[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

说明书

本发明涉及湿式循环冷却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，利用DCS控制系统，根据不同工况得出最佳背压值，通过对循环水流量的连续调整，维持机组在经济背压下运行。控制过程为：⑴确定发电机组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。本发明根据凝汽器热负荷变化、背压对功率的影响和循环水流量的功耗，利用DCS控制系统对主机循环水流量实时调控，实现了发电机组维持最佳经济背压运行，提高了发电机组生产的经济效益。

技术领域

本发明属于工业生产自动化控制技术领域，涉及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。

背景技术

在火力发电或化工企业，在汽轮机内做过功后的蒸汽，需要排入凝汽器凝结成水，再返回到锅炉循环使用。通过循环水把凝汽器的热量带走，使循环水在冷却塔内与冷空气产生热交换，最终把热量释放到大气中，根据冷却塔形式目前主要为直接、间接空冷塔和湿式冷却塔。其中湿式冷却塔循环水直接接触空气，冷却塔出水温度取决于环境湿球温度，湿球温度代表某地某时水通过蒸发所能达到的最低温度。冷却水塔出水温度与湿球温度有一差值，其大小与塔结构特征有关。

汽轮机低压缸排汽出口处的压力叫做汽轮机的背压。机组背压的变化对汽机机组循环热效率有着重要的影响，故控制好机组背压，保证机组在最佳背压下运行，对机组经济性有着重要的意义。由于电厂凝汽式汽轮机运行背压受多方面参数的影响，如凝汽器热负荷、凝汽器运行状况、循环水流量、冷却塔换热效果、环境湿球温度、风速等。最佳经济背压的确定可以通过理论公式进行计算推导，但过程复杂，在实际中无法实时维持最佳经济背压运行。湿式循环冷却汽轮机组背压调整，一般通过改变工频循环泵高、低转速及增减循环泵运行台数控制循环水流量，达到控制机组背压目的，处于手动、粗略、定性的调整模式。

发明内容

本发明的目的是提供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，根据不同工况凝汽器热负荷、环境湿球温度变化及背压对机组功率的影响，利用DCS控制系统进行自动实时调控，实现机组在优化的经济背压下运行，提高火电厂发电机组生产的经济效益。

本发明的技术方案是：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，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。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。

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，℃。

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。主机循环泵频率的变化影响主机应循环水流量，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)