[發明專利]一種汽輪機最佳真空實時計算方法

在審

• 申請號: 201710573854.2
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107368680A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 鐘祎勍;胡勇;王劍釗;姚國鵬;孫陽陽;李楊;王保民
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種汽輪機最佳真空實時計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

A：從機組分布控制系統(DCS)中選取優化計算過程中所需測點的實時值，所述測點包括：主蒸汽流量、主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、高壓缸排汽溫度、高壓缸排汽壓力、再熱蒸汽溫度、再熱蒸汽壓力、汽輪機各級抽汽壓力、汽輪機各級抽汽溫度、汽輪機各級加熱器出口水溫、汽輪機各級加熱器出口水壓、凝汽器真空、凝汽器熱井溫度、循環水泵變頻器頻率、循環水入口水溫；如果測點信息均準確可靠則進行步驟B；

B：根據所選測點信息構建汽輪機熱經濟性狀態方程，計算機組當前運行工況下汽輪機末級排汽量、汽輪機內部功；根據汽輪機末級變工計算方法，計算汽輪機末級排汽焓；根據循環水泵運行工況點確定方法，計算當前頻率下凝汽器循環水流量及耗功；

C：根據步驟B中的計算結果以及凝汽器換熱方程，計算當前工況下凝汽器傳熱系數；

D：以變頻循環水泵變頻器頻率可調范圍作為尋優區間，根據不同循環水泵頻率計算機組循環水流量，進而根據循環水流量及循環水入口水溫計算變工況下凝汽器傳熱系數；

E：根據變工況下凝汽器傳熱系數，結合步驟B中計算所得的當前工況下汽輪機末級排汽量、汽輪機末級排汽焓、步驟D中變工況下循環水流量，計算變工況后凝汽器壓力、凝汽器熱井溫度；

F：根據步驟E中計算所得凝汽器壓力、凝汽器熱井溫度，其他輸入參數保持不變，返回至步驟B重新計算變工況后汽輪機末級排汽量、汽輪機末級排汽焓，對汽輪機末級排汽量和排汽焓進行迭代計算，直至收斂后進入步驟G；

G：根據收斂后計算所得的汽輪機末級排汽量、排汽焓、以及變工況后循環水泵頻率，計算變工況后汽輪機內部功和變頻后循環水泵耗功，并與初始工況下汽輪機內部功和循環水泵耗功做比較，得到汽輪機功率增量和循環水泵耗功增量；

H：以機組凈收益最大化作為目標函數，遍歷循環水泵頻率可調區間進行尋優，得到機組凈收益最大時循環水泵最佳運行頻率及機組最佳運行真空，所述機組凈收益為汽輪機功率增量減去循環水泵耗功增量。

2.根據權利要求1所述汽輪機最佳真空實時計算方法，其特征在于，所述汽輪機為8級，步驟B中汽輪機末級排汽量和汽輪機內部功的計算過程為：

根據汽輪機和各級回熱加熱器結構，構建汽輪機熱經濟性狀態方程：

[A][D_i]＝D₀[τ_i] (1)

定義：

(1)抽汽放熱量q_i：疏水自流面式加熱器，q_i＝h_i-h_di；匯集式加熱器，q_i＝h_i-h_wi+1；

(2)給水焓升τ_i：τ_i＝h_wi-h_wi+1；

(3)疏水放熱量γ_i：疏水自流面式加熱器，γ_i＝h_di-1-h_di；匯集式加熱器，γ_i＝h_di-1-h_wi+1；

[A]=q1γ2q2γ3γ3q3γ4γ4γ4q4τ5τ5τ5τ5q5τ6τ6τ6τ6τ6q6τ7τ7τ7τ7τ7τ7q7τ8τ8τ8τ8γ8γ8γ8q8,[Di]=D1D2D3D4D5D6D7D8,[τi]=τ1τ2τ3τ4τ5τ6τ7τ8]]>

其中：[A]為熱經濟性狀態矩陣，[D_i]為各級抽汽量組成的列向量；[τ_i]為各級給水焓升組成的列向量；D₀為主蒸汽流量；h_i為各級抽汽焓值；h_di為各級加熱器疏水焓值；h_wi為各級加熱器出口水焓值，各焓值均可以根據IFC97水蒸氣熱力計算利用溫度、壓力計算得到；

根據公式(1)，汽輪機各級抽汽量求解為：

[D_i]＝D₀[A]^-1[τ_i] (2)

則當前工況下汽輪機末級排汽量表示為：

Dc0=D0-Σi=18Di---(3)]]>

汽輪機內部功表示為：

Ne0=D0(h0+σ-hc)-Σi=1aDi(hi+σ-hc)-Σi=a+1mDi(hi-hc)---(4)]]>

式中：h₀為主蒸汽焓值；h_c為汽輪機末級排汽焓；σ為再熱蒸汽焓升；a為高壓加熱器級數；m為加熱器總級數；上標0表示當前工況；上標1表示變工況。