一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法技术

本发明专利技术公开了一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法，通过现场性能试验和理论计算得出高背压梯级供热机组和低压连通管抽汽供热机组的供热负荷Q和标煤消耗量B的关系特性；将全厂标煤消耗总量B

An on-line vacuum optimization method for high back pressure cascade heating unit

【技术实现步骤摘要】
一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法
本专利技术属于供热机组运行领域，涉及一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法。
技术介绍
目前日益严重的大气污染问题，加之一些地区富煤少油少气的能源结构特征，促使燃煤发电机组实施供热(或扩能)改造，其中高背压梯级供热方式全部利用机组冷源损失，具有供热经济性好、供热能力强的优势，工程应用广泛。配置两台燃煤热电联产机组为目前城市周边供热电厂的典型配置，一台若采用高背压梯级供热方式，另一台则多采用连通管抽汽供热方式。如图1所示，图1给出了该类供热电厂的供热系统示意。高背压供热机组电特性用发电机功率N表征，热特性用对外总供热量Q表征，见下式：式中，Q、Q1和Q2分别为高背压机组对外总供热热负荷、汽轮机组排汽余热供热热负荷和连通管抽汽供热热负荷，单位为MW；mc、D和mcw分别为汽轮机排汽流量(含小机)、联通管抽汽流量和热网水流量，单位为t/h；hc、hcw、hcq和hss分别为汽轮机排汽平均焓值、凝结水焓值、连通管抽汽焓值和热网疏水焓值，单位为kJ/kg；C为热网水的定压比热容，单位为kJ/(kg·℃)；to、tis、ti分别为热网供水、高背压凝汽器出水和热网回水温度，单位为℃。汽轮机组排汽余热供热热负荷Q1应为排汽余热和热网循环水侧吸热量的小值，如下：式中，tis为高背压凝汽器出水温度，等于运行背压对应饱和温度减去凝汽器端差δt。供热季燃煤热电联产机组对外供热热负荷受热力公司根据当地实时气温调度，对外供电功率受当地电网实时调度，故供热电厂可自主调整的参数主要为厂级供热量的分配。机组运行成本主要为标准煤消耗，收益主要为供热、售电及调峰补贴(或罚款)，机组盈利为售电收入+调峰补贴－标准煤消耗。在电网分机组调度发电机功率的条件下，售电收入+调峰补贴不受电厂自主调控。因此，在厂级供热热负荷和机组电功率一定的条件下，尽可能降低标准煤消耗是提高盈利的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法，在满足电网电负荷要求和热网热负荷要求的情况下，确定高背压机组运行最佳运行方式，实现厂级运行能耗成本最低，最大幅度提升电厂盈利能力。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法，包括以下步骤：步骤1，通过现场性能试验和理论计算得出高背压梯级供热机组和低压连通管抽汽供热机组的供热负荷Q和标煤消耗量B的关系特性；1-1)高背压梯级供热机组的供热负荷Q1：其中，Q1、Q1max表示供热负荷和最大供热负荷，N为电负荷，Pc为运行背压、ta为供热回水温度，D为中排抽汽供热流量，mc为低压缸排汽流量，hc、hcw、hcq和hss分别为汽轮机低压缸排汽焓值、高背压凝汽器凝结水焓值、中排抽汽焓值和中排抽汽疏水焓值；不同机组的函数F1()各不相同，具体关系式需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；高背压梯级供热机组的标煤消耗量B1：B1＝f1(N,Q,Pc)其中，当电功率N和运行背压给定Pc时，高背压梯级供热机组的标煤消耗量B1是供热量的一元函数：B1＝e×Q1+f，式中e和f为系数，不同机组各不相同，需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；1-2)中低压连通管抽汽供热机组的供热负荷Q2：Q2＝F2(N)＝{0,Q2max}＝{0,c×N+d}其中，中低压连通管抽汽供热机组，当电功率N给定时抽汽供热负荷存在一个最大值Q2max＝c×N+d，此时低压缸进汽量维持最小冷却蒸汽流量运行，约为额定主蒸汽流量的15％，式中c和d为系数，不同机组各不相同，需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；中低压连通管抽汽供热机组的标煤消耗量B2：B2＝f2(N,Q)当电功率N给定时，中低压连通管抽汽供热机组的标煤消耗量B2为供热负荷Q2的单一函数，具体关系式为：B2＝a×Q2+b，其中a和b为系数，不同机组各不相同，需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；步骤2，迭代寻优2-1)根据总供热负荷Q0、高背压梯级供热机组的发电机功率N1以及中低压连通管抽汽供热机组的发电机功率N2，以高背压梯级供热机组的运行背压Pc＝32kPa、中排抽汽供热流量D＝0为寻优计算基准，根据下式确定高背压梯级供热机组的供热负荷Q1：tis＝f(pc)-δt＝-0.029×pc2+2.28×pc+26.13-δt其中，mc为汽轮机排汽流量，hc为汽轮机排汽平均焓值，hcw为凝结水焓值，mcw为热网水流量，Cpw为热网水的定压比热容，tis为高背压凝汽器出水温度，ti为热网回水温度，pc为，δt为凝汽器端差，角码c表示蒸汽，角码cw表示凝结水，角码is表示高背压凝汽器出水，角码i表示热网回水；中低压连通管抽汽供热机组的供热负荷：Q2＝Q0-Q1根据f1(N,Q,Pc)得出高背压梯级供热机组的标煤消耗量B1，根据f2(N,Q)得出中低压连通管抽汽供热机组的标煤消耗量B2，标煤消耗总量Bt：Bt＝B1+B22-2)在此基础上每次1kPa的幅度抬升高背压梯级供热机组运行背压Pc，在此范围内计算给定电功率和运行背压下不同抽汽量下的高背压梯级供热机组的供热负荷Q11和标煤消耗量B11＝f1(N1,Q11,Pc)，再计算中低压连通管抽汽供热机组的标煤消耗量B12＝f2(N2,Q0,Q11)，得出标煤消耗总量Bt1＝B11+B12；其中，高背压梯级供热机组的供热负荷Q11为：将Bt1与Bt比较，若Bt1≤Bt则迭代终止，基准工况为最优方式；若Bt1>Bt，将该背压下的标煤消耗总量最低值的运行工况作为新的对比基准工况，则继续以每次1kPa的幅度抬升高背压梯级供热机组运行背压，进行下一次迭代；2-3)若运行背压抬升到54kPa时仍无最优值，则认为54kPa为最优运行背压，迭代终止，该背压下标煤消耗总量最低值的运行工况作为最优运行工况。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术基于供热回水温度、标煤单价等多边界参数以及高背压供热方式的复杂热电煤变化特性，在满足电网和热网调度的前提下以全厂标煤消耗最低为目标函数，在线确定高背压机组最佳运行真空，实现厂级盈利能力最大化。【附图说明】图1为现有电厂供热的热力系统示意图；图2为本专利技术在线寻优方法的流程图。其中：1-高中压缸；2-低压缸；3-热网循环水泵组；4-热网凝汽器；5-热网加热器。【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，通过现场性能试验和理论计算得出高背压梯级供热机组和低压连通管抽汽供热机组的供热负荷Q和标煤消耗量B的关系特性；/n1-1)高背压梯级供热机组的供热负荷Q

【技术特征摘要】
1.一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过现场性能试验和理论计算得出高背压梯级供热机组和低压连通管抽汽供热机组的供热负荷Q和标煤消耗量B的关系特性；
1-1)高背压梯级供热机组的供热负荷Q1：



其中，Q1、Q1max表示供热负荷和最大供热负荷，N为电负荷，Pc为运行背压、ta为供热回水温度，D为中排抽汽供热流量，mc为低压缸排汽流量，hc、hcw、hcq和hss分别为汽轮机低压缸排汽焓值、高背压凝汽器凝结水焓值、中排抽汽焓值和中排抽汽疏水焓值；不同机组的函数F1()各不相同，具体关系式需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；
高背压梯级供热机组的标煤消耗量B1：
B1＝f1(N,Q,Pc)
其中，当电功率N和运行背压给定Pc时，高背压梯级供热机组的标煤消耗量B1是供热量的一元函数：B1＝e×Q1+f，式中e和f为系数，不同机组各不相同，需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；
1-2)中低压连通管抽汽供热机组的供热负荷Q2：
Q2＝F2(N)＝{0,Q2max}＝{0,c×N+d}
其中，中低压连通管抽汽供热机组，当电功率N给定时抽汽供热负荷存在一个最大值Q2max＝c×N+d，此时低压缸进汽量维持最小冷却蒸汽流量运行，约为额定主蒸汽流量的15％，式中c和d为系数，不同机组各不相同，需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；
中低压连通管抽汽供热机组的标煤消耗量B2：
B2＝f2(N,Q)
当电功率N给定时，中低压连通管抽汽供热机组的标煤消耗量B2为供热负荷Q2的单一函数，具体关系式为：B2＝a×Q2+b，其中a和b为系数，不同机组各不相同，需通过现场性能试验和理论计算相结合的技术手段得出；
步骤2，迭代寻优
2-1)根据总供热负荷Q0...

【专利技术属性】
技术研发人员：居文平，马汀山，吕凯，王东晔，王妍，郑天帅，刘学亮，杨利，林轶，余小兵，刘永林，赵若昱，李昊，
申请(专利权)人：西安西热节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61