[發明專利]一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法

有效

• 申請號: 201710339532.1
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107420142B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 文樂;高林;侯玉婷;楊新民
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K11/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，其步驟：a、變頻循泵轉速、電壓、電流，循環水進凝汽器入口溫度、汽輪機電功率作為控制系統的輸入變量并進行濾波；b、變頻循泵電壓和電流相乘得到功率，汽輪機電功率與其之差為當前微增功率；c、利用設計值計算歷史庫預測模型的初值，并根據機組當前微增功率更新該模型；d、利用歷史庫預測模型計算循泵轉速變化時的預測微增功率；e、設置觀測窗口對當前和預測微增功率進行監督；f、設置比較器激活當前和預測微增功率中的最大值所對應循泵轉速，即為控制系統的輸出；本發明能夠實時優化變頻循泵的轉速，使得凝汽器始終運行在最佳真空，從而汽輪機電功率與變頻循泵耗功之差最大。

技術領域

本發明涉及汽輪機發電技術領域，尤其涉及一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法

背景技術

隨著電網對新能源電力消納能力的提升，相對高能耗、高排放的火電機組必須面對深度調峰的現實需求，而大功率火電機組長期變負荷運行也將常態化。為響應國家《電力發展“十三五”規劃》政策，達到火電機組煤耗降低目標，目前，一些新建火電機組應用變頻泵或風機替代了功耗較大的定速泵或風機，尤其電耗較大的循環水泵。盡管初投資偏高，但是變頻循泵在部分負荷時功率大幅降低使得機組在部分負荷下節能效果更加出眾，在一定程度上加速回收了初投資。

汽輪發電機組運行時，凝汽器真空越接近設計值，機組出力越大，但真空升高是以循環水泵出力增加為代價的，尤其是在夏季工況下，因此，存在最佳真空使得汽輪機電功率與循環水泵消耗的功率差值最大。相對于定速循泵，變頻循泵可連續調節轉速，根據相似定律，當轉速降低為額定轉速的m分之一時，循泵耗功減至額定功率的m³分之一，因而在部分負荷下節能潛力巨大。設計汽輪機冷端優化運行控制系統，目的是實時調節循泵轉速，連續調節循環水流量，使得凝汽器始終在最佳真空運行，從而汽輪機電功率與循環水泵消耗之差最大。

發明內容

本發明的所需要解決的問題，是提供一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，能夠實現實時優化循環水泵轉速，獲得凝汽器運行的最佳真空。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于變頻循泵的汽輪機冷端優化運行控制方法，包括以下步驟：

A、采集變頻循泵轉速、變頻循泵電壓、變頻循泵電流、循環水進凝汽器入口溫度、汽輪機電功率五個變量作為控制系統的輸入變量，且輸入變量經過了濾波，該濾波方法：汽輪機電功率波動不超過15MW且維持5分鐘以上的所有輸入變量在該時段內的均值為濾波結果，進入步驟B；

B、忽略變頻循泵功率因數隨變頻循泵耗功的變化，由變頻循泵電壓和變頻循泵電流相乘得到變頻循泵耗功，汽輪機電功率與變頻循泵耗功之差，再除以汽輪機電功率與汽輪機額定電功率的比值即為當前微增功率，進入步驟C；

C、設置歷史庫預測模型，該歷史庫預測模型為在輸入變頻循泵轉速和循環水進凝汽器入口溫度時計算并輸出預測微增功率的模型；歷史庫預測模型的算法是在63個節點的集合中進行二維插值，這些節點是在變頻循泵轉速、循環水進凝汽器入口溫度、預測微增功率的三維坐標系中的已知數值點；節點的初值根據設備廠商提供的變頻循泵特性曲線、凝汽器特性曲線、背壓對功率的修正曲線這三個設計曲線進行計算；機組在運行過程中，由輸入控制系統的變頻循泵轉速、循環水進凝汽器入口溫度以及按步驟B計算的當前微增功率來實時更新歷史庫預測模型的節點，進入步驟D；

D、在輸入控制系統的變頻循泵轉速變量數值上加1轉/分，和輸入控制系統的循環水進凝汽器入口溫度變量作為自變量，在歷史庫預測模型中插值計算獲得預測微增功率﹢；在輸入控制系統的變頻循泵轉速變量數值上減1轉/分，和輸入控制系統的循環水進凝汽器入口溫度變量作為自變量，在歷史庫預測模型中插值計算獲得預測微增功率﹣，進入步驟E；