[发明专利]基于空冷机组三维滑压曲线二维设计的DCS系统及其应用方法在审

专利信息
申请号: 201511022188.0 申请日: 2015-12-29
公开(公告)号: CN105652832A 公开(公告)日: 2016-06-08
发明(设计)人: 万杰;孙建国;李兴朔;李悦;苏靖;李越男;杨春宇;柳继山;李永生;刘娇;李飞;刘金福;于达仁 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学;内蒙古蒙达发电有限责任公司;南京遒涯信息技术有限公司
主分类号: G05B19/418 分类号: G05B19/418
代理公司: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 杨立超
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 基于 机组 三维 曲线 二维 设计 dcs 系统 及其 应用 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及火力发电领域,具体涉及基于空冷机组三维滑压曲线二维设计的DCS系统 及其应用方法。

背景技术

我国火力发电占主导地位的电源存在结构性矛盾,缺乏燃机等可平抑新能源电力随机 波动不确性的电源;因此,空冷机组进行快速深度变负荷参与调峰运行势在必行。

空冷机组中滑压运行相比于定压运行在经济性、安全性方面都得到了不同程度的改善, 是目前公认的提高机组部分负荷运行工况经济性和安全性的最有效方式之一。对于国内大 容量高参数的机型来讲,采用滑压运行方式较定压运行方式可平均降低发电煤耗 1~4g/kW·h,全年可节约成本所产生的经济效益十分显著。滑压运行已普遍应用于空冷机组 实际运行当中。

空冷机组由于运行可靠,并且在节水方面有着突出的作用,近些年得到了快速的发展。 空冷机组受其结构设计影响,滑压运行具有一定的特殊性。空冷机组存在夏季热风回流的 影响,另外空冷机组对环境风速及风向十分敏感,其背压随环境温度、风速及风向影响大。

空冷机组目前普遍采用的运行方式为滑压运行,滑压曲线的选取一般是将空冷机组的 发电功率即负荷作为自变量来确定机组的主蒸汽压力。空冷机组的所有热力参数中,背压 是对机组运行经济性影响最大的参数之一。在背压发生变动时,最优滑压曲线也会发生一 定程度的变化。空冷机组滑压运行的最关键技术是最优滑压运行曲线的获取,主要方法有 实验比较法、耗差分析法、建立优化模型。图1为目前电厂分散控制系统DCS中的滑压运行 模块。当火电空冷机组的负荷通过系统输入滑压运行模块中时,在设计背压给定的滑压运 行曲线中进行插值,即可得到设计背压下的主蒸汽压力值。

以空冷机组负荷作为自变量来确定机组的最优滑压值只适用于某一背压,当实际背压 发生偏离时,该主蒸汽压力值非最优。目前电厂分散控制系统DCS中插值用的函数框利用 修正系数对机组滑压运行曲线进行静态修正。但该方法只适用于二维图,对于三维图就只 能当做二维来处理。针对空冷机组背压大范围变化的特点,传统的滑压运行曲线设计方法 及实现方式存在着一定的局限性。

由于传统的滑压运行曲线设计方法的每一个背压对应于一个机组负荷。当以空冷机组 负荷作为自变量来确定滑压曲线时,就会出现一个背压对应一条滑压曲线的情况。因此, 滑压曲线必为一组而非一条,曲线图就变成了二维图。给以负荷作为自变量查图来确定最 优滑压值带来不便。此时,P0=f(M,Pb)式中,Po为最优主蒸汽压,M为负荷,Pb为机组背 压。

如图2所示,以负荷点M为例,不同背压下对应的三个最优滑压运行压力点A、B、C 差异性很大,所以目前的滑压曲线为负荷的单值函数设计方法存在着一定的缺陷。对于空 冷机组DCS系统中滑压曲线的静态修正已经不能满足空冷机组大范围背压变化的工况。

目前的空冷机组DCS系统中并没有将空冷机组由于背压变化对于滑压运行曲线的影响 考虑在内,也没有针对其进行滑压曲线的优化设计。

发明内容

本发明为了解决现有技术电厂分散控制系统DCS中滑压运行模块未考虑背压变化的 滑压曲线设计造成空冷机组未在最佳工况下工作,导致热损耗偏差较大的问题,而提出了 基于空冷机组三维滑压曲线二维设计的DCS系统及其应用方法。

基于空冷机组三维滑压曲线二维设计的DCS系统包括:

用于输入负荷值的输入模块;

用于滑压运行曲线的运算模块;

用于输入背压,修正滑压和限幅主蒸汽压力的叠加模块;

用于输出最优主蒸汽压力的输出模块。

所述的叠加模块包括:

通过输入模块输入背压值,通过运算模块得到不同背压下的主蒸汽压力值修正值;

所述的滑压实时修正的模块函数输出值设为Z×(P-P0);其中,Z为负荷不变时单位背 压变化对主蒸汽压力的影响系数,P为通过传感器测量的空冷机组实时背压值,P0为空冷 机组滑压曲线的设计背压值;实时修正模块函数值表示背压变化对主蒸汽的影响值;

在实时修正模块后增加一个主蒸汽压力变化限幅模块,当背压变化对主蒸汽压力的影 响超过一个阈值,变化限幅模块对主蒸汽压力进行调整,获得最优主蒸汽压力。

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