基于实时稳态模型的汽轮机冷端系统闭环优化控制.pdf

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1、第59卷第4期汽轮机技术Vol.59No.42017年8月TURBINETECHNOLOGYAug.2017基于实时稳态模型的汽轮机冷端系统闭环优化控制李建平1,胡2111222勇,吕海涛,张建忠,李华,钟祎★,王剑钊,王保民(1华能瑞金发电有限责任公司,瑞金341108;2中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司,北京102209)摘要: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。通过分析汽轮机冷端系统的换热机理,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,分析了机

2、组在不同边界条件下的最佳运行真空,进而利用稳态计算模型构建最佳真空闭环优化实时控制系统,实现对机组循环冷却水流量的连续调节,提高了机组的运行经济性。关键词:冷端系统;最佳真空;循环水泵变频;闭环优化分类号:TK113文献标识码:A文章编号:1001-5884(2017)04-0299-04ResearchonClosed-loopOptimalControlofTurbineCold-endSystem12111LIJian-ping,HUYong,LVHai-tao,ZHANGJian-zhong,LIHua,2,22ZHONGYi-qingWANGJian-zhao,WANGBao-

3、min(1HuanengRuijinPowerGenerationCo.,Ltd.,Ruijin341108,China;2HuanengCleanEnergyResearchInstitute,Beijing102209,China)Abstract:Cold-endsystemisanimportantauxiliarysystemofcoal-firedpowerplant,whichisdirectlyeffectonthesafetyandeconomicoperationoftheunit.Inordertoimprovetheoperationeconomy,through

4、thederivationofcalculationmodelofturbinelaststage,condenserandvariablefrequencycirculatingpumpinthevariationcondition,theoptimalvacuumcalculationmodelisestablished.Onbasisofthesteadystatemodel,theoptimalvacuumiscalculatedinthedifferentunitloadandambienttemperature,andthentheclosed-loopoptimalcont

5、rolsystemofcondenservacuumisestablished,whichcanachievecontinuousadjustmentofthecirculatingcoolingwaterflowandimprovetheoperationeconomyoftheunit.Keywords:cold-endsystem;optimalvacuum;frequencyconversioncontrol;closed-loopoptimalcontrol;circulatingwater给出运行优化指导,运行人员仍需对循环水泵的启停进行手0前言动干预,且调节缺乏实时性。本文

6、将针对常规湿冷机组冷端特性展开研究,通过对冷在汽轮机背压优化的研究工作中,主要集中在汽轮机末端系统凝汽器特性、汽轮机末级特性及变频循环水泵特性展级的变工况特性和凝汽器的热力特性两方面。文献[1]在机开研究,建立其稳态计算模型,进而以稳态计算模型为基础,组背压优化过程中假定末级蒸汽在汽轮机中做绝热膨胀,进根据不同环境温度和负荷确定机组的最佳运行真空,并以此而根据变化后的背压对汽轮机末级进行变工况计算;而在凝作为控制目标,构建汽轮机冷端实时控制系统,通过对循环汽器换热系数的计算中,通过引进与循环水入口水温相关的水流量的连续调节实现对汽轮机冷端系统的闭环优化控制。修正系数,对变工况后的凝汽器换

7、热系数进行修正。文献[2]中考虑了汽轮机工况变化后对凝汽器换热的影响,但并1汽轮机冷端优化原理未考虑到汽轮机末级的变工况计算且运行调整方式仅针对定速泵,文献[3,4]主要是对空冷机组的背压进行优化,同样当汽轮机首端参数和环境水温保持不变时,随着循环水在文中并没有体现出汽轮机末级和空冷凝汽器的变工况特流量的改变,汽轮机的末级排汽压力将会跟随发生变化,而性。在现有的研究工作中,其调节方式有限且无法实现循环汽轮机末级压力与机组的级间效率紧

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