[发明专利]一种热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法

说明书

本发明公开了一种热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法，通过采集进出锅炉系统和汽轮机系统的各项热力参数的历史数据，通过数据预处理的方法将这些原始数据进行清洗，计算得到进、出锅炉和汽轮机的各股工质热力参数，并计算汽轮机低压缸排汽焓、抽汽焓和单位工质做功量，获得给水流量和单位工质吸热量，最终得到热能动力系统在该负荷下的工质燃料比。工质燃料比作为热能动力系统的变工况过程控制的重要参数，掌握工质燃料比关于热能动力系统负荷的函数曲线对于热能动力系统快速变负荷的灵活性提升具有重要意义，可以用于热能动力系统灵活高效运行控制策略的优化。

技术领域

本发明属于热能动力系统控制优化领域，具体涉及一种热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法。

背景技术

进入21世纪以来，世界能源结构向着清洁、低碳、高效、多元的方向持续发展转型。但由于风能、太阳能等可再生能源强烈的时变特性，造成我国可再生能源发电消纳困难，弃风、弃光问题严重。提高常规热能动力系统的运行灵活性，为可再生能源发电提供消纳服务，是重要的技术方向。以燃煤发电为例，燃煤发电将由主体能源向基础能源转变，燃煤发电机组的变负荷幅度和变负荷频率将逐渐提高。因此，热能动力系统将长期处于频繁变负荷的瞬态工况。

要达到“节能优先”，这就要求热能动力系统在灵活运行的前提下具备高的能量利用效率。火电机组的工质量与燃料量的匹配直接决定了不同负荷状态下机组的运行品质，更是机组变负荷过程优化控制的核心参数，因此对于机组在不同负荷状态下的工质燃料比和合理的给水量、给煤量的确定是火电机组热能动力系统优化控制与变负荷灵活性提升的重要工作。

为了确定热能动力系统在不同负荷条件下的合理的给煤量、给水量与工质燃料比，本发明提出了一种热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法，工质燃料比是热能动力系统优化控制并进一步实现灵活运行的重要参数，本发明可以便捷迅速准确地对于不同负荷工况的热能动力系统的工质燃料比进行计算。

本发明采用如下技术方案：

一种热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法，热能动力系统由锅炉系统和汽轮机系统构成，锅炉系统和汽轮机系统之间通过m个工质进、出口相连，其中1股工质由给水吸热变为新蒸汽，给水从最高一级回热加热器流出进入锅炉，新蒸汽从高温过热器流出到达汽轮机新蒸汽入口；其余m-1股为再热蒸汽，从汽轮机某一级抽汽口流出进入锅炉再热器，再热后进入汽轮机再热蒸汽入口；汽轮机系统包括汽轮机、z级回热加热器和凝汽器，z级回热加热器通过管道与汽轮机抽汽口相连，按照抽汽压力由高到低，第1至第k-1级回热加热器为高压加热器，第k级为除氧器，第k+1至第z级为低压加热器，最终汽轮机排汽进入凝汽器；水侧、汽侧连接方式有两种，对于间壁式回热加热器，水在管内流动，蒸汽在管外流动，热量从汽侧通过管壁传递到水侧，给水或凝结水加热升温，抽汽则放热后变为疏水，逐级自流到下一级回热加热器；对于汇集式加热器，水和蒸气在加热器内充分混合换热，合为一股工质沿水侧继续流动；

所述热能动力系统工质燃料比在线计算与修正方法包括如下步骤：

步骤一：数据采集

采集锅炉系统和汽轮机系统之间的m个工质进、出口热力参数，包括m个工质流进入锅炉的温度和压力T_in,i、P_in,i、工质流离开锅炉的温度和压力T_out,i、P_out,i，其中i＝1—m；

采集z级回热加热器的热力参数，包括给水侧各级回热加热器前后的温度T_w,in,i、T_w,out,i；抽汽侧各级抽汽的温度T_s,i、P_s,i与各级回热加热器疏水的温度T_d,i，其中i＝1—z；