本發(fā)明屬于電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電廠風(fēng)機(jī)的性能監(jiān)控方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
風(fēng)機(jī)是火電廠重要的輔機(jī)，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電耗占到了電廠廠用電的30％左右。風(fēng)機(jī)在出廠時(shí)，生產(chǎn)廠家同時(shí)提供給用戶一套性能設(shè)計(jì)曲線，性能設(shè)計(jì)曲線表征出了風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)性能，其與風(fēng)機(jī)的葉輪翼型、機(jī)殼形狀、導(dǎo)葉型式、驅(qū)動型式等密切相關(guān)，并給出了風(fēng)機(jī)在不同的流量下對應(yīng)的最優(yōu)工況以及最優(yōu)效率。但由于電廠機(jī)組負(fù)荷的變動，以及燃用煤種的變化，使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況不斷發(fā)生變化，風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率往往偏離了設(shè)計(jì)值，不同的流量下對應(yīng)的實(shí)際最優(yōu)工況以及實(shí)際最優(yōu)效率跟設(shè)計(jì)曲線有所區(qū)別。據(jù)統(tǒng)計(jì)，多數(shù)電廠風(fēng)機(jī)的平均效率低于70％，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)效率，因此具有巨大的節(jié)電潛力。在目前電廠運(yùn)行方式下，風(fēng)機(jī)的性能優(yōu)化尚缺乏有效的理論支持和系統(tǒng)平臺，性能優(yōu)化的基礎(chǔ)是能夠在線監(jiān)測出風(fēng)機(jī)的效率，從而根據(jù)風(fēng)機(jī)的效率對工況數(shù)據(jù)進(jìn)行針對性的調(diào)整，而目前電廠風(fēng)機(jī)效率多采用現(xiàn)場試驗(yàn)的方式來測量，缺乏在線監(jiān)視系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)能通過風(fēng)機(jī)電源改造來進(jìn)行風(fēng)機(jī)的節(jié)能優(yōu)化，如專利文獻(xiàn)ZL201410555827.9《一種動葉可調(diào)式引風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)》采用高壓變頻器來提高效率。然而該方法需要對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改造，不具有普適性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種電廠風(fēng)機(jī)的性能監(jiān)控方法與系統(tǒng)，其目的在于通過對風(fēng)機(jī)的工部數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集獲得風(fēng)機(jī)的效率，從而對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，提高風(fēng)機(jī)的效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電廠風(fēng)機(jī)的性能監(jiān)控方法，包括以下步驟：S1.向電廠風(fēng)機(jī)采集工況數(shù)據(jù)，所述工況數(shù)據(jù)包括風(fēng)機(jī)的流量，壓升以及功率；S2.根據(jù)所述工況數(shù)據(jù)獲得風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)效率η，并儲存所述實(shí)時(shí)效率及其對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)；S3.根據(jù)所述實(shí)時(shí)效率及其對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)，獲得不同的流量分別對應(yīng)的實(shí)時(shí)效率的最大值，作為所述流量對應(yīng)的最優(yōu)效率；所述最優(yōu)效率對應(yīng)的其它工況數(shù)據(jù)為最優(yōu)工況數(shù)據(jù)；S4.對比實(shí)時(shí)效率以及當(dāng)前的流量所對應(yīng)的最優(yōu)效率，當(dāng)最優(yōu)效率大于實(shí)時(shí)效率時(shí)，則將最優(yōu)工況數(shù)據(jù)發(fā)送給外部。優(yōu)選地，所述工況數(shù)據(jù)還包括入口靜壓，入口溫度，入口動葉開度以及出口動葉開度。優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)效率η的具體計(jì)算方法為：其中，Qv為流量，pF為壓升，P為功率，k為常數(shù)。優(yōu)選地，所述步驟S2.還包括，判斷失速余量是否小于工況閾值，并根據(jù)判斷結(jié)果將失速提醒信號發(fā)送給外部，所述失速余量為所述流量與壓升的函數(shù)。優(yōu)選地，在所述步驟S4.之后還包括步驟S5.，顯示模塊將所述性能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)或信號進(jìn)行顯示。按照本發(fā)明的另一方面，還提供了一種利用該方法的性能監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊，效率計(jì)算與儲存模塊，數(shù)據(jù)挖掘模塊以及效率優(yōu)化模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于向電廠風(fēng)機(jī)采集工況數(shù)據(jù)，所述工況數(shù)據(jù)包括流量和壓升；所述效率計(jì)算與儲存模塊的輸入端連接所述數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端，用于根據(jù)所述工況數(shù)據(jù)獲得風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)效率η，同時(shí)，將所述實(shí)時(shí)效率與對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存；所述數(shù)據(jù)挖掘模塊的輸入端連接所述效率計(jì)算模塊的第一輸出端，用于獲得不同的流量分別對應(yīng)的實(shí)時(shí)效率的最大值，作為所述流量對應(yīng)的最優(yōu)效率；所述效率優(yōu)化模塊的第一輸入端連接所述效率計(jì)算與儲存模塊的第二輸出端，第二輸入端連接所述數(shù)據(jù)挖掘模塊的輸出端，用于對比當(dāng)前的流量所對應(yīng)的最優(yōu)效率和實(shí)時(shí)效率，當(dāng)最優(yōu)效率大于實(shí)時(shí)效率時(shí)，則將最優(yōu)效率對應(yīng)的其它工況數(shù)據(jù)發(fā)送給外部。優(yōu)選地，所述性能監(jiān)控系統(tǒng)還包括失速提醒模塊，所述失速提醒模塊用于判斷失速余量是否小于工況閾值，并根據(jù)判斷結(jié)果將失速提醒信號發(fā)送給外部，所述失速余量為所述流量與壓升的函數(shù)。優(yōu)選地，所述性能監(jiān)控系統(tǒng)還包括效率監(jiān)控模塊，所述效率監(jiān)控模塊的輸入端連接所述效率計(jì)算與儲存模塊的第三輸出端，用于根據(jù)外部的請求，計(jì)算當(dāng)前一段時(shí)間Δt內(nèi)的平均實(shí)時(shí)效率，以及歷史一段時(shí)間Δt內(nèi)的平均實(shí)時(shí)效率；并將所述當(dāng)前的平均實(shí)時(shí)效率與歷史的平均實(shí)時(shí)效率進(jìn)行對比，如果所述平均實(shí)時(shí)效率的下降量超過效率下降閾值，則將效率下降信號發(fā)送給外部。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述一段時(shí)間Δt為3天～10天。優(yōu)選地，所述性能監(jiān)控系統(tǒng)還包括顯示模塊，所述顯示模塊用于將所述性能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)或信號進(jìn)行顯示?？傮w而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于通過對電廠風(fēng)機(jī)的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、儲存和數(shù)據(jù)挖掘，能夠取得下列有益效果：1、通過設(shè)置于風(fēng)機(jī)上的傳感器和現(xiàn)有的電廠控制系統(tǒng)，可對電廠風(fēng)機(jī)的工況數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，并即時(shí)計(jì)算出風(fēng)機(jī)的效率，更便于對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行迅速調(diào)整和優(yōu)化，使風(fēng)機(jī)在實(shí)際的工況數(shù)據(jù)范圍內(nèi)始終保持較高的效率；2、通過歷史的實(shí)時(shí)效率的最大值的統(tǒng)計(jì)，從而獲得當(dāng)前風(fēng)機(jī)流量下能獲得最高效率的工況數(shù)據(jù)，作為電廠風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參考；3、優(yōu)選通過失速提醒模塊來判斷風(fēng)壓的流量和壓力是否超過工況閾值，并根據(jù)判斷結(jié)果將失速提醒信號發(fā)送給外部，防止風(fēng)機(jī)失速而影響電廠風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率；4、優(yōu)選通過效率監(jiān)控模塊統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)效率在一段時(shí)間內(nèi)的變化，從而更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備的損壞或老化對電廠風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的影響，而及時(shí)做出調(diào)整。附圖說明圖1為本發(fā)明電廠風(fēng)機(jī)的性能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電廠風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)性能曲線示意圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種電廠風(fēng)機(jī)的性能監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊，效率計(jì)算與儲存模塊，數(shù)據(jù)挖掘模塊以及效率優(yōu)化模塊等模塊，如圖1所示。其中，數(shù)據(jù)采集模塊用于向電廠風(fēng)機(jī)采集風(fēng)機(jī)的流量，壓升，入口靜壓，入口溫度，入口動葉開度，出口動葉開度，風(fēng)機(jī)的功率等工況數(shù)據(jù)；所述效率計(jì)算與儲存模塊的輸入端連接所述數(shù)據(jù)采集模塊的第一輸出端，用于根據(jù)所述工況數(shù)據(jù)獲得風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)效率η，同時(shí)，將歷史的實(shí)時(shí)效率與對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行本地存儲，或者發(fā)送到外部服務(wù)器進(jìn)行存儲；所述失速提醒模塊的輸入端連接所述數(shù)據(jù)采集模塊的第二輸出端，用于判斷失速余量是否小于工況閾值，并根據(jù)判斷結(jié)果將失速提醒信號發(fā)送給外部。所述失速余量為所述流量與壓升的函數(shù)f(Qv,pF)<ε，由風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)曲線上得出。其中，pF＝p2-p1，p2為出口全壓，p1為入口全壓。所述數(shù)據(jù)挖掘模塊的輸入端連接所述效率計(jì)算模塊的第一輸出端，用于獲得不同的風(fēng)機(jī)流量分別對應(yīng)的歷史的實(shí)時(shí)效率的最大值，作為不同的風(fēng)機(jī)流量分別對應(yīng)的最優(yōu)效率；所述效率優(yōu)化模塊的第一輸入端連接所述效率計(jì)算與存儲模塊的第二輸出端，第二輸入端連接所述數(shù)據(jù)挖掘模塊的輸出端，用于對比當(dāng)前的風(fēng)機(jī)流量所對應(yīng)的最優(yōu)效率和實(shí)時(shí)效率，當(dāng)最優(yōu)效率大于實(shí)時(shí)效率時(shí)，則將最優(yōu)效率對應(yīng)的除風(fēng)機(jī)流量以外的其它工況數(shù)據(jù)發(fā)送給外部；否則將當(dāng)前的風(fēng)機(jī)流量在風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)曲線上對應(yīng)的其它工況數(shù)據(jù)發(fā)送給外部；所述性能監(jiān)控系統(tǒng)還包括效率監(jiān)控模塊，所述效率監(jiān)控模塊的輸入端連接所述效率計(jì)算與存儲模塊的第三輸出端，用于根據(jù)外部的請求，計(jì)算當(dāng)前一段時(shí)間Δt內(nèi)的平均實(shí)時(shí)效率，以及歷史一段時(shí)間Δt內(nèi)的平均實(shí)時(shí)效率；并將所述當(dāng)前的平均實(shí)時(shí)效率與歷史的平均實(shí)時(shí)效率進(jìn)行對比，如果所述平均實(shí)時(shí)效率的下降量超過效率下降閾值，則將效率下降信號發(fā)送給外部。所述性能監(jiān)控系統(tǒng)，還可以包括顯示模塊，所述顯示模塊用于將所述性能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)或信號(如失速提醒模塊發(fā)出的失速提醒信號，效率優(yōu)化模塊發(fā)出的工況數(shù)據(jù)或者效率監(jiān)控模塊發(fā)出的效率下降信號)用數(shù)據(jù)的形式或者圖形化界面的形式進(jìn)行顯示。該性能監(jiān)控系統(tǒng)的工作步驟如下：S1.通過在風(fēng)機(jī)入口和出口設(shè)置的風(fēng)量傳感器、全壓傳感器、靜壓傳感器、溫度傳感器、靜葉或動葉開度的編碼器、功率表等采集風(fēng)機(jī)的流量，壓升，功率等工況數(shù)據(jù)；然后通過信號采集器、數(shù)模轉(zhuǎn)化器和電纜，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊中；其中，風(fēng)量傳感器可以為任何適合實(shí)際風(fēng)機(jī)的流量計(jì)，例如，差壓式流量計(jì)、速度場式流量計(jì)、熱式流量計(jì)、超聲波式流量計(jì)等。同時(shí)，可以通過廠級信息監(jiān)控系統(tǒng)(SIS系統(tǒng))采集部分風(fēng)機(jī)機(jī)組的工況數(shù)據(jù)，如機(jī)組負(fù)荷、機(jī)組燃煤量等，如表1所示；所有通過SIS采集的數(shù)據(jù)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊中。表1電廠風(fēng)機(jī)工況數(shù)據(jù)S2.效率計(jì)算與存儲模塊根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊獲得的工況數(shù)據(jù)，計(jì)算風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)效率η并輸出，同時(shí)將歷史的實(shí)時(shí)效率與對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，由于歷史數(shù)據(jù)量十分龐大，可以另外在外部服務(wù)器上設(shè)置歷史數(shù)據(jù)存儲模塊，實(shí)時(shí)將歷史的實(shí)時(shí)效率與對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)輸入歷史數(shù)據(jù)存儲模塊進(jìn)行保存；由于，電廠每隔2～3年會大修一次，或者有更換設(shè)備的情況，此時(shí)需要將歷史數(shù)據(jù)初始化，重新進(jìn)行尋優(yōu)。風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)效率η的計(jì)算方式有很多，例如，可以采取以下公式：風(fēng)機(jī)全壓功率風(fēng)機(jī)軸功率風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)效率式中：風(fēng)機(jī)壓升pF＝p2-p1(Pa)，p2和p1分別為出口全壓和入口全壓，Qv為風(fēng)機(jī)流量，kp為壓縮修正系數(shù)，通常為常數(shù)，U和I分別為風(fēng)機(jī)所在母線電壓與實(shí)際電流，也可以直接通過功率表輸出的風(fēng)機(jī)功率P計(jì)算，ηy為原動機(jī)的效率，對于電動驅(qū)動的風(fēng)機(jī)通常以常數(shù)0.95計(jì)，cosθ為電機(jī)功率因數(shù)，通常采用電機(jī)出廠時(shí)的設(shè)計(jì)值計(jì)算，針對特定電機(jī)為常數(shù)。同時(shí)，失速提醒模塊判斷所述工況數(shù)據(jù)，如失速余量是否小于工況閾值(即f(Qv,pF)<ε，ε為根據(jù)風(fēng)機(jī)型號設(shè)定的工況閾值，f(Qv,pF)為與風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)性能曲線相關(guān)的函數(shù))，并根據(jù)判斷結(jié)果將失速提醒信號發(fā)送給外部；如圖2為引風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)性能曲線，其中，橫坐標(biāo)表示流量，縱坐標(biāo)表示壓升，虛線部分表示失速區(qū)，風(fēng)機(jī)的實(shí)際流量與壓升的關(guān)系在設(shè)計(jì)性能曲線上的值為工況點(diǎn)，工況點(diǎn)與失速區(qū)的距離為失速余量f(Qv,pF)。由于火電廠的鍋爐兩側(cè)具有兩臺風(fēng)機(jī)，它們同時(shí)向鍋爐內(nèi)送風(fēng)或引風(fēng)，當(dāng)其中一臺風(fēng)機(jī)的失速余量不足時(shí)，則可通過調(diào)整另一臺風(fēng)機(jī)的動葉開度，使得兩臺風(fēng)機(jī)的流量達(dá)到平衡，從而使失速風(fēng)機(jī)的壓升與流量匹配，從而增大失速余量，降低失速的風(fēng)險(xiǎn)；，如果調(diào)整后仍無效，使得風(fēng)機(jī)工況已經(jīng)運(yùn)行到失速區(qū)時(shí)(工況點(diǎn)落到圖2中虛線以上的區(qū)域)，則可能出現(xiàn)了風(fēng)道堵塞或者其他運(yùn)行問題，需要停機(jī)查看并檢修。S3.數(shù)據(jù)挖掘模塊根據(jù)歷史的實(shí)時(shí)效率與對應(yīng)的工況數(shù)據(jù)，獲得不同的風(fēng)機(jī)流量分別對應(yīng)的歷史的實(shí)時(shí)效率的最大值，作為不同的風(fēng)機(jī)流量分別對應(yīng)的最優(yōu)效率；同時(shí)，對風(fēng)機(jī)廠提供的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)性能曲線進(jìn)行離散處理，獲得設(shè)計(jì)曲線上不同的風(fēng)機(jī)流量對應(yīng)的效率，作為不同風(fēng)機(jī)流量分別對應(yīng)的設(shè)計(jì)效率；同時(shí)，效率監(jiān)控模塊根據(jù)外部的請求，計(jì)算當(dāng)前一段時(shí)間Δt內(nèi)的平均實(shí)時(shí)效率，以及歷史一段同樣長度的時(shí)間Δt內(nèi)的平均實(shí)時(shí)效率，并將所述當(dāng)前的平均實(shí)時(shí)效率與歷史的平均實(shí)時(shí)效率的對比結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給外部。例如，計(jì)算本周風(fēng)機(jī)的平均實(shí)時(shí)效率，與上周的平均實(shí)時(shí)效率，如果風(fēng)機(jī)效率減小量超過某一設(shè)定值(例如5％)，說明風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況出現(xiàn)惡化，可以將這段時(shí)間的工況數(shù)據(jù)的對比值反饋給外部，供運(yùn)行人員找出惡化的原因；S4.效率優(yōu)化模塊對比當(dāng)前的風(fēng)機(jī)流量所對應(yīng)的實(shí)時(shí)效率和最優(yōu)效率，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)效率低于最優(yōu)效率，則將最優(yōu)效率對應(yīng)的除風(fēng)機(jī)流量以外的其它工況數(shù)據(jù)作為參考工況數(shù)據(jù)發(fā)送給外部；否則，將設(shè)計(jì)效率對應(yīng)的其它工況數(shù)據(jù)作為參考工況數(shù)據(jù)發(fā)送給外部；該參考工況數(shù)據(jù)可以通過外掛控制服務(wù)器傳輸給電廠DCS的風(fēng)機(jī)控制中心，風(fēng)機(jī)控制中心可直接利用參考工況數(shù)據(jù)，對風(fēng)機(jī)的機(jī)組的負(fù)荷，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力進(jìn)行在線優(yōu)化調(diào)整，也可以由運(yùn)行人員選擇其中的重要參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；調(diào)整以后的風(fēng)機(jī)的工況數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)效率將繼續(xù)被在線計(jì)算和監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)優(yōu)化的過程。S5.其中，失速提醒模塊，效率監(jiān)控模塊或效率優(yōu)化模塊發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)或信號均可通過顯示模塊用數(shù)據(jù)的形式或者圖形化的界面顯示在外，以供運(yùn)行人員參考；此外，該性能監(jiān)控系統(tǒng)還可以根據(jù)外部請示，將任何歷史工況數(shù)據(jù)或?qū)?yīng)的實(shí)時(shí)效率以數(shù)據(jù)的界面或圖形化的界面進(jìn)行顯示，以便運(yùn)行人員對電廠風(fēng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行查詢和優(yōu)化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。