[发明专利]一种间接空冷发电机组冷端背压的实时控制方法

说明书

本发明涉及一种间接空冷发电机组冷端背压的实时控制方法，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，得出不同环境温度下不同负荷对应的最佳经济背压，在机组DCS中实现自动控制；控制过程为：⑴确定不同循环水量的功耗；⑵确定主机循环水流量；⑶确定凝汽器热负荷；⑷确定凝汽器循环水温升；⑸确定凝汽器背压；⑹确定背压对机组负荷的影响；⑺确定最佳经济背压及对应的循环水量；⑻对循环泵频率的进行调整方式。本发明依据凝汽器的不同工况条件，利用DCS控制系统进行自动实时调控，实现了机组优化经济背压的实时调整，提高了间接空冷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，涉及一种间接空冷发电机组冷端背压的实时控制方法。

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间接空冷塔和湿式冷却塔。其中间接空冷系统在我国北方新建机组应用非常普遍，主要由空冷散热器、间冷塔、百叶窗及驱动器组成。

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，背压每降低1％，使煤耗增加0.1～0.15％，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、间冷系统换热效果、环境温度、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。间接空冷汽轮机组背压调整，一般通过改变百叶窗开度，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间接空冷发电机组冷端背压的实时控制方法，根据不同工况凝汽器热负荷、主机循环水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：间接空冷发电机组冷端背压的实时控制方法，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，得出不同环境温度下不同负荷对应的最佳经济背压；控制过程如下：

⑴确定不同循环水量的功耗：

利用主机循环泵的运行综合频率和功耗，得到典型运行方式的综合频率与功耗对应表，通过对综合频率与功耗曲线拟合数学公式，计算循环水泵不同综合频率运行对应的功耗；所述综合频率与主机循环泵功耗关系式为：

Pb＝a1f² –b1f+c1 (1)

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

⑵确定主机循环水流量：主机循环泵频率的变化影响循环水量，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为工况1流量，m³/s；Q2为额定工况流量，m³/s；n1为工况1泵转速，m³/s；n2为额定工况泵转速，m³/s；

通过典型频率的流量实测，对计算流量值进行修正得到实际频率流量对应关系；

⑶确定凝汽器热负荷：凝汽器热负荷受低压缸通流量、背压、热力系统改变等条件的影响，计算机组不同工况下对应的凝汽器热负荷，根据相关性能试验对凝汽器热负荷修正后拟合公式：