[发明专利]一种实现供热机组最优初压运行的自动控制方法

说明书

本发明公开了一种实现供热机组最优初压运行的自动控制方法，通过修改协调控制系统实现供热机组全工况下最优初压自动控制运行；本发明自动控制方法通过实时背压和实时供热量，计算相对基准工况的功率变化量，再与负荷指令进行加法运算后作为最优初压函数的新负荷指令，重新计算输出与之对应的初压值。本发明能够实现供热机组全工况下最优初压自动控制运行，在环境温度自然变化、热用户需求改变等不可抗拒的外界条件下，能保证机组自动维持经济效率点附近运行，由于仅涉及现场性能试验费用，投资成本很低，对采暖供热、工业供热以及两者都兼有的机组将带来极其可观的经济和环保效益，具有广泛的推广作用。

技术领域

本发明属于能源环保技术领域，具体涉及一种供热机组最优初压运行自动控制方法。

背景技术

随着我国热电联产事业的发展，供热机组逐渐向大型化发展，当前容量300MW的供热机组已经成为主力，部分容量600MW超临界机组经改0造后也开始进行供热，供热能力和经济性随之大幅提高，代表了当今集中供热的发展方向。但大型供热机组由于结构和系统的复杂性，出现了一些如供热系统的安全性、机组运行方式以及重要辅机运行经济性等新的问题，尤其以滑压运行方式不合理最为突出，即供热机组基本仍沿用原纯凝工况滑压运行方式。由于机组长时间偏离经济初压运行，煤耗上升，同时伴随负荷响应速率下降，而且有可能出现汽轮机组振动、辅助设备运行安全隐患等，严重影响机组运行安全性和经济性。

目前关于机组滑压运行优化的研究技术已经较为成熟，但研究范围只局限于纯凝工况，这主要存在以下原因：(1)供热量受热用户需求所限，同时要考虑汽轮机组运行安全，供热量调整范围较窄；(2)供热蒸汽量不易测量，现场常以测量疏水流量为依据，而大部分电厂流量测量装置稳定性较差、精度偏低，定量分析较为困难；(3)由于存在功率、主汽流量、供热量三者参数的交替影响及变化，常规的依次改变单一参数的试验方法将加大工作量，而系统及其它参数之间的稳定性将影响试验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能自动实现供热机组全工况下最优初压运行的控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种实现供热机组最优初压运行的自动控制方法，通过修改协调控制系统实现供热机组全工况下最优初压自动控制运行；本发明自动控制方法通过实时背压和实时供热量，计算相对基准工况(定基准工况边界条件为：供热量为0、设计背压)的功率变化量，再与原负荷指令进行加法运算后作为最优初压函数的输入值(即新负荷指令)，重新计算输出初压值。

上述自动控制方法以基准工况为试验计算起点，分别确定以下三个函数：最优初压函数、功率随背压变化函数和功率随供热量变化函数，利用功率随背压变化函数和功率随供热量变化函数，通过输入实时背压值和实时供热量计算各自相对基准工况的功率变化量，从而输出作为最优初压函数的修正功率(即新负荷指令)，最后输出与之对应的初压值。

其中，最优初压函数的具体确定方法为：维持系统及参数边界条件不变，进行定负荷下的变主汽压力试验，试验测试各个调门开度依次改变时对应的高压缸效率和循环热效率变化趋势，确定最经济阀位函数；在此基础上，联合负荷寻优方法，以汽轮机热耗率最小为原则，在调峰负荷范围内寻找最经济主蒸汽压力。

功率随背压变化函数的确定方法为：维持系统及参数边界条件不变，通过人为调整真空系统运行环境而逐步改变背压值，试验测试至少5个背压点对应的功率值，依次计算功率变化量。

功率随供热量变化函数的确定方法为：维持系统及参数边界条件不变，根据热用户需求范围确定至少5个供热量(如0、100t/h、200t/h、300t/h、400t/h)，分别进行各个供热量下负荷随主汽流量变化试验，从而得出功率、主汽流量、供热量三者之间的若干个曲线簇，并依次计算供热量变化范围内所对应基准纯凝工况下的功率变化量。当采用多路供热来源时，分别针对各路供热，依次采用上述方法，确定功率随各路供热量变化函数。