[发明专利]一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法

说明书

本发明公开了一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法，通过现场专项性能试验得出锅炉热效率、锅炉主蒸汽流量随汽轮机调节级后压力的关系，根据供热负荷、供电负荷等边界参数划分离散寻优工况，将机组盈利值M₁与全基准工况盈利值M₀比较；将各离散寻优工况结果，绘制不同供热负荷下最佳运行背压随供电负荷的变化关系，采用内插法用于生产实际精细化管理指导。本发明基于供热回水温度、标煤单价、上网电价、热价、供电负荷、供热负荷等多边界参数以及燃煤直接空冷机组热负荷‑电负荷‑标煤消耗的复杂关联机理，在满足电网和热网调度的前提下以机组盈利值最大化为目标函数，在线确定燃煤直接空冷机组最佳运行背压。

技术领域

本发明属于节能降耗技术领域，涉及一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法。

背景技术

以高参数、高效率的燃煤热电联产机组替代供热半径范围内的污染重、能耗高、分散管理的燃煤燃油供热锅炉房，可大幅降低供热能耗及污染物排放，并提升供热安全可靠性，实现自源侧供给、管网输配到用户使用整个产业链的整体节能降耗减排。基于降低压降、温降及疏水损失的长距离输送技术，大幅拓宽了当前热电联产的供热半径，进一步促进了安全可靠、低成本环保的集中供热的推广。

煤电机组实施热电联产改造及供热机组实施供热能力提升改造的诸多技术方案中，低真空循环水余热改造可大幅降低机组冷源损失，甚至可以将冷源损失将为零，并具有供热能力强、供热能耗低的优势，得到了广泛的应用。

湿冷机组实施低真空或高背压循环水余热改造，有拆除低压缸末几级叶片和供热/纯凝双低压缸转子互换两种方案，但都存在改造范围广、初投资高、检修维护工作量大、供热开始和结束时均需要停机揭缸等缺点。不同于湿冷机组，直接空冷机组自身具有宽幅背压运行的特点，在实施低真空循环水余热改造时具有天然优势：不需要进行汽轮机本体、精处理、开式冷却水、轴封加热器、给水泵汽轮机等设备及系统的适配性改造，降低改造工程范围、初投资，并减小采暖季开始前和结束后的停机揭缸检修维护工作。

直接空冷机组实施低真空循环水余热改造，在汽轮机排汽装置出口至空冷岛进汽前的排汽母管上设置三通，引汽轮机排汽至增设的高背压凝汽器，冷凝后的凝结水回至排汽装置。供热回水先进入高背压凝汽器吸收汽轮机排汽余热，后进入以中排抽汽为热源的热网加热器实现二次提温后对外供出。系统示意见附图1。

直接空冷供热机组对外供电特性用主变压器出口侧的供电负荷N_net表征，对外供热特性用对外供热负荷Q_t表征，见下式：

式中，Q_t、Q₁₁和Q₁₂分别为直接空冷供热机组对外总供热热负荷、汽轮机组排汽余热供热热负荷和中排抽汽供热热负荷，单位为MW；m_c、D和m_cw分别为汽轮机排汽(含给水泵汽轮机排汽)至高背压凝汽器的入口蒸汽流量、中排抽汽至热网加热器的蒸汽流量和高背压凝汽器入口热网循环水流量，单位为t/h；h_c、h_w、h_cq和h_ss分别为高背压凝汽器入口蒸汽焓值、高背压凝汽器出口凝结水焓值、中排抽汽至热网加热器的蒸汽焓值和热网加热器疏水焓值，单位为kJ/kg；C_pw为热网循环水的定压比热容，单位为kJ/(kg·K)；t_o、t_is、t_i分别为热网供水、高背压凝汽器出水和入水温度，单位为℃。在此说明，高背压凝汽器出水流量等于热网加热器入水流量；热网供水温度等于热网加热器出水温度。

汽轮机组排汽余热供热热负荷Q₁₁应为机组排汽余热和热网循环水侧吸热量的小值，如下：