[发明专利]基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法

权利要求书

1.一种基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法，其特征是：利用DCS控制系统，根据不同工况的凝汽器热负荷变化、背压对功率的影响和不同主机循环水流量的功耗，得出当前工况下最佳背压值，通过对循环水流量的连续自动调整，使机组维持在经济背压下运行；所述控制过程如下：

⑴确定火力发电机组的凝汽器循环水入口温度；

⑵确定循环泵功率和主机循环水流量：

⑶确定不同工况的凝汽器热负荷，由主机循环水流量和凝汽器热负荷确定不同工况下凝汽器的背压；

⑷确定凝汽器背压变化对机组负荷的影响和循环水流量变化对功耗的影响；

⑸由凝汽器背压对机组负荷的微增量和变化循环水流量功耗微增量确定最佳背压对应的循环水流量；

⑹确定循环水量对应循环泵综合频率及频率分配；

所述循环水量对应循环泵综合频率及频率分配的方式为：根据最佳循环水流量确定循环水泵综合频率及对各台循环水频率的分配；以环境湿球温度—凝汽器热负荷—主机循环水泵综合频率”的三维对应关系图，依据环境湿球温度点，确定对应的“机组凝汽器热负荷—主机循环水泵综合频率”二维关系曲线，在机组DCS中实现循环流量的自动实时调整，维持最佳背压运行；所述循环泵功耗与综合频率对应，主机循环泵功耗与综合频率关系式为：

Pb＝a1f²–b1f+c1

式中：Pb：循环泵功耗，kW；f：循环泵频率，Hz；a1、b1、c1：常数项。

2.根据权利要求1所述的基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法，其特征是：所述发电机组的凝汽器循环水入口温度与湿式循环冷却塔出口温度有关，湿式冷却塔出水温度主要受环境湿球温度影响，计算公式为：

凝汽器入口温度＝tw1+△t1 (1)

式中：tw1为湿球温度，℃；△t1为冷却水塔出水温度与湿球温度之差值，℃。

3.根据权利要求1所述的基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法，其特征是：所述主机循环水流量通过典型频率的实测流量，利用计算修正流量值，得到实际频率循环水流量；根据流量比例公式(2)对主机循环水流量进行计算，计算公式为：

Q1/Q2＝n1/n2 (2)

式中：Q1为实侧工况流量，m³/s；Q2为额定工况流量m³/s；n1为实实测工况泵转速，rpm；n2为额定工况泵转速，rpm。

4.根据权利要求1所述的基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法，其特征是：所述凝汽器背压Pn为凝汽器汽侧温度对应的饱蒸汽压力；所述凝汽器汽侧温度的计算式为：

tc＝tw1+△t1+△t2+td (3)

式中：tc为凝汽器汽侧温度；℃；tw1为湿球温度，℃；△t1为冷却水塔出水温度与湿球温度之差值，℃；△t2为凝汽器循环水温升，℃；td为凝汽器端差，℃；

关于凝汽器循环水温升△t2，凝汽器热负荷及循环水量确定后，得到凝汽器循环水温升公式：

Δt2＝q_n/G×C (4)

式中：△t2为凝汽器循环水温升，℃；G为循环水流量，kg/s；q_n为凝汽器热负荷，kJ/s；C为水的比热4.187，kJ/(kg·℃)。

5.根据权利要求1所述的基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法，其特征是：所述凝汽器背压变化对机组负荷的影响为背压递增时机组功率呈现负增趋势，根据凝汽器机组背压负荷特性曲线，得到机组背压变化范围内任一背压对机组负荷的影响率。

6.根据权利要求1所述的基于环境湿球温度的火力发电机组冷端背压实时控制方法，其特征是：关于确定最佳背压对应的循环水流量，通过不同循环水流量对应的背压变化及背压对应的负荷变化率，得到背压变化后机组电功率的增量△Pj以及背压变化对应的主机循环泵功耗的增量△Pb，当△Pm＝△Pj-△Pb为最大时，即为机组最佳背压值，对应的循环水流量为最经济循环水流量。