[發明專利]汽輪機主蒸汽壓力跟蹤優化方法

無效

• 申請號: 201210185194.8
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102692875A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 王衛良
• 申請（專利權）人: 王衛良
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱能機械的一種優化控制方法，特別涉及電站汽輪機的變工況優化運行控制方法。

背景技術

節能減排已逐漸成為全球最為關注的熱點話題，提高能源利用率，降低能源消耗，儼然已成為各行各業研究人員所肩負的歷史重任。而電力作為工業發展和社會經濟不斷進步的支撐行業，其中火力發電所消耗的煤炭資源約占煤炭總消耗量的一半，在能源結構上處于非常重要的位置。

由于工業生產用電、民用電等不同季節、不同時刻差異非常明顯。為了滿足用戶最大需求的需要，電力裝機總容量往往處于嚴重超容量狀態，從而導致我國發電機組長期、頻繁處于低負荷工況運行。全球經濟的不穩定因素越來越多，國際經濟對國內電力需求的影響越來越來越明顯，造成電力需求的不穩定波動越來越頻繁，從而對我國火電機組中、低負荷高效運行提出了更高的要求。

全面考慮發電機組的經濟性、安全穩定性、指令響應特性等多項指標，目前我國汽輪發電機組普遍采用定-滑-定綜合滑壓運行方式。所采用的定-滑-定滑壓運行曲線大都根據設備制造方提供的較為粗糙的壓力-負荷曲線，其運行經濟性受主蒸汽溫度、汽輪機背壓、供熱機組抽汽量等運行參數偏離設計工況的影響較大，降低機組的運行經濟性。

經過多年的運行研究和經營積累，國內各電力研究單位相繼采用主蒸汽溫度修正、背壓修正、主蒸汽流量修正（或汽耗率修正）等辦法對原來的壓力-負荷滑壓運行曲線進行修正，取得了不錯的效果。而壓力－負荷曲線是否合理，主蒸汽溫度、背壓、汽耗率等修正量是否精確等，需要對每臺機組開展大量的變工況試驗進行研究總結，而且受試驗條件、試驗設備的可靠性/精度、試驗人員的素質等等影響較大。國內也有高校提出采用機器學習進行數學建模，建立熱耗與主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、機組負荷、環境溫度等參數之間的數學模型，并采用遺傳算法等進行求解，從而進行實時優化。此辦法撇開了傳統的優化曲線模板，利用機器學習與重構的辦法進行壓力優化，概念新穎，思路較好。然而，由于熱耗受到系統多種參數的影響，僅靠主蒸汽壓力、溫度、環境溫度、負荷等參數很難實現對機組熱耗進行全面建模，無法得到可靠的優化模型，此辦法還停留在設想階段。因此，目前國內大部分機組都無法按照經濟的定-滑-定運行曲線運行，機組的運行經濟性受到一定程度的影響。

發明內容

本發明為克服國內汽輪機在優化運行領域存在的技術缺陷，從根本上解決機組主蒸汽壓力實時優化的問題，提出一種基于對熱耗關聯量進行數學建模實現汽輪機主蒸汽壓力跟蹤優化的方法。

本發明的汽輪機主蒸汽壓力跟蹤優化方法提出一個機組熱耗與主蒸汽壓力中間的關聯變量K，根據主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、高壓缸排汽壓力、高壓缸排汽溫度、減溫水流量、一段抽汽壓力、一段抽汽溫度、小汽機轉速（或電泵電流）、凝汽器背壓等關聯機組主蒸汽壓力與熱耗的幾個核心參數，在不同負荷和不同主蒸汽壓力下的實際運行數據進行跟蹤建模，建立以中間變量K為目標函數的數學模型。通過對中間變量K的建模優化，確定在不同主蒸汽流量下機組的主蒸汽壓力曲線，進而進行主蒸汽壓力跟蹤控制。

本發明的技術方案如下：

選取機組熱耗與主蒸汽壓力的中間關聯變量K，即依據等效焓降法將主蒸汽壓力<P1>變化引起的主蒸汽流量<D>、主蒸汽溫度<T1>、高壓缸排汽壓力<P2>、高壓缸排汽溫度<T2>、減溫水流量<q>、一段抽汽壓力<P_1c>、一段抽汽溫度<T_1c)、小汽機轉速<n>或電泵電流<I>、凝汽器背壓<Pb>等參數變化折算成對熱耗的綜合影響；建立主蒸汽壓力與關聯變量K的特性數據庫A={D,?P1,?T1,?P2,?T2,?q,?P_1c,?T_1c,n(或I),?Pb，K，t}，t為時間數據；根據特性數據庫對關聯變量K按主蒸汽流量進行極值尋優建立機組運行主蒸汽壓力優化曲線；通過主蒸汽壓力優化曲線控制機組特定工況下的主蒸汽壓力；并根據實時運行采集的數據對特性數據庫進行實時更新，進而保證主蒸汽壓力曲線的最優化。

本發明的創新點在于：

1、本發明摒棄常規采用廠家提供定-滑-定運行曲線進行壓力控制的辦法，采用實時跟蹤優化模型建立主蒸汽壓力最優控制曲線，提高機組的經濟性。