[發(fā)明專利]一種聯(lián)合循環(huán)暖機負荷動態(tài)匹配方法

有效

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• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107035537B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振宇;林士兵;戴云飛
• 申請（專利權(quán)）人: 申能股份有限公司
• 主分類號: F02C9/20
• 分類號: F02C9/20;F02C6/18;F01K23/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 葉綺玲

本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)合循環(huán)暖機負荷動態(tài)匹配方法，包括以下步驟：步驟S1、建立以燃料價格和上網(wǎng)電價為輸入量、以燃氣輪機的燃料消耗和發(fā)電出力為中間變量、以燃氣輪機的IGV開度設(shè)定值和排煙溫度設(shè)定值為輸出量的燃氣輪機動態(tài)特性模型；步驟S2、在聯(lián)合循環(huán)機組啟動暖機階段，通過燃氣輪機控制回路對燃氣輪機的IGV開度及排煙溫度進行調(diào)節(jié)，使燃氣輪機的IGV開度值及排煙溫度值與燃氣輪機動態(tài)特性模型輸出的IGV開度設(shè)定值及排煙溫度設(shè)定值相匹配，實現(xiàn)燃氣輪機暖機負荷的調(diào)節(jié)。可調(diào)節(jié)汽輪機暖機期間燃氣輪機的暖機負荷，達到提高聯(lián)合循環(huán)機組啟動階段經(jīng)濟性的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)合循環(huán)暖機負荷動態(tài)匹配方法。

背景技術(shù)

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)是指將燃氣輪機作為前置透平，用余熱鍋爐來回收燃氣輪機的排氣余熱，產(chǎn)出若干檔新蒸汽注入汽輪機，蒸汽在汽輪機中膨脹做功輸出電能。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站以其高效、環(huán)保、靈活的特性，成為目前世界上最重要的發(fā)電形式之一。在國內(nèi)，聯(lián)合循環(huán)機組大多被定位為調(diào)峰機組，晝開夜停、啟停頻繁，啟停階段的運行小時數(shù)在總運行時間中占比大。燃氣輪機啟動階段，負荷低、效率低，其氣耗水平遠高于正常負荷情況。因而，提高機組啟動過程的經(jīng)濟性，對于燃氣輪機電廠的經(jīng)濟運行很重要。

目前，單軸聯(lián)合循環(huán)機組在汽輪機并網(wǎng)前，即在汽輪機暖機階段，燃氣輪機的暖機負荷匹配策略是：通過將燃氣輪機壓氣機的可調(diào)進氣導葉(Inlet Guide Vane，簡稱IGV)關(guān)至零位，再限制燃氣輪機的排煙溫度(Outlet Temperature Calculated，簡稱OTC)在一相對固定值，從而將暖機期間的燃氣輪機負荷限制在一相對固定值。待汽輪機沖轉(zhuǎn)和升負荷完成后，燃氣輪機再根據(jù)汽輪機的應力情況，放開上述排煙溫度限制，繼續(xù)升負荷，IGV也隨之逐步開大。

按上述方式暖機時，做法雖簡單易行，但由于暖機期間燃氣輪機效率較差，隨著天然氣等燃料價格的逐步上升，而電價尚未形成相應聯(lián)動機制，導致機組經(jīng)濟性將變得更差。同時，不論機組啟動狀態(tài)為冷態(tài)啟動、溫態(tài)啟動還是熱態(tài)啟動均采用上述方式暖機時，還帶來一個問題：當機組冷態(tài)或溫態(tài)啟動時，由于汽輪機暖機所要求的主蒸汽溫度處于較低值，因而在暖機階段將耗費大量減溫水，又將增加輔機的功耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聯(lián)合循環(huán)暖機負荷動態(tài)匹配方法，能夠?qū)θ細廨啓C的暖機負荷進行動態(tài)調(diào)整、提高聯(lián)合循環(huán)機組啟動階段的經(jīng)濟性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種聯(lián)合循環(huán)暖機負荷動態(tài)匹配方法，包括以下步驟：步驟S1、建立以燃料價格和上網(wǎng)電價為輸入量、以燃氣輪機的燃料消耗和發(fā)電出力為中間變量、以燃氣輪機的IGV開度設(shè)定值和排煙溫度設(shè)定值為輸出量的燃氣輪機動態(tài)特性模型；步驟S2、在聯(lián)合循環(huán)機組啟動暖機階段，通過燃氣輪機控制回路對燃氣輪機的IGV開度及排煙溫度進行調(diào)節(jié)，使燃氣輪機的IGV開度值及排煙溫度值與燃氣輪機動態(tài)特性模型輸出的IGV開度設(shè)定值及排煙溫度設(shè)定值相匹配，實現(xiàn)燃氣輪機暖機負荷的調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，在步驟S2中，根據(jù)汽輪機暖機階段的主蒸汽溫度需求值對燃氣輪機動態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值進行修正，得到排煙溫度修正設(shè)定值，燃氣輪機控制回路調(diào)節(jié)燃氣輪機的排煙溫度值與排煙溫度修正設(shè)定值相匹配。

優(yōu)選地，在步驟S2中，當燃氣輪機動態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值大于汽輪機暖機階段的主蒸汽溫度需求值與煙汽換熱端差值之和時，排煙溫度修正設(shè)定值取排煙溫度設(shè)定值；當燃氣輪機動態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值小于汽輪機暖機階段的主蒸汽溫度需求值與煙汽換熱端差值之和時，排煙溫度修正設(shè)定值取汽輪機暖機階段的主蒸汽溫度需求值與煙汽換熱端差值之和。

優(yōu)選地，步驟S1包括：在聯(lián)合循環(huán)機組單循環(huán)運行時，通過試驗調(diào)整燃氣輪機的IGV開度值和排煙溫度值，得到相應的燃氣輪機發(fā)電出力和燃料消耗數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)樣本；基于數(shù)據(jù)樣本，結(jié)合燃料價格和上網(wǎng)電價數(shù)據(jù)建立燃氣輪機動態(tài)特性模型。