行统计分析。
[0039](7)数据一致性处理:对不同数据源采集到的实时数据进行有效性和一致性处理，在显示界面和与其他系统的交换界面一般采用KKS编码标准。
[0040]厂级性能计算用经济分析系统对全厂的经济运行和有序管理有重要的指导意义。使用专用的机组厂级性能计算和分析应用软件，并提供在线计算的能力，以计算整个电厂的各种效率(锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统等)、损耗(垃圾、水、电、热耗等)及性能参数等。优化分析系统指通过整个电厂运行进行优化评估，发现运行中的问题，并进行必要的操作指导，达到效益的最大化和成本的最低化。
[0041](I)机组厂级性能计算的基本功能:性能计算的基本工具库包括:计算水、蒸汽、空气和烟气的湿度、焓、比容等物理性质;计算燃料、烟气的热量;将锅炉作为热交换器计算其热平衡;计算垃圾、点火燃油或燃气和余热锅炉的热平衡及热效率;计算机组的毛效率与净效率(正、反平衡方法)；计算汽轮机、凝汽器的效率;计算以液体、气体为介质的旋转机械的效率;计算发电机的效率。
[0042]性能计算的期望值与实际计算值相比较得出的偏差应以曲线和百分数显示在计算站和值长站的LCD上。值长可对显不结果进行分析，以使机组运行在最佳状态。系统分析偏差产生原因和提出改进措施的功能。
[0043](2)优化分析的基本功能:对过程数据和成本进行评估;实时数据有效性核实、过程监视、测量数据重新评估;优化操作运行条件并预测运行趋势;监视过程数据，比较目标和实时数据的差距;对某点缺陷进行分析，改进电厂操作;通过过程分析，用于计划和优化控制等。
[0044]进行离线仿真优化，数据来源可以手工输入或通过文件方式将在线的实时数据导入，历史数据可通过EXCEL导入，优化后的目标数据可导入在线方式下的运行系统中。
[0045]SIS在电厂的使用已经很普遍，但在垃圾焚烧发电厂机组上的使用经验及专家分析基本没有，可利用其强大的数据分析功能，逐渐对垃圾焚烧发电厂的运行经验进行积累，形成一套本厂的专家分析系统，可用于指导和优化机组的运行。同时可再现机组历史运行数据，并进行离线仿真优化，成为对运行人员进行仿真培训的教材。这样，对保障机组的安全稳定运行具有很大的现实意义，真正实现全厂管控一体化。
[0046]厂级管理信息系统根据管控一体化系统和数据库系统提供的数据，优化电厂的生产计划和策略，协调各部门的运转，实现全厂的安全、高效、经济运行机制。厂级管理信息系统包括括全厂生产、经营、管理的各个环节。MIS根据业务情况可划分成生产业务系统、企业资产管理系统(EAM)、综合信息查询系统、报价辅助决策系统(商业运营管理)、办公自动化系统、系统维护子系统，
[0047]系统除具有常规MIS的功能外还具有如下特点:
[0048](I)无纸化办公:以先进网络通信技术为基础，通过办公自动化OA系统，日常办公流程全剖在计算机中实现，包括日常报表、合同会签审批、采购审批单、通报公告等，全部以电子文档的形式通正计算机分发给相关人员，大大节约了办公用纸，提高了办事效率。
[0049](2)数字档案室:公司所有图纸资料全部以电子文档的形式储存在MIS的数据库中，包括工程图纸、工程竣工验收、变更记录、设备说明书、库存备品备件、技术监督记录、检修记录及合同协议等，实现信息共享随时查询。
[0050](3)视频监视:全厂重点防盗、防火部位采用视频监视系统，如主油箱、电缆夹层、电缆沟、油罐区、主厂房、主要通道、大门和后门等，并有视频动态弹出功能及声光报警，视频数据压缩后保存在服务器中。
[0051]数据库系统，该系统以关系数据库和实时数据库为基础，通过面向数据主题的电厂数据仓库，构成智能化电厂的数据库支持系统和技术支撑平台。电厂数据库可对电厂各类数据进行分析、提炼、集成，为电厂的分析和决策提供支持。
[0052]以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，其特征在于:包括直接控制系统、管控一体化系统、厂级管理信息系统和数据库系统； 直接控制系统，完成生产过程的数据采集和直接控制； 管控一体化系统，完成厂级生产过程的监控，结合厂级管理信息系统和直接控制系统提供的生产过程的数据，对控制系统和机组性能进行整体优化和分析，为过程控制层提供操作指导，同时为厂级管理信息系统提供所需的分析、统计信息； 数据库系统，以关系数据库和实时数据库为基础，通过面向数据主题的电厂数据仓库，构成智能化电厂的数据库支持系统和技术支撑平台，所述数据库系统对电厂各类数据进行分析、提炼、集成，为电厂的分析和决策提供支持； 厂级管理信息系统，根据管控一体化系统和数据库系统提供的数据，优化电厂的生产计划和策略，协调各部门的运转，实现全厂的安全、高效、经济运行机制。2.根据权利要求1所述的一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，其特征在于:所述直接控制系统包括包括单元机组主控系统、汽轮机数字电液控制系统、脱硫控制系统、汽轮机数字管理系统及辅助控制网。3.根据权利要求2所述的一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，其特征在于:管控一体化系统包括实时数据处理系统和机组厂级性能计算系统及优化分析系统， 所述实时数据处理系统用于对控制系统进行实时数据的采集、存储和管理； 所述机组厂级性能计算及优化分析系统，使用机组厂级性能计算和分析应用软件，并提供在线计算的能力，以计算整个电厂的各种效率、损耗及性能参数;通过整个电厂运行进行优化评估。4.根据权利要求3所述的一种智能化城市生活垃圾焚烧发电管理系统，其特征在于:优化分析包括对过程数据和成本进行评估;对实时数据有效性核实、过程监视、测量数据重新评估;优化操作运行条件并预测运行趋势；监视过程数据，比较目标和实时数据的差距;对缺陷进行分析，改进电厂操作;通过过程分析，用于计划和优化控制。
【文档编号】G05B19/418GK105929808SQ201610505226
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】熊伟, 孙长领, 江洪, 孔德峰, 孙晋诚, 蒋孝兵, 陈旭东, 周伟, 冯亚彬, 万明勇
【申请人】重庆钢铁集团设计院有限公司