[发明专利]一种汽轮机最佳真空实时计算方法

说明书

技术领域

本发明属于火电机组冷端系统参数优化技术领域，特别涉及一种汽轮机最佳真空实时计算方法。

背景技术

汽轮机冷端系统是火电机组的重要辅助系统，其运行状态的好坏直接关系到机组的安全、经济运行。

而在现有的火电机组运行方式中，汽轮机冷端系统真空优化中，一般都是采用离线计算结果，根据设定工况下凝汽器的换热系数、汽轮机背压修正曲线，结合机组设定工况下参数和给定的环境温度进行计算得到。由于机组运行过程中特性会发生改变，基于设定工况数据的真空优化计算脱离了实际运行机组特性，且由于环境温度和机组负荷不断的进行改变，之前的离线计算方式很难保证精度，因此本发明专利提供了一种汽轮机最佳真空实时计算方法，结合机组当前运行工况数据和环境参数，进行变工况计算，更具有实际指导意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机最佳真空实时计算方法，尤其是针对循环水流量连续可调的汽轮机，通过分析汽轮机冷端系统的换热机理，通过对汽轮机末级变工况计算模型、凝汽器换热变工况计算模型以及变频循环水泵变工况特性分析，建立汽轮机冷端系统最佳真空稳态计算模型，并以机组收益最大化作为目标函数，计算机组在不同边界条件下的最佳运行真空，实时指导机组现场运行的方式和参数，提高机组的运行经济性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种汽轮机最佳真空实时计算方法，根据汽轮机末级变工况特性、凝汽器变工况特性以及循环水泵变工况特性，分别对汽轮机末级排汽焓、汽轮机末级排气量、凝汽器换热系数以及变频循环水泵进行变工况计算。

首先通过计算当前工况下汽轮机末级排汽量、排汽焓和变频循环水泵流量确定当前工况下凝汽器传热系数；

进而根据变工况下循环水泵转速或者频率，计算变工况后机组循环冷却水流量，确定变工况后凝汽器的换热系数；

结合变工况后凝汽器换热系数、变工况后循环水流量以及当前工况下汽轮机末级排气量和排汽焓，对汽轮机真空进行重新计算；

根据变工况后的汽轮机背压，对汽轮机末级重新进行变工况计算，确定循环水流量变化之后汽轮机末级排汽焓和末级排汽量；

根据新计算得到的末级排汽焓和末级排汽量进行循环迭代，直至收敛后确认变工况后机组净功率增量；

根据当前循环水泵频率可调范围，进行遍历计算，确定在循环水泵频率可调范围内，当机组净功率增量取得最大值时的汽轮机最佳真空。

与现有技术相比，本发明可以根据机组实际运行参数，结合汽轮机末级变工况计算、凝汽器变工况计算以及循环水泵变工况计算，确定机组在当前运行参数下的最佳运行真空，指导机组的实时运行，提供当前机组的运行效率，增加电厂净收益。

附图说明

图1为汽轮机最佳真空循环迭代计算示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

本发明一种汽轮机最佳真空实时计算方法，包括以下步骤：

A：从机组分布控制系统(DCS)中选取优化计算过程中所需测点的实时值，所述测点包括：主蒸汽流量、主蒸汽温度、主蒸汽压力、高压缸排汽温度、高压缸排汽压力、再热蒸汽温度、再热蒸汽压力、汽轮机各级抽汽压力、汽轮机各级抽汽温度、汽轮机各级加热器出口水温、汽轮机各级加热器出口水压、凝汽器真空、凝汽器热井温度、循环水泵变频器频率、循环水入口水温；如果测点信息均准确可靠则进行步骤B；

B：根据所选测点信息构建汽轮机热经济性状态方程，计算机组当前运行工况下汽轮机末级排汽量、汽轮机内部功；根据汽轮机末级变工计算方法，计算汽轮机末级排汽焓；根据循环水泵运行工况点确定方法，计算当前频率下凝汽器循环水流量及耗功；

具体地，步骤如下：

S1.汽轮机末级排汽量和汽轮机内部功为：

根据汽轮机和各级回热加热器结构，以8级汽轮机回热抽汽结构为例，构建汽轮机热经济性状态方程：

[A][D_i]＝D₀[τ_i](1)

定义：

(1)抽汽放热量q_i：疏水自流面式加热器q_i＝h_i-h_di，汇集式加热器q_i＝h_i-h_wi+1；

(2)给水焓升τ_i：τ_i＝h_wi-h_wi+1；