本發(fā)明涉及一種直接空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

隨著國家節(jié)能減排政策的實施，對燃煤發(fā)電機組的要求越來越高，特別是環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了環(huán)發(fā)【2015】164號文件《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，對燃煤機組節(jié)能降耗提出了指標和進度要求。所以，為了降低機組運行能耗，開展優(yōu)化運行，意義重大。

目前，直接空冷燃煤發(fā)電機組的空冷系統(tǒng)運行是設(shè)定背壓自動運行，或者運行人員手動控制運行；而背壓設(shè)定往往按照空冷系統(tǒng)能運行的最低背壓設(shè)定，或者人為設(shè)定背壓值，沒有科學(xué)依據(jù)，使空冷系統(tǒng)運行經(jīng)濟性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種直接空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，該方法提高了直接空冷系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，使空冷系統(tǒng)運行始終處于最經(jīng)濟的運行狀態(tài)。根據(jù)機組負荷、環(huán)境溫度等參數(shù)確定機組經(jīng)濟運行背壓，從而確定空冷風(fēng)機的經(jīng)濟運行轉(zhuǎn)速，達到機組運行經(jīng)濟性最大，實現(xiàn)空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種直接空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，包括以下步驟：

1)輸入初始參數(shù)，若環(huán)境溫度T_a≥2℃，在機組負荷穩(wěn)定時，執(zhí)行步驟2)啟動自動優(yōu)化運行模式；否則啟動手動模式；

2)調(diào)整空冷風(fēng)機運行頻率降低0.5Hz穩(wěn)定運行1分鐘，即調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1－0.5運行；其中，f_n－1為調(diào)整前空冷風(fēng)機運行頻率，n為空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速；

3)如果空冷風(fēng)機耗功變化量⊿P_f大于等于機組發(fā)電功率變化量⊿N，即⊿P_f≥⊿N，執(zhí)行步驟4)；否則執(zhí)行步驟9)；

4)繼續(xù)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1－0.5穩(wěn)定運行1分鐘；

5)如果⊿P_f≥⊿N，返回步驟4)；否則執(zhí)行步驟6)；

6)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1+0.2穩(wěn)定運行1分鐘；

7)如果⊿P_f＜⊿N，返回步驟6)；否則執(zhí)行步驟8)；

8)取f_n＝f_n－1－0.1為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；

9)如果f_n－1≥50，則取f_n－1為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；否則執(zhí)行步驟10)；

10)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1+0.5穩(wěn)定運行1分鐘；

11)如果⊿P_f≤⊿N，執(zhí)行步驟12)；否者執(zhí)行步驟13)；

12)如果f_n≥50，則f_n為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；否則返回步驟10)；

13)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1－0.2穩(wěn)定運行1分鐘；

14)如果⊿P_f＞⊿N，返回步驟13)；否則執(zhí)行步驟15)；

15)取f_n＝f_n－1+0.1為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；

16)空冷風(fēng)機以最佳頻率運行1小時后，返回步驟2)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明不用進行現(xiàn)場性能試驗獲得不同負荷、不同環(huán)境溫度下空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速與背壓的關(guān)系，根據(jù)機組實際運行性能即可實現(xiàn)直接空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化。由于隨著時間變化，條件也發(fā)生變化，不同負荷、不同環(huán)境溫度下空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速與背壓關(guān)系是不同的，所以采用本發(fā)明提高了運行優(yōu)化的精度，另外也降低了項目實施投資。

本發(fā)明不用進行現(xiàn)場性能試驗獲得空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速與功率的關(guān)系，直接根據(jù)空冷風(fēng)機實際運行的轉(zhuǎn)速(頻率)和功率值進行運行優(yōu)化。由于相同轉(zhuǎn)速下風(fēng)機功率與空冷散熱器空氣側(cè)臟污等有關(guān)，一次試驗不能代表空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速與功率的永久關(guān)系，所以采用本發(fā)明提高了運行優(yōu)化的精度，另外也降低了項目實施投資。

本發(fā)明提供的直接空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化方法可使空冷系統(tǒng)自動經(jīng)濟運行，避免了運行人員人工調(diào)整的誤差，減少了運行人員勞動強度，提高發(fā)電機組運行經(jīng)濟性。最后本發(fā)明方法簡單易行，提高了機組自動化運行水平。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明實施的流程圖。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：

參見圖1，本發(fā)明直接空冷系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，包括以下步驟：

1)輸入初始參數(shù)，若環(huán)境溫度T_a≥2℃，在機組負荷穩(wěn)定時，執(zhí)行步驟2)啟動自動優(yōu)化運行模式；否則啟動手動模式；

2)調(diào)整空冷風(fēng)機運行頻率降低0.5Hz穩(wěn)定運行1分鐘，即調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1－0.5運行；其中，f_n－1為調(diào)整前空冷風(fēng)機運行頻率，n為空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速；

3)如果空冷風(fēng)機耗功變化量⊿P_f大于等于機組發(fā)電功率變化量⊿N，即⊿P_f≥⊿N，執(zhí)行步驟4)；否則執(zhí)行步驟9)；

4)繼續(xù)調(diào)整空冷風(fēng)機運行頻率降低0.5Hz運行，即調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1－0.5穩(wěn)定運行1分鐘；

5)如果⊿P_f≥⊿N，返回步驟4)；否則執(zhí)行步驟6)；

6)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1+0.2穩(wěn)定運行1分鐘；

7)如果⊿P_f＜⊿N，返回步驟6)；否則執(zhí)行步驟8)；

8)取f_n＝f_n－1－0.1為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；

9)如果f_n－1≥50，則取f_n－1為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；否則執(zhí)行步驟10)；

10)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1+0.5穩(wěn)定運行1分鐘；

11)如果⊿P_f≤⊿N，執(zhí)行步驟12)；否者執(zhí)行步驟13)；

12)如果f_n≥50，則f_n為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；否則返回步驟10)；

13)調(diào)整空冷風(fēng)機以頻率f_n＝f_n－1－0.2穩(wěn)定運行1分鐘；

14)如果⊿P_f＞⊿N，返回步驟13)；否則執(zhí)行步驟15)；

15)取f_n＝f_n－1+0.1為空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并以此頻率運行，然后執(zhí)行步驟16)；

16)空冷風(fēng)機以最佳頻率運行1小時后，返回步驟2)。

本發(fā)明的原理：

直接空冷系統(tǒng)運行性能與機組負荷、環(huán)境溫度、空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速等相關(guān)，當(dāng)機組負荷和環(huán)境溫度一定，不同的風(fēng)機轉(zhuǎn)速對應(yīng)不同的汽輪機排汽壓力，而汽輪機排汽壓力直接影響到機組運行經(jīng)濟性。汽輪機排汽壓力越高、機組運行熱耗越高、發(fā)電煤耗越高；汽輪機排汽壓力越低、機組運行熱耗越低、發(fā)電煤耗越低。當(dāng)機組負荷和環(huán)境溫度一定，空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速越高，空冷凝汽器冷卻風(fēng)量越大，汽輪機排汽壓力越低；空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速越低，空冷凝汽器冷卻風(fēng)量越小，汽輪機排汽壓力越大；但是空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速越高、風(fēng)機電機耗功越大，轉(zhuǎn)速越低、風(fēng)機電機耗功越小。所以，要獲得低的汽輪機排汽壓力，耗功增加、發(fā)電廠用電就要增加；降低耗功、發(fā)電廠用電減少，汽輪機排汽壓力就要升高。存在最佳的汽輪機排汽壓力，使得汽輪機組運行經(jīng)濟性最高，供電煤耗最低。

直接空冷機組DCS系統(tǒng)包含有如下運行參數(shù)：

1)機組發(fā)電功率N，單位kW

2)主汽壓力P，單位MPa

3)主汽溫度T，單位℃

4)汽輪機主蒸汽流量Q，單位t/h

5)環(huán)境溫度T_a，單位℃

6)空冷風(fēng)機電機頻率f，單位Hz

7)空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速n，單位r/min

8)空冷風(fēng)機電機總功率P_f，單位kW

9)汽輪機排汽壓力P_e，單位kPa

在機組主汽壓力P、主汽溫度T、汽輪機主蒸汽流量Q和環(huán)境溫度T_a不變的條件下：

空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n₁增加到n₂，則汽輪機排汽壓力由P_e1降低到P_e2；由于汽輪機主蒸汽流量Q不變，機組發(fā)電功率由N₁增加到N₂。

由于空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n₁增加到n₂，則空冷風(fēng)機電機總功率由P_f1增加到P_f2。

空冷風(fēng)機耗功增加：⊿P_f＝P_f2－P_f1

機組發(fā)電功率增加：⊿N＝N₂－N₁

當(dāng)機組發(fā)電功率變化量⊿N大于空冷風(fēng)機耗功變化量⊿P_f時，說明空冷風(fēng)機以轉(zhuǎn)速n₂運行比轉(zhuǎn)速n₁運行的機組經(jīng)濟性高；反之，⊿N小于⊿P_f時，空冷風(fēng)機以轉(zhuǎn)速n₁運行比轉(zhuǎn)速n₂運行的機組經(jīng)濟性高。

所以對于直接空冷發(fā)電機組，在一定的機組負荷和環(huán)境溫度下，存在一個最佳的空冷風(fēng)機運行轉(zhuǎn)速n，在此轉(zhuǎn)速下運行，機組的經(jīng)濟性最高。本發(fā)明目的就是尋找最佳的空冷風(fēng)機運行轉(zhuǎn)速，并使機組空冷風(fēng)機自動在最佳轉(zhuǎn)速運行，達到機組運行經(jīng)濟性最高。

機組在某一負荷下，汽輪機排汽壓力的變化對機組電功率的影響可以通過汽輪機微增出力試驗得到，即通過試驗得到關(guān)系式：⊿N＝f(N、P_e、⊿P_e)。這樣，根據(jù)機組運行參數(shù)發(fā)電功率N、汽輪機排汽壓力P_e，即可計算出空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n₁變化到n₂(汽輪機排汽壓力由P_e1變化到P_e2)時的機組發(fā)電功率變化量⊿N(⊿P_e＝P_e2－P_e1)。

機組DCS系統(tǒng)中有空冷風(fēng)機電機總功率P_f的參數(shù)值，根據(jù)空冷風(fēng)機轉(zhuǎn)速n₁和n₂的電機總功率P_f1和P_f2即可計算出空冷風(fēng)機耗功變化量⊿P_f。如果DCS系統(tǒng)沒有空冷風(fēng)機電機總功率P_f的參數(shù)值，只有電機電流值I、電壓值V和功率因數(shù)F，則可通過電流、電壓和功率因數(shù)計算出功率：

P_f＝3^0.5×I×V×F。

在機組控制系統(tǒng)中加裝控制邏輯進行計算，計算出空冷風(fēng)機的最佳轉(zhuǎn)速或頻率使機組運行經(jīng)濟性最佳，并自動調(diào)整風(fēng)機在最佳轉(zhuǎn)速或頻率下運行；此邏輯模塊為空冷運行優(yōu)化自動運行模塊。機組在運行中，可進行手動運行和運行優(yōu)化自動運行切換。

在環(huán)境溫度Ta≥2℃，當(dāng)機組穩(wěn)定負荷運行后，即可將空冷風(fēng)機運行模式切為空冷運行優(yōu)化自動運行模式。

空冷運行優(yōu)化自動運行模塊實施方式為增加空冷風(fēng)機運行頻率時，只要機組發(fā)電功率變化量⊿N＞空冷風(fēng)機耗功變化量⊿P_f，繼續(xù)增加空冷風(fēng)機運行頻率，直至⊿N≤⊿P_f，找到空冷風(fēng)機最佳運行頻率，如果空冷風(fēng)機運行頻率f≥50Hz，則50Hz即為空冷風(fēng)機最佳運行頻率；降低空冷風(fēng)機運行頻率時，只要空冷風(fēng)機耗功變化量⊿P_f＞機組發(fā)電功率變化量⊿N，繼續(xù)降低空冷風(fēng)機運行頻率，直至⊿P_f≤⊿N，找到空冷風(fēng)機最佳運行頻率。找到空冷風(fēng)機最佳運行頻率后，保持空冷風(fēng)機在此頻率下運行。

在空冷運行優(yōu)化自動運行模式下，當(dāng)穩(wěn)定運行達到1小時，即開始自動尋優(yōu)，尋找空冷風(fēng)機最佳運行頻率，并在此頻率下運行。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。