[发明专利]一种基于变频循泵的汽轮机冷端优化运行控制方法

说明书

本发明公开了一种基于变频循泵的汽轮机冷端优化运行控制方法，其步骤：a、变频循泵转速、电压、电流，循环水进凝汽器入口温度、汽轮机电功率作为控制系统的输入变量并进行滤波；b、变频循泵电压和电流相乘得到功率，汽轮机电功率与其之差为当前微增功率；c、利用设计值计算历史库预测模型的初值，并根据机组当前微增功率更新该模型；d、利用历史库预测模型计算循泵转速变化时的预测微增功率；e、设置观测窗口对当前和预测微增功率进行监督；f、设置比较器激活当前和预测微增功率中的最大值所对应循泵转速，即为控制系统的输出；本发明能够实时优化变频循泵的转速，使得凝汽器始终运行在最佳真空，从而汽轮机电功率与变频循泵耗功之差最大。

技术领域

本发明涉及汽轮机发电技术领域，尤其涉及一种基于变频循泵的汽轮机冷端优化运行控制方法

背景技术

随着电网对新能源电力消纳能力的提升，相对高能耗、高排放的火电机组必须面对深度调峰的现实需求，而大功率火电机组长期变负荷运行也将常态化。为响应国家《电力发展“十三五”规划》政策，达到火电机组煤耗降低目标，目前，一些新建火电机组应用变频泵或风机替代了功耗较大的定速泵或风机，尤其电耗较大的循环水泵。尽管初投资偏高，但是变频循泵在部分负荷时功率大幅降低使得机组在部分负荷下节能效果更加出众，在一定程度上加速回收了初投资。

汽轮发电机组运行时，凝汽器真空越接近设计值，机组出力越大，但真空升高是以循环水泵出力增加为代价的，尤其是在夏季工况下，因此，存在最佳真空使得汽轮机电功率与循环水泵消耗的功率差值最大。相对于定速循泵，变频循泵可连续调节转速，根据相似定律，当转速降低为额定转速的m分之一时，循泵耗功减至额定功率的m³分之一，因而在部分负荷下节能潜力巨大。设计汽轮机冷端优化运行控制系统，目的是实时调节循泵转速，连续调节循环水流量，使得凝汽器始终在最佳真空运行，从而汽轮机电功率与循环水泵消耗之差最大。

发明内容

本发明的所需要解决的问题，是提供一种基于变频循泵的汽轮机冷端优化运行控制方法，能够实现实时优化循环水泵转速，获得凝汽器运行的最佳真空。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于变频循泵的汽轮机冷端优化运行控制方法，包括以下步骤：

A、采集变频循泵转速、变频循泵电压、变频循泵电流、循环水进凝汽器入口温度、汽轮机电功率五个变量作为控制系统的输入变量，且输入变量经过了滤波，该滤波方法：汽轮机电功率波动不超过15MW且维持5分钟以上的所有输入变量在该时段内的均值为滤波结果，进入步骤B；

B、忽略变频循泵功率因数随变频循泵耗功的变化，由变频循泵电压和变频循泵电流相乘得到变频循泵耗功，汽轮机电功率与变频循泵耗功之差，再除以汽轮机电功率与汽轮机额定电功率的比值即为当前微增功率，进入步骤C；

C、设置历史库预测模型，该历史库预测模型为在输入变频循泵转速和循环水进凝汽器入口温度时计算并输出预测微增功率的模型；历史库预测模型的算法是在63个节点的集合中进行二维插值，这些节点是在变频循泵转速、循环水进凝汽器入口温度、预测微增功率的三维坐标系中的已知数值点；节点的初值根据设备厂商提供的变频循泵特性曲线、凝汽器特性曲线、背压对功率的修正曲线这三个设计曲线进行计算；机组在运行过程中，由输入控制系统的变频循泵转速、循环水进凝汽器入口温度以及按步骤B计算的当前微增功率来实时更新历史库预测模型的节点，进入步骤D；

D、在输入控制系统的变频循泵转速变量数值上加1转/分，和输入控制系统的循环水进凝汽器入口温度变量作为自变量，在历史库预测模型中插值计算获得预测微增功率﹢；在输入控制系统的变频循泵转速变量数值上减1转/分，和输入控制系统的循环水进凝汽器入口温度变量作为自变量，在历史库预测模型中插值计算获得预测微增功率﹣，进入步骤E；