一种基于多因素的汽轮机组最佳初压全局寻优方法技术

一种基于多因素的汽轮机组最佳初压全局寻优方法，所述方法通过建立汽轮机变压运行耗差定量计算模型，依据全局变压优化试验得出汽轮机组在不同调峰工况下的可行滑压区间内的经济特性变化趋势，然后与机组一次调频特性、背压特性等其他目标参数相融合，得到基于多因素的汽轮机组最佳运行初压，以适应电站现场实际运行所需，达到电站经济性与电网安全性的兼顾实现。本发明专利技术，属汽轮发电机机组运行技术领域，适用于汽轮机组最佳初压全局寻优。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多因素的汽轮机组最佳初压全局寻优方法，属汽轮发电机机组运行

技术介绍
由于电力需求峰谷差距，使得汽轮发电机组长期处于调峰运行状态。部分负荷下汽轮机运行方式的选择直接关系到机组的热经济性与安全性。国内外学者对汽轮机变压运行特性做了很多研究，普遍采用多工况点离散比较和耗差分析相结合的分析方法，得出机组最优运行方式。常规汽轮机最优初压试验方法，通常采用在几个基准负荷下，对每个负荷点选定若干不同的主汽压力以及高压调门开度对应关系，通过比较不同工况下的机组热耗的差异，以机组热耗率最小为原则来选取机组最优变压运行曲线的方法。该方法有诸多缺陷，仍有进一步提闻的空间( I)试验结果不确定度较大现行机组协调系统在投产时普遍内置了制造厂推荐的变压运行曲线，虽然制造厂的相关理论计算与机组实际运行特性存在一定程度的不匹配，但一部分负荷点的机组热耗和最优应达值仅相差10 50kJ/(kW. h)，数额相差非常小。GB8117—2008《电站汽轮机热力性能试验验收规程》给出的大型凝汽式汽轮机高准确度试验的不确定度为O. 3%，美国机械工程师协会ASME PTC6-2004《汽轮机性能试验规程》给出的全面性汽轮机热力性能试验的不确定度为O. 25%。倘若按现有汽轮机组平均热耗8000kJ/(kW. h)计，那么，即便是依据最严苛的ASME性能试验规程完成性能试验，试验的结果(两次平行工况测试的平均值)也有20 kJ/(kW.h)的不确定度，相当于供电煤耗O. 8 g/(kW.h)。而实际上，现场汽轮机性能试验受限于热力系统边界条件的复杂多变性以及试验仪表精度的影响，往往不具备ASME性能试验规程所要求的试验条件，其试验结果的误差范围远超过20 kj/(kff. h)。因此，在当前试验精度以及热力系统边界条件下，难以分辨小偏差压力下的热经济性差异，即实践中按常规汽轮机最优初压试验方法难以找到所谓的机组效率最优“压力点”。因此，为提高不同工况下机组热耗的差异，加大选定压力点之间的间隔成为除时间与成本因素之外的迫不得已的选择。常规汽轮机最优初压试验方法普遍采用多工况点“绝对值”离散比较的形式，就试验本身而言，存在以下几方面的不足①受时间和成本约束，“待比较”工况点通常3 5个，因此，不同工况间的机组初压数值跨度较大；同时，“待比较”工况点的选择缺乏充分的依据，人为因素影响较大，存在易漏失机组效率最优点的的缺陷；②仅依赖于多个样本工况的试验结果的“绝对值”的比较，受试验结果不确定度较大的影响，难以准确地说明机组效率的差异；③所提出的耗差分析方法理论依据不充分，忽视热力参数之间的耦合性，分析结果与实际存在一定偏差；④即便一部分试验根据汽轮机原理，基于可行滑压区间内的阀点红利，有针对性地开展寻优；但阀点取决于配汽机构的流量特性和重叠度的合理设置，所谓“阀点”处并非均有红利。(2)优化目标单一，缺乏实践指导意义通常的“最优初压”仅片面考虑机组效率的最大化，未兼顾机组调峰运行中的一次调频特性以及背压特性等其他因素和目标，因此，试验得出的最优初压运行曲线不能满足机组实际调峰运行的需要，甚至影响电网安全。进一步而言，常规汽轮机最优初压试验方法受热力系统边界条件的复杂性以及试验仪表精度的影响，难以通过多工况点下不确定度较大的试验结果得到不同初压下汽轮机组的热经济性变化趋势，因此，该方法也无法实现机组经济特性与一次调频特性等其他多因素的融合决策。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了解决常规汽轮机最优初压多工况点离散比较试验方法不确定度较大以及片面考虑电站经济性忽视电网安全性的不足，本专利技术提供。本专利技术的技术方案是，通过建立汽轮机变压运行耗差定量计算模型，依据全局变压优化试验得出汽轮机组在不同调峰工况下的可行滑压区间内的经济特性变化趋势，然后与机组一次调频特性、背压特性等其他目标参数相融合，得到基于多因素的汽轮机组最佳运行初压，以适应电站现场实际运行所需，达到电站经济性与电网安全性的兼顾实现。本专利技术方法依据汽轮机原理，根据汽轮机组在不同初压下的主要变量的变化趋势和相互耦合，建立起汽轮机变压运行耗差定量计算模型，通过小步幅连续变化主汽压力，在同一负荷可行滑压区间内直观地显示出机组热耗的变化趋势，该试验方法可精确地搜索到相应负荷下的机组效率最优工况点，且能呈现出不同初压下的机组效率的数值变化幅度及趋势，一定程度上克服了以往寻优试验准确度受仪表精度和边界条件制约的局限性；且通过一次调频特性等多因素的兼顾与融合，获得更具合理性的最佳运行初压，以保证电站经济性与电网安全性的实现。本专利技术多因素的汽轮机组最佳初压全局寻优方法包括以下步骤步骤1:依据汽轮机组配汽结构及流量特性曲线，确定具体试验方案；需针对待试验汽轮机组的配汽结构类型及流量特性曲线，制定相应的控制策略；在有必要时应对该机组的配汽机构流量特性曲线进行修正。对于喷嘴配汽机组，其经济性与调节阀的数目有关。现场大型喷嘴配汽汽轮机组，实际采用的是兼顾节流配汽与喷嘴配汽两者优点的“节流-喷嘴”混合配汽方式；其适宜采用喷嘴组对应阀门全开(阀点)的运行方式，如果负荷-参数-阀点不匹配，可采用滑参数+喷嘴组控制，使机组在调度负荷下，实现阀点-负荷-参数的匹配运行。对于节流配汽机组，其在额定工况下调节阀全开，机组效率无疑可以达到最优值。但在调峰工况下，适当牺牲少量的机组热经济性，保留一定的高调门节流蓄势调频能力，采用滑压的参数-较小的节流调频裕度-负荷匹配运行方式似乎是该类型机组的必然选择。旁通配汽以过载补汽的形式应用于当前大型节流配汽汽轮机组当中，其运行方式的选择取决于其配汽经济性与调频特性的综合考虑。步骤2 :为了贴合现场实际情况同时又不增加过多的工作量，本专利技术取系统“吸热量”、汽轮机“有用功”、给泵“泵功”以及再热汽温作为主要变量，建立反映汽轮机组在不同初压下的热经济性的定量计算模型；首先求解相同负荷下变工况前、后汽轮机装置效率的变化，然后再修正锅炉侧参数的变化。设主汽压力pQ，主汽温度tQ，主蒸汽焓hQ，高排压力P1,高排温度t1;高排焓Ii1,循环吸热量Q，整机有用功H，再热系数α，循环热效率η，给水泵焓升」τ，高压缸有效焓降Λ h，机组热耗HR。对于变工况前权利要求1.，其特征在于，所述方法通过建立汽轮机变压运行耗差定量计算模型，依据全局变压优化试验得出汽轮机组在不同调峰工况下的可行滑压区间内的经济特性变化趋势，然后与机组一次调频特性、背压特性等其他目标参数相融合，得到基于多因素的汽轮机组最佳运行初压，以适应电站现场实际运行所需，达到电站经济性与电网安全性的兼顾实现。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述包括以下步骤 (1)依据汽轮机组配汽结构及流量特性曲线，确定具体试验方案；需针对待试验汽轮机组的配汽结构类型及流量特性曲线，制定相应的控制策略；在必要时应对该机组的配汽机构流量特性曲线进行修正； (2)建立反映汽轮机组在不同初压下的热经济性的定量计算模型； 设主汽压力/V主汽温度t0,主蒸汽焓&，高排压力A，高排温度h,高排焓之，循环吸热量认整机有用功//，再热系数〃，循环热效率7，给水泵焓升J r，高压缸有效焓降』A，机组热耗 对于变工况前全文摘要，所述方法通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多因素的汽轮机组最佳初压全局寻优方法，其特征在于，所述方法通过建立汽轮机变压运行耗差定量计算模型，依据全局变压优化试验得出汽轮机组在不同调峰工况下的可行滑压区间内的经济特性变化趋势，然后与机组一次调频特性、背压特性等其他目标参数相融合，得到基于多因素的汽轮机组最佳运行初压，以适应电站现场实际运行所需，达到电站经济性与电网安全性的兼顾实现。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万忠海，李海山，陈林国，鲁锦，陈文，晏涛，吴杨辉，王小波，刘专，汪飞，
申请(专利权)人：江西省电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：