基于抽汽點(diǎn)和抽汽量變化的供熱機(jī)組滑壓曲線dcs系統(tǒng)及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及火力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及基于抽汽點(diǎn)和抽汽量變化的供熱機(jī)組滑壓曲 線DCS系統(tǒng)及應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 火電機(jī)組中滑壓運(yùn)行相比于定壓運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)性、安全性方面都得到了不同程度的 改善，是目前公認(rèn)的提高機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行工況經(jīng)濟(jì)性和安全性的最有效方式之一。對(duì)于 國內(nèi)大容量高參數(shù)的機(jī)型來講，采用滑壓運(yùn)行方式較定壓運(yùn)行方式可平均降低發(fā)電煤1~ 4g/kW · h，全年可節(jié)約成本所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著?；瑝哼\(yùn)行已普遍應(yīng)用于火電機(jī)組 實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中。
[0003] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，城市集中供熱系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，其中 熱電聯(lián)產(chǎn)能源轉(zhuǎn)換效率具有明顯優(yōu)勢(shì)，因此，政府對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式非常重視，這也使抽 汽供熱機(jī)組得到了大力的發(fā)展。隨著熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式的發(fā)展，各熱電廠都在挖掘機(jī)組的 節(jié)能潛力，以達(dá)到降低發(fā)電煤耗、節(jié)約發(fā)電成本。然而，火電機(jī)組目前普遍采用的滑壓運(yùn)行 曲線，一般是將機(jī)組的負(fù)荷作為自變量來確定機(jī)組的主蒸汽壓力，機(jī)組負(fù)荷發(fā)生變化，機(jī)組 的主蒸汽壓力便隨之改變。由于機(jī)組負(fù)荷的影響因素較多，例如抽汽熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，當(dāng)抽汽 量改變時(shí)會(huì)使機(jī)組電負(fù)荷發(fā)生顯著的變化。并且，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在非采暖期采用的滑壓運(yùn) 行曲線一般都是機(jī)組出廠時(shí)的原始設(shè)計(jì)曲線，或者機(jī)組在非采暖期進(jìn)行試驗(yàn)獲得。所以，機(jī) 組非抽汽供熱工況時(shí)的滑壓運(yùn)行曲線，已經(jīng)不再適用于抽汽供熱工況的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;甚至，在 一些低負(fù)荷區(qū)域不能滿足抽汽供熱需求而不得不放棄自動(dòng)滑壓運(yùn)行方式，而采用手動(dòng)定壓 方式運(yùn)行。這對(duì)機(jī)組的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性就會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在采暖期的滑 壓運(yùn)行方式的研究就顯得非常重要。
[0004] 如今的大部分供熱機(jī)組，很少甚至幾乎不考慮供熱變化、環(huán)境溫度的變化，即使有 些考慮了熱負(fù)荷變化，但是仍然沒有考慮熱負(fù)荷變化對(duì)汽輪機(jī)滑壓運(yùn)行曲線造成的影響。 以某些熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組為例，純凝工況的滑壓運(yùn)行曲線在采暖期就會(huì)偏離最優(yōu)主蒸汽壓力運(yùn) 行工況，經(jīng)濟(jì)性會(huì)嚴(yán)重下降;此外，在某些負(fù)荷點(diǎn)還可能出現(xiàn)抽汽量不能滿足供熱需求的問 題。
[0005] 圖1為目前電廠分散控制系統(tǒng)DCS中的滑壓運(yùn)行模塊。當(dāng)供熱機(jī)組的負(fù)荷通過系統(tǒng) 輸入滑壓運(yùn)行模塊中時(shí)，在純凝工況給定的滑壓運(yùn)行曲線中進(jìn)行插值，即可得到純凝工況 下的主蒸汽壓力值。以供熱機(jī)組電負(fù)荷作為自變量來確定機(jī)組的最優(yōu)滑壓值只適用于純凝 工況工作，當(dāng)實(shí)際機(jī)組進(jìn)行抽汽供熱時(shí)，該主蒸汽壓力值已非最優(yōu)。目前電廠分散控制系 統(tǒng)DCS中插值用的函數(shù)框利用修正系數(shù)對(duì)機(jī)組滑壓運(yùn)行曲線進(jìn)行靜態(tài)修正。但該方法只適 用于二維圖，對(duì)于三維圖就只能當(dāng)做二維來處理。針對(duì)供熱機(jī)組抽汽點(diǎn)調(diào)整以及抽汽量大 范圍變化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的滑壓運(yùn)行曲線設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)方式存在著一定的局限性。
[0006] 由于傳統(tǒng)的滑壓運(yùn)行曲線設(shè)計(jì)方法的每一確定負(fù)荷點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)組主蒸汽壓力。 當(dāng)以供熱機(jī)組熱負(fù)荷即機(jī)組抽汽量作為自變量來確定滑壓曲線時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)抽汽量對(duì) 應(yīng)一條滑壓曲線的情況。因此，滑壓曲線必為一組而非一條，曲線圖就變成了二維圖。給以 負(fù)荷作為自變量查圖來確定最優(yōu)滑壓值帶來不便。
[0007] 如圖2所示，以負(fù)荷點(diǎn)Μ為例，不同抽汽量下對(duì)應(yīng)的三個(gè)最優(yōu)滑壓運(yùn)行壓力點(diǎn)A、B、C 差異性很大，所以目前的滑壓曲線為負(fù)荷的單值函數(shù)設(shè)計(jì)方法存在著一定的缺陷。對(duì)于供 熱機(jī)組DCS系統(tǒng)中滑壓曲線的靜態(tài)修正已經(jīng)不能滿足供熱機(jī)組抽汽點(diǎn)調(diào)整以及抽汽量大范 圍變化的工況。
[0008] 目前的供熱機(jī)組DCS系統(tǒng)中并沒有將供熱機(jī)組由于抽汽點(diǎn)以及抽汽量變化對(duì)于滑 壓運(yùn)行曲線的影響考慮在內(nèi)，也沒有針對(duì)其進(jìn)行滑壓曲線的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)電廠分散控制系統(tǒng)DCS中滑壓運(yùn)行模塊未考慮抽汽點(diǎn)及 抽汽量變化的滑壓曲線設(shè)計(jì)造成供熱機(jī)組未在最佳工況下工作，導(dǎo)致熱損耗偏差大的問 題，而提出了基于抽汽點(diǎn)與抽汽量變化的供熱機(jī)組滑壓曲線DCS系統(tǒng)及應(yīng)用方法。
[0010] 基于抽汽點(diǎn)與抽汽量變化的供熱機(jī)組滑壓曲線DCS系統(tǒng)包括：
[0011] 用于輸入負(fù)荷值的輸入模塊；
[0012] 用于獲得滑壓運(yùn)行曲線的運(yùn)算模塊；
[0013] 用于輸入DCS數(shù)據(jù)，判斷抽汽點(diǎn)位置，修正滑壓和限幅主蒸汽壓力的疊加模塊；
[0014] 用于輸出最優(yōu)主蒸汽壓力的輸出模塊；
[0015] 所述的疊加模塊包括：
[0016] 用于輸入DCS數(shù)據(jù)的輸入模塊，判斷抽汽點(diǎn)位置的邏輯判斷模塊，修正滑壓的修正 值計(jì)算模塊，對(duì)主蒸汽壓力修正限幅的變化限幅模塊；
[0017] 所述的邏輯判斷模塊通過DCS數(shù)據(jù)對(duì)供熱機(jī)組期間的抽汽點(diǎn)位置進(jìn)行判斷；如果 抽汽位置為供熱第一抽汽點(diǎn)，選取影響系數(shù)Z = Z1，抽汽量Q = Qa;如果抽汽位置為供熱第二 抽汽點(diǎn)，選取影響系數(shù)Z = Z2，抽汽量Q = Qb;
[0018] 通過修正值計(jì)算模塊得到不同抽汽點(diǎn)以及抽汽量下的主蒸汽壓力值修正值；
[0019] 在修正值計(jì)算模塊后增加一個(gè)主蒸汽壓力變化限幅模塊，當(dāng)抽汽量變化對(duì)主蒸汽 壓力的影響超過一個(gè)閾值，變化限幅模塊對(duì)主蒸汽壓力進(jìn)行調(diào)整，獲得最優(yōu)主蒸汽壓力。
[0020] 基于抽汽點(diǎn)與抽汽量變化的供熱機(jī)組滑壓曲線DCS系統(tǒng)的應(yīng)用方法包括以下步 驟：
[0021] 步驟一、采集不同抽汽量下供熱機(jī)組主蒸汽壓力數(shù)據(jù)；
[0022] 步驟二、在選定的抽汽量下選取負(fù)荷點(diǎn)；
[0023]步驟三、獲得每一負(fù)荷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)主蒸汽壓力；
[0024] 步驟四、獲得每一抽汽量下的滑壓曲線；
[0025] 步驟五、在確定抽汽點(diǎn)位置下，通過每一抽汽量下的滑壓曲線獲得影響系數(shù)；
[0026]步驟六、獲得修正的最優(yōu)主蒸汽壓力。
[0027]發(fā)明效果：
[0028] 1、本發(fā)明采用了引入抽汽點(diǎn)以及抽汽量作為自變量對(duì)滑壓曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)修正的 方法來獲得更接近全工況下最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的滑壓曲線，解決了現(xiàn)有技術(shù)分散控制系統(tǒng) DCS中滑壓運(yùn)行模塊的未考慮抽汽點(diǎn)及抽汽量變化的滑壓曲線設(shè)計(jì)造成供熱機(jī)組未在最佳 工況下工作的問題；
[0029] 2、本發(fā)明通過引入抽汽點(diǎn)和抽汽量作為自變量來對(duì)滑壓曲線進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)多個(gè) 抽汽工況下的運(yùn)行，具有良好的擴(kuò)展性和可實(shí)施性；
[0030] 3、本發(fā)明設(shè)置限幅模塊避免了抽汽量信號(hào)干擾帶來的主蒸汽壓力調(diào)整過于頻繁 的問題。
【附圖說明】
[0031] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)供熱機(jī)組滑壓運(yùn)行DCS系統(tǒng)示意圖；
[0032] 圖2是不同抽汽量下的供熱機(jī)組滑壓曲線圖，其中，Μ點(diǎn)為供熱機(jī)組的某一負(fù)荷點(diǎn)， A、B、C點(diǎn)分別為純凝工況、抽汽量1、抽汽量2下的最優(yōu)主蒸汽壓力點(diǎn)；
[0033] 圖3是供熱第一抽汽點(diǎn)與供熱第二抽汽點(diǎn)在原則性熱力系統(tǒng)中位置示意圖；其中I 是供熱第一抽汽點(diǎn)，Π 是供熱第二抽汽點(diǎn)，B(boiler)表示鍋爐;HP(High pressure)表示高 壓汽輪機(jī)；IP (intermediate pressure)表示中壓汽輪機(jī);LP( low pressure)表示低壓汽輪 機(jī);G(generator)表示發(fā)電機(jī);C(condenser)表示凝汽器;CP(Condensate pump)表示凝結(jié) 水栗；DE(deionization)表示除鹽裝置；BP(Boost pump)表示升壓栗；SG(Gland steam condenser)表示軸封冷卻器;HI，H2，H3，H5，H6，H7，H8(heater)表示給水回?zé)崞?TP(fore pump)表不前置栗；FP(feed water pump)表不給水栗；TD(Boiler Feedwater Pump Turbine，Turbine Driver)表不驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)；HD(Deaerator):除氧器；BD(blow down)表不 排污系統(tǒng);額定功率為300MW的供熱機(jī)組，當(dāng)機(jī)組在高負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)供熱，一般選取供 熱第一抽汽點(diǎn)，當(dāng)機(jī)組在低負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)供熱，一般選取供熱第二抽汽點(diǎn)；
[0034]圖4是抽汽量為Qn時(shí)，負(fù)荷點(diǎn)的選取示意圖，圖中Fnl、Fn2、Fn3、Fn4為選取的負(fù)荷 占 .
[0035]圖5是抽汽量為Qn，負(fù)荷點(diǎn)為Fnl時(shí)，抽汽點(diǎn)為供熱第一抽汽點(diǎn)時(shí)最優(yōu)主蒸汽壓力 曲線圖；其中圖5a是Qn抽汽量下Fnl負(fù)荷點(diǎn)的最優(yōu)主蒸汽壓力值Mn，其中，Mnl、Mn2、Mn3、Mn4 點(diǎn)為選取的主蒸汽壓力點(diǎn)；圖5b是Qn抽汽量下Fnl負(fù)荷點(diǎn)的最優(yōu)主蒸汽壓力值Μη'，其中， ΜηΓ、Μη2'、Μη3'、Μη4'點(diǎn)為選取的主蒸汽壓力點(diǎn)；
[0036]圖6是抽汽量為Qn時(shí)，供熱機(jī)組DCS系統(tǒng)滑壓曲線示意圖，其中圖6a是Mn、Nn、Pn、Rn 是抽汽點(diǎn)為供熱第一抽汽點(diǎn)時(shí)每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)通過最小二乘法擬合得到的最優(yōu)主蒸汽壓力點(diǎn)； 圖6b是Mn'、Nn'、Pn'、Rn'是抽汽點(diǎn)為供