專利名稱：一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱回收領(lǐng)域，尤其涉及一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法。
背景技術(shù)：
目前燒結(jié)工序能耗約占鋼鐵企業(yè)總能耗的9% 12%，其排放的余熱約占燒結(jié)總能耗熱能的50%。燒結(jié)礦在冷卻過(guò)程中，通過(guò)冷卻機(jī)空氣帶走的熱量占燒結(jié)總能耗的30% 左右，回收利用這部分熱能(環(huán)冷或帶冷機(jī)冷卻風(fēng)排放)，對(duì)燒結(jié)工序的節(jié)能降耗具有舉足輕重的作用。另外還有約占燒結(jié)總能耗熱能20%的熱能是由主抽風(fēng)機(jī)排放的。余熱回收主要用途有1)用作點(diǎn)火、保溫爐的助燃空氣，以節(jié)約煤氣；2)用于預(yù)熱混合料，以降低焦粉消耗；3)用于余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，以部分代替燃料鍋爐蒸汽；4)用于余熱發(fā)電等。大部分鋼鐵企業(yè)一般都應(yīng)用前三種方式實(shí)現(xiàn)燒結(jié)能耗的降低，但還有很大一部分低溫余熱沒(méi)有充分的利用，并且大部分鋼鐵企業(yè)主管網(wǎng)蒸汽都有余量，所以這些企業(yè)都在考慮用余熱發(fā)電來(lái)進(jìn)一步降低燒結(jié)能耗。燒結(jié)環(huán)冷或帶冷機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)難點(diǎn)在于1)燒結(jié)冷卻機(jī)廢氣流量很大，但是，低溫段(150°C以下)和部分中溫段廢氣沒(méi)有利用價(jià)值，而高溫段和可利用部分中溫段廢氣的平均溫度在300 380°C之間，受燒結(jié)機(jī)落礦溫度和冷卻機(jī)漏風(fēng)率影響，余熱質(zhì)量不高，回收利用難度較大。2)另外發(fā)電系統(tǒng)對(duì)余熱蒸汽的品質(zhì)要求較高，由于燒結(jié)熱力系統(tǒng)不穩(wěn)定，廢氣溫度波動(dòng)范圍在士 100°C以上，造成余熱蒸汽溫度的波動(dòng)超標(biāo)，迫使余熱電站頻繁停機(jī)，嚴(yán)重威脅汽輪機(jī)的安全性、穩(wěn)定性和壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法，針對(duì)燒結(jié)系統(tǒng)廢氣溫度波動(dòng)范圍大，熱電站頻繁停機(jī)現(xiàn)象，跟蹤模型參數(shù)最優(yōu)值并對(duì)其在線控制，使汽輪機(jī)隨燒結(jié)余熱鍋爐參數(shù)變化自動(dòng)保持最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法，當(dāng)余熱鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備參數(shù)和余熱鍋爐煙氣流量和進(jìn)出口溫度一定時(shí)，汽輪機(jī)發(fā)電能力僅與余熱鍋爐輸出的中、低壓蒸汽壓力有關(guān)，通過(guò)對(duì)余熱鍋爐輸出的中、低壓蒸汽壓力進(jìn)行控制，即可使汽輪機(jī)發(fā)電能力達(dá)到最大，其控制步驟如下1)確定控制模型目標(biāo)，以汽輪機(jī)發(fā)電功率最大為模型目標(biāo)Max We = neffm (1)式中we為發(fā)電功率，w; 為發(fā)電機(jī)效率，無(wú)量綱；We為汽輪機(jī)軸輸出機(jī)械功率，W ；
2)建立能量平衡約束方程(1)汽輪機(jī)能量平衡方程
權(quán)利要求
1. 一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法，其特征在于，當(dāng)余熱鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備參數(shù)和余熱鍋爐煙氣流量和進(jìn)出口溫度一定時(shí)，汽輪機(jī)發(fā)電能力僅與余熱鍋爐輸出的中、低壓蒸汽壓力有關(guān)，通過(guò)對(duì)余熱鍋爐輸出的中、低壓蒸汽壓力進(jìn)行控制，即可使汽輪機(jī)發(fā)電能力達(dá)到最大，其控制步驟如下1)確定控制模型目標(biāo)，以汽輪機(jī)發(fā)電功率最大為模型目標(biāo)
2.一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括余熱鍋爐、雙壓汽輪機(jī)，余熱鍋爐與雙壓汽輪機(jī)之間設(shè)有中壓集汽箱和低壓集汽箱，其特征在于，中壓集汽箱與雙壓汽輪機(jī)之間設(shè)有中壓調(diào)節(jié)閥和中壓壓力傳感器，低壓集汽箱與雙壓汽輪機(jī)之間設(shè)有低壓調(diào)節(jié)閥和低壓壓力傳感器；在余熱鍋爐的煙氣入口處設(shè)有煙氣流量計(jì)、煙氣溫度計(jì)和煙氣壓力檢測(cè)裝置，在余熱鍋爐的煙氣出口處設(shè)有溫度檢測(cè)裝置；所述中壓壓力傳感器、低壓壓力傳感器、煙氣流量計(jì)、煙氣溫度計(jì)和煙氣壓力檢測(cè)裝置以及溫度檢測(cè)裝置分別與PLC或DCS相連接，PLC或DCS與上位計(jì)算機(jī)相連接；PLC或DCS分別通過(guò)執(zhí)行器與中壓調(diào)節(jié)閥和低壓調(diào)節(jié)閥相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐為一臺(tái)以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制方法，其特征在于，當(dāng)余熱鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備參數(shù)和余熱鍋爐煙氣流量和進(jìn)出口溫度一定時(shí)，汽輪機(jī)發(fā)電能力僅與余熱鍋爐輸出的中、低壓蒸汽壓力有關(guān)，通過(guò)對(duì)余熱鍋爐輸出的中、低壓蒸汽壓力進(jìn)行控制，即可使汽輪機(jī)發(fā)電能力達(dá)到最大。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)能夠?qū)崿F(xiàn)余熱回收系統(tǒng)的最優(yōu)控制，當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，實(shí)時(shí)自動(dòng)跟蹤和調(diào)節(jié)最優(yōu)壓力值。2)本發(fā)明不僅可以對(duì)已投產(chǎn)的燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)控制，還可以對(duì)燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到余熱鍋爐預(yù)熱器出口最優(yōu)溫度、蒸發(fā)器最優(yōu)溫度、過(guò)熱器出口最優(yōu)溫度、中、低壓蒸汽最優(yōu)流量等參數(shù)，選型適合的汽輪機(jī)。
文檔編號(hào)F27D19/00GK102385356SQ201110192129
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者樂(lè)曉芳, 任鐵良, 方會(huì)斌, 李寶東, 李巖, 李志紅, 李鵬元, 楊懿, 林建軍, 林金柱, 梁伯平, 江榮才, 王春凱, 蔣衛(wèi), 陳巍, 陳深燦 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司