[发明专利]一种基于水煤比自寻优的超临界火电机组给水设定方法

说明书

本发明涉及一种基于水煤比自寻优的超临界火电机组给水设定方法，包括：步骤1，采集超临界机组负荷指令、给煤量、给水流量、主蒸汽压力偏差、实时计算水煤比、主蒸汽流量数据；步骤2，判断机组运行是否处于稳态，若是，执行步骤3；步骤3，若机组处于低负荷稳态，获取低负荷段水煤比HL；若机组处于高负荷稳态，获取高负荷段水煤比HH；步骤4，基于步骤3得到的HL和HH，以及机组主蒸汽流量、主蒸汽流量上下限值，计算最终水煤比WFR；步骤5，将步骤4获得水煤比WFR和机组给煤量相乘，得到机组给水流量设定值；步骤6，循环执行步骤1至步骤5，根据机组煤质和运行工况变化不断更新WFR值，并调整机组给水量。本发明非常适合在电厂DCS系统实现。

技术领域

本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种基于水煤比自寻优的超临界火电机组给水设定方法。

背景技术

超临界火电机组指的是锅炉内工质参数主蒸汽压力超过临界压力22.129MPa,主蒸汽温度超过临界温度374.15℃的机组。因其不存在汽包，给水经过加热、蒸发和变成过热蒸汽是一次性连续完成的。锅炉蒸汽参数(包括压力何温度)的稳定性取决于发电机功率和锅炉蒸发量的平衡以及给煤量与给水量的平衡。由于没有汽包蓄热，给水流量直接反映了蒸汽流量，锅炉吸热量与汽轮机耗汽量要达到平衡，机组的给煤量和给水量的比例必须维持在合理的平衡范围，这就是直流锅炉的水煤比WFR(Water Fuel Rate)。机组在负荷稳态时，只要保持水煤比不变，就能够保证直流炉分离器入口蒸汽过热度稳定。在机组变负荷时，水煤比要按照一定的规律进行改变才能实现充分利用燃料热量，保证机组平稳运行。

超临界机组锅炉给水控制主要是以煤定水再结合分离器出口过热度偏差或焓值偏差校正为主(如附图1)。煤定水比例一般由锅炉厂家按照机组设计煤种给出一个预设的折线函数F(X)，基于折线函数比例关系实现固定的水煤比关系。

固定折线函数确定的水煤比是根据机组设计煤种而定，然而近年来由于电厂“配煤掺烧”导致进入锅炉的煤质频繁变化，原有的水煤平衡被打破，固定折线函数预设的水煤比无法根据实际煤种变化而自适应调整水煤比例，因而执行“配煤掺烧”的机组常出现超温、超压等问题。

目前，基于机组实际煤质变化，自适应确定水煤比例的研究较少。公开的文献主要是基于公式推导水煤比与汽轮机热耗率之间关系得到水煤比计算模型，利用参数对汽轮机热耗率进行修正得到修正后水煤比(张恒等.超临界直流锅炉水煤比分析[J].石油化工自动化,2017)；基于质量守恒定律和能量守恒定律建立计算模型，利用机理分析和时间序列模型辨识角度对水煤比进行快速计算和预测(张维等.超超临界燃煤机组直流锅炉水煤比软策略方法研究[J].动力工程学报,)。

现有技术依赖于热力学公式推导建立精确数学模型、或者大数据挖掘，结构复杂，工作量大，不具备实时在线调整可能。且不便于在火电厂常规DCS系统实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于水煤比自寻优的超临界火电机组给水设定方法，基于机组实际煤质变化，自动寻优最适宜机组当前工况的水煤比，将给煤量与寻优出的水煤比相差得到给水目标值，以解决超临界火电机组水煤比不能根据机组实际的煤质变化而自适应调整的问题。

本发明提供了一种基于水煤比自寻优的超临界火电机组给水设定方法，包括如下步骤：

步骤1，采集超临界机组负荷指令、给煤量、给水流量、主蒸汽压力偏差、实时计算水煤比、主蒸汽流量6组数据；

步骤2，根据步骤1获取的数据判断机组运行是否处于稳态，若是，执行步骤3；

步骤3，若机组处于低负荷稳态，获取低负荷段水煤比HL；若机组处于高负荷稳态，获取高负荷段水煤比HH；

步骤4，基于步骤3得到的HL和HH，以及机组主蒸汽流量、主蒸汽流量上下限值，计算最终水煤比WFR；

步骤5，将步骤4获得水煤比WFR和机组给煤量相乘，得到机组给水流量设定值；