引言磨煤机是燃煤电站重要的辅机设备，其运行优劣直接影响锅炉及整个发电机组的经济性和稳定性。已有多位学者和工程技术人员针对磨煤机优化问题开展了研究。廖海燕[1]等从煤种适应性、防磨、防漏、防腐角度对富氧燃烧制粉系统进行了设备及参数的选型研究。付林[2]等对中速磨燃用褐煤出现的出力不足、燃烧不稳等问题进行了试验和调整优化。丛海龙[3]从电耗角度分析并探讨了磨煤机节能降耗的解决方案。陈波[4]等对磨煤机分离器转速开展试验研究。方军庭[5]对中速磨煤机风环改造进行分析。此外，研究内容也涉及磨煤机运行参数的优化，如文献[6]～文献[8]对亚临界机组的中速磨煤机出口温度和CO浓度关系进行了探讨。李志明[9]等通过磨煤机优化试验，得到运行最佳参数。张骁博[10]等对钢球磨的载煤量和钢球量配比进行了优化运行的试验研究等。但是，关于现场磨煤机运行管理和实时指导的探讨和实践还较少。现场运行工况复杂多变，有限的试验分析很难覆盖所有工况。在煤种多变的燃煤电站，磨煤机的运行模式更多依赖运行人员的主观经验。有限的试验结果对磨煤机运行人员的指导性有限。随着电厂信息化智能化技术的深入发展和应用，利用实时生产数据对磨煤机运行状态在线分析，并提供操作指导建议，以绩效竞赛方式促进磨煤机运行管理优化的模式值得探索。1电厂实时绩效平台基于实时绩效系统的磨煤机绩效竞赛架构如图1所示。图1中左侧展示主要数据流向：首先从接口采集实时生产数据，存入数据库，形成统一大数据平台；然后建立绩效指标分析平台，将现场实时生产数据经过计算分析，得到生产指标作为绩效考核评比依据；根据运行优化原则，设计得分规则，形成实时量化考核依据；最终在前端展示实时考核结果及周期考核得分。右侧部分是磨煤机绩效应用示意图。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F001图1实时绩效考核系统架构及磨煤机绩效应用绩效指标与得分可以实现对系统及设备运行过程的复杂决策判断和考核，得到综合考评依据，得分规则还可作为运行指导建议，方便运行人员参考。基于该实时绩效系统，文中探索磨煤机运行优化管理的绩效指标及得分体系的实践应用。2磨煤机绩效管理应用以某厂600 MW等级超临界发电机组的磨煤机运行管理为例进行分析，依次探讨3个不同的磨煤机绩效指标的应用情况。该厂为正压直吹式制粉系统，每台锅炉配置6台ZGM113G型中速辊式磨煤机，常年进行多煤种掺烧，属于分磨掺烧。2.1耗电率绩效得分磨煤机耗电率ωmm作为磨煤机运行的考核评价依据。由式(1)可以实时计算得到；耗电率目标值通过现场运行经验和历史数据确定，是关于机组负荷的曲线函数Lcurve1；通过式(2)～式(4)得到磨煤机运行的实时得分：ωmm=0.1Wmm/Pf (1)ωmm, t=f1(Pf, Lcurvel)(2)ε=ωmm-ωmm, t (3)Sc1=S1           εakε    a≤ε≤b  S2            εb (4)式中：Wmm——磨煤机电功率，kW；Pf——机组负荷，MW；Lcurve1——耗电率目标曲线；ε——耗电率偏差值，%；ωmm——磨煤机耗电率，%；ωmm,t——磨煤机耗电率目标值，%；Sc1——磨煤机耗电率得分；a、b——分别为耗电率偏差的下限和上限；S1、S2——下限得分和上限得分；k——上下限范围内的线性得分系数。从图2磨煤机耗电率得分趋势来看，分值高低与耗电率大小呈现反向关系，即耗电率越低，得分越高，这与磨煤机运行管理考核原则一致。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F002图2磨煤机耗电率得分绩效2.2单耗绩效得分磨煤机单耗bmm作为绩效指标，磨煤机单耗目标值bmm, t由设备设计资料和运行历史数据确定目标曲线得到，具体计算为：bmm=Wmm/Fmm (5)bmm, t=f2(Pf, Lcurve2)(6)式中：bmm——磨煤机单耗，kWh/t；Fmm——给煤量，t/h；Lcurve2——单耗目标曲线。单耗得分通过实际值与目标值偏差计分，与耗电率计分形式类似。磨煤机单耗得分绩效如图3所示，磨煤机单耗同样能表征运行经济性，单耗得分越高表明单耗越小，磨煤机节能情况越好，排名越高。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F003图3磨煤机单耗得分绩效2.3磨煤机综合竞赛前述的磨煤机耗电率/单耗指标及得分在实际应用中，只能给出宏观的评价结果，无法为运行人员及时直观地提供改进磨煤机运行水平的建议。磨煤机组特殊运行状态仍需要运行人员优化管理，如磨煤机有排渣等特殊运行状态，只耗电不出力；磨煤机本身还有出力的安全范围限制，对于只追求节能指标的运行人员，可能会忽略磨煤机的安全出力限制及排渣工作；在低负荷情况下，磨组运行台数较少，此时可调节余地小，磨煤机运行组合方式会直接影响炉膛燃烧工况。这时应优先确保锅炉燃烧所需的煤粉供给稳定，而不能过分考虑磨煤机设备的节能问题。这些都是耗电率和单耗指标不能如实反映的。基于此，结合电厂管理经验及运行规程，对磨煤机生产参数进行绩效指标细化，建立一套磨煤机综合竞赛绩效系统。综合考虑磨煤机状态、出力情况、煤质变化及节能导向的竞赛得分逻辑图如图4所示。通过磨煤机运行台数的判断，将低负荷稳燃工况下的竞赛得分单列；通过对磨煤机出力情况的判断，给出相应得分；根据磨煤机运行状态的判断，确定该磨煤机是否参与评比以及是否低分考核。该逻辑更加丰富立体，兼顾现场运行管理需求。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F004图4磨煤机竞赛的得分逻辑设计图磨煤机综合竞赛得分流程如下：通过数据接口及数据库平台实现相关实时数据源的接入及存储，包括磨煤机电流I、给煤量Fmm、出入口差压Δp、加载开度K等。在实时绩效考核平台上计算绩效指标，包括磨煤机运行台数N1、参与绩效竞赛台数N2、磨煤机运行状态Si、煤仓的煤种系数λ等。Si∈{Si,run, Si,pz, Si,race, Si,lim, Si,err,...} (7)式中：Si——单台磨煤机的状态，包括运行状态Si,run、排渣状态Si,pz、参赛状态Si,race、极限出力状态Si,lim、误操作状态Si,err。式(8)～式(12)分别为各状态的判断逻辑或计算函数。Si,run=if(IiI0,1,0) (8)Si,pz=f1(Ii, t1, Srej, t2) (9)Si, race=(Si, run=1)&&(Si, pz≠1)(10)Si,lim=f(Fi,mm, Δp, K) (11)Si,err=f2(Srej, t2) (12)式中：Ii——磨煤机电流，A；I0——磨煤机运行状态的临界电流，A；t1——磨煤机电流在某范围的持续时间，min；Srej——磨煤机石子煤煤斗出口门状态，t2——Srej关到位的持续时间，min。根据式(8)、式(9)可实时判断各磨煤机的运行状态和是否参赛状态；式(10)是根据运行状态且非排渣状态来判断磨煤机是否参赛；式(11)通过对磨煤机给煤量、出入口差压及加载开度的函数关系来判断是否为极限出力状态；式(12)通过对石子煤出口门状态及持续时间来判断是否处于误操作状态。N1=∑Si,run (13)N2=∑Si,race (14)λi=f(Sar, Aar,Var) (15)式中：Sar——硫分，%；Aar——灰分，%；Var——挥发分，%。煤种得分系数的引入将磨煤机煤种的运行选择纳入管理。式(13)和式(14)利用各磨煤机状态来统计当前的运行台数和参赛台数。式(15)是通过磨煤机煤质参数判断该磨煤机的煤种得分系数。根据图4的得分逻辑，由式(16)实时计算单台磨煤机得分，由式(17)计算得到磨煤机组得分。得分逻辑可以作为操作指南，指导运行人员对磨煤机运行实时调整。Sci=Vmax,Vmax,null,Vmin,F(Δpi,Ki,Fi,mm,λi),    N1≤4Si,lim=1Si,pz=1Si,err=1else (16)Sc=∑Sci/N2 (17)式中：Vmax和Vmin——分别是单台磨煤机给定的最高分和最低分；null——单台磨煤机的无效分，即不参与评分；F——单台磨煤机常规得分的函数，通过现场调试得出。针对磨煤机竞赛绩效系统投运后的应用效果展开讨论。机组在同时发电和供热下的2个历史工况如图5所示。在6月2日01：00至05：00，发电供热负荷稳定，耗电率得分随时间变化保持不变，表明磨煤机运行电功率稳定。磨煤机单耗得分随时间推移而增大，表明其出力增加，即给粉量增加。磨煤机竞赛得分与单耗得分变化趋势相似，但变化趋势跟随磨煤机运行状态更加敏感。在磨煤机最大出力台数增加时，磨煤机竞赛得分增大，这与磨煤机运行优化原则一致，即要求磨煤机尽可能最大出力，避免低出力多台数运行。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F005图5磨煤机竞赛/耗电率/电耗绩效得分(热电联产工况)在6月4日00：00至08：00工况内，耗电率/单耗/磨煤机竞赛得分的趋势总体类似，在00：00至04：00缓慢降低，04:：00至08：00快速升高，表明前半段磨煤机运行经济性在下降。从磨煤机运行台数和最大出力台数变化趋势可以看出，前半段工况磨煤机显然运行台数过多，出力不足，没有充分发挥单台磨煤机的出力能力。在后半段磨煤机台数由5台减少为4台后，均变为最大出力状态。磨煤机耗电率和单耗得分均增加，磨煤机竞赛得分则直接给出最高分，客观体现了磨煤机优化运行水平及后续调整余量。机组纯凝发电2个历史工况如图6所示。在00：00至05：30时段，发电负荷稳定，无供热负荷，磨煤机耗电率得分几乎稳定不变，而磨煤机竞赛得分和磨煤机单耗得分变化一致。实际上，在该段时间，磨煤机有若干次启停和状态切换，最大出力状态也有变化，磨煤机竞赛逻辑对这些变化有及时准确的跟踪和反馈机制，比磨煤机耗电率更能反映实际运行水平的实时变化。在12：30至21：00时段，三者的绩效得分效果体现得更明显。磨煤机运行台数及最大出力状态有多次的变化和切换，耗电率得分和单耗得分没有灵敏反映出磨煤机运行实时情况。但磨煤机综合竞赛得分变化很及时。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F006图6磨煤机竞赛/耗电率/电耗绩效得分(纯凝发电工况)电厂投运基于实时绩效系统的磨煤机竞赛的效果如图7所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.003.F007图7磨煤机竞赛投运效果随着投运月数的增加，磨煤机竞赛得分均值逐渐变大。每10 000 min的磨煤机竞赛时间内，磨煤机运行操作不当的时长大幅减少，从之前的110 min左右减少到30 min左右。这表明，磨煤机竞赛绩效考核能够促进磨煤机运行人员根据相应得分规则做出了合理的运行优化调整，平均得分的提升表明了磨煤机运行水平的进步。同时促使运行人员逐渐减少磨煤机操作不当的时长和次数，改善了磨煤机设备的运行状态。3结语基于电厂实时绩效考核系统建立了磨煤机运行竞赛考评指标体系。对3种磨煤机绩效考核指标进行了计算分析，提出了磨煤机综合竞赛得分指标。该竞赛得分考虑了多个运行参数及复杂操作逻辑判断，能够客观及时反映实际运行水平，并且通过考核得分规则为运行人员提供操作指导。磨煤机综合竞赛绩效系统在现场的试应用，获得了良好效果。绩效得分逻辑为运行人员提供具体的操作指导，通过竞赛得分的提升，优化了磨煤机运行水平，减少了误操作行为。