火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法，包括以下步驟：建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型；根據(jù)第一數(shù)學(xué)模型和負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，對未來一段時間內(nèi)的不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式下的單元機(jī)組耗煤量進(jìn)行計算，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果；對比分析各個優(yōu)化分析結(jié)果之間的耗差，并以影響火電機(jī)組運(yùn)行安全為約束條件，以耗煤量最低為優(yōu)化目標(biāo)，選擇未來一段時間內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行方式，在線指導(dǎo)循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本發(fā)明提出在未來一個時段內(nèi)的最優(yōu)運(yùn)行方式，在保證循環(huán)水系統(tǒng)處在最佳運(yùn)行狀態(tài)的同時，避免其最佳運(yùn)行方式頻繁變化帶來的安全隱患。
【專利說明】
火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海水冷卻火電機(jī)組節(jié)能技術(shù)，具體涉及火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國沿海地區(qū)，工業(yè)發(fā)展迅速，為應(yīng)對工業(yè)對電力日趨增加的需求，建立了一批火電廠、核電廠，由于沿海地區(qū)淡水資源有限，所以其循環(huán)冷卻系統(tǒng)多采用海水直流循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
[0003]海水直流循環(huán)冷卻系統(tǒng)雖然解決了沿海淡水資源緊缺的問題，且具有取水溫度低、冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)，但是海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)卻受很多自然因素影響，如潮汐、海水溫度等，使其最佳運(yùn)行方式和最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)不容易得到。
[0004]目前，我國沿海地區(qū)對海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式多采用粗放型管理，多數(shù)為按季節(jié)調(diào)整循環(huán)水栗運(yùn)行臺數(shù)來調(diào)整其運(yùn)行狀態(tài)，但由于受自然因素影響，以及近年火力發(fā)電機(jī)組調(diào)峰幅度較大導(dǎo)致的負(fù)荷波動頻繁，使得該循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整滯后，導(dǎo)致機(jī)組不在最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，這將直接影響凝汽器真空，而真空作為火電機(jī)組的重要指標(biāo)之一，對機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有重大影響，節(jié)能潛力較大;且頻繁改變運(yùn)行狀態(tài)也將給系統(tǒng)帶來很大安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以煤耗量最低為目標(biāo)，安全運(yùn)行作為約束條件，在線優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整滯后導(dǎo)致機(jī)組不在最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)和頻繁改變運(yùn)行狀態(tài)的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法，包括以下步驟:
[0007]步驟100、建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型；
[0008]步驟200、根據(jù)第一數(shù)學(xué)模型和負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，對未來一段時間內(nèi)的不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式下的單元機(jī)組耗煤量進(jìn)行計算，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果；
[0009]步驟300、對比分析各個優(yōu)化分析結(jié)果之間的耗差，并以影響火電機(jī)組運(yùn)行安全為約束條件，以耗煤量最低為優(yōu)化目標(biāo)，選擇未來一段時間內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行方式，在線指導(dǎo)循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0010]在上述方法中，所述建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型的方法為:
[0011]通過一年的試驗(yàn)和調(diào)試，測出在不同海水溫度和潮位的情況下對應(yīng)的機(jī)組出力和循環(huán)水系統(tǒng)各個運(yùn)行方式的數(shù)據(jù)，建立循環(huán)水系統(tǒng)潮汐特性、循環(huán)水運(yùn)行特性、凝汽器循環(huán)水流量與真空間特性和真空與機(jī)組熱耗間特性四個數(shù)學(xué)模型，再根據(jù)所述四個數(shù)學(xué)模型建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型。
[0012]在上述方法中，在步驟200中，
[0013]當(dāng)所述單元機(jī)組中各個機(jī)組均運(yùn)行時，進(jìn)入單元模式，單元模式以單元機(jī)組煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行耗煤量計算，得到實(shí)時優(yōu)化分析結(jié)果；
[0014]當(dāng)所述單元機(jī)組內(nèi)僅有一臺機(jī)組運(yùn)行時，進(jìn)入單機(jī)模式，單機(jī)模式以單機(jī)煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行耗煤量計算，得到實(shí)時優(yōu)化分析結(jié)果。
[0015]在上述方法中，步驟200具體包括以下步驟:
[0016]步驟201、利用調(diào)度提供的負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的負(fù)荷變化情況；
[0017]步驟202、根據(jù)最近一段時間的潮汐特性變化情況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的潮位信息;
[0018]步驟203、根據(jù)當(dāng)日循環(huán)水系統(tǒng)入口海水溫度變化情況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的海水溫度；
[0019]步驟204、結(jié)合未來一段時間內(nèi)潮位信息、海水溫度和負(fù)荷變化情況，利用第一數(shù)學(xué)模型計算未來一段時間內(nèi)不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對應(yīng)的煤耗量，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果。
[0020]在上述方法中，根據(jù)未來一段時間內(nèi)不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對應(yīng)的煤耗量的計算結(jié)果，繪制當(dāng)前潮位、海水溫度下的將所有的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式隨負(fù)荷變化后的節(jié)能量，形成不同的循環(huán)水運(yùn)行方式下的節(jié)能量曲線族；
[0021]所述節(jié)能量曲線族中的交點(diǎn)就是當(dāng)前潮位、海水溫度下交點(diǎn)處負(fù)荷的運(yùn)行方式切換點(diǎn)。
[0022]在上述方法中，分析所述節(jié)能量曲線族，得到各個負(fù)荷下的最佳運(yùn)行方式，將各個負(fù)荷點(diǎn)下的最佳運(yùn)行方式連接起來，繪制循環(huán)水系統(tǒng)負(fù)荷趨勢優(yōu)化圖。
[0023]本發(fā)明將影響機(jī)組安全運(yùn)行作為約束條件，以煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)，獲得循環(huán)水系統(tǒng)最佳運(yùn)行方式，并與耗差分析系統(tǒng)軟件相結(jié)合，在線指導(dǎo)機(jī)組的節(jié)能運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；并首次提出在未來一個時段內(nèi)的最優(yōu)運(yùn)行方式，在保證循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)時處在最佳運(yùn)行狀態(tài)的同時，避免循環(huán)水系統(tǒng)最佳運(yùn)行方式頻繁變化帶來的安全隱患，提高了循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的安全性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做出詳細(xì)的說明。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供的火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法，包括以下步驟:
[0027]步驟100、以影響火電機(jī)組運(yùn)行安全為約束條件，以耗煤量最低為優(yōu)化目標(biāo)，建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步提高循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的安全性和準(zhǔn)確性。
[0028]建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型的方法為:
[0029]通過長時間(一般以一年為周期)的試驗(yàn)和調(diào)試，測出在不同海水溫度和潮位的情況下對應(yīng)的機(jī)組出力和循環(huán)水系統(tǒng)各個運(yùn)行方式的數(shù)據(jù)，建立循環(huán)水系統(tǒng)潮汐特性、循環(huán)水運(yùn)行特性、凝汽器循環(huán)水流量與真空間特性和真空與機(jī)組熱耗間特性四個數(shù)學(xué)模型，再根據(jù)所述四個數(shù)學(xué)模型建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型。
[0030]步驟200、根據(jù)第一數(shù)學(xué)模型和負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，對未來一段時間內(nèi)的不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式下的單元機(jī)組耗煤量進(jìn)行計算，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果。
[0031 ]在本發(fā)明中，當(dāng)單元機(jī)組中各個機(jī)組均運(yùn)行時，進(jìn)入單元模式，單元模式以單元機(jī)組煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行耗煤量計算，得到實(shí)時優(yōu)化分析結(jié)果；當(dāng)單元機(jī)組內(nèi)僅有一臺機(jī)組運(yùn)行時，進(jìn)入單機(jī)模式，單機(jī)模式以單機(jī)煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行耗煤量計算，得到實(shí)時優(yōu)化分析結(jié)果。
[0032]步驟200具體包括以下步驟:
[0033]步驟201、利用調(diào)度提供的負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，預(yù)測未來一段時間內(nèi)(例如24小時)的負(fù)荷變化情況。
[0034]步驟202、根據(jù)過去幾天(兩天以上)的潮汐特性變化情況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)(例如24小時)的潮位信息。
[0035]步驟203、根據(jù)當(dāng)日循環(huán)水系統(tǒng)入口海水溫度變化情況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)(例如24小時)的海水溫度。
[0036]步驟204、結(jié)合未來一段時間內(nèi)潮位信息、海水溫度和負(fù)荷變化情況，利用第一數(shù)學(xué)模型計算未來一段時間內(nèi)不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對應(yīng)的煤耗量，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果。
[0037]通過對未來一段時間內(nèi)最佳運(yùn)行方式的預(yù)測，在保證循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)時處在最佳運(yùn)行狀態(tài)的同時，避免頻繁的啟停循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備帶來的安全隱患，而且還將循環(huán)水設(shè)備切換帶來的收益量化和可視化，使得在線優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行更具科學(xué)性和指導(dǎo)性。
[0038]步驟300、對比分析各個優(yōu)化分析結(jié)果之間的耗差，并以影響火電機(jī)組運(yùn)行安全為約束條件，以耗煤量最低為優(yōu)化目標(biāo)，選擇相同負(fù)荷變化情況下耗煤量最少的為未來一段時間內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行方式，在線指導(dǎo)循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0039]在本發(fā)明中，還能夠根據(jù)未來一段時間內(nèi)不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對應(yīng)的煤耗量的計算結(jié)果，繪制當(dāng)前潮位、海水溫度下的將所有的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式隨負(fù)荷變化后的節(jié)能量，形成不同的循環(huán)水運(yùn)行方式下的節(jié)能量曲線族，節(jié)能量曲線族中的交點(diǎn)就是當(dāng)前潮位、海水溫度下交點(diǎn)處負(fù)荷的運(yùn)行方式切換點(diǎn);通過對該節(jié)能量曲線族分析，可以得到各個負(fù)荷下的最佳運(yùn)行方式，將各個負(fù)荷點(diǎn)下的最佳運(yùn)行方式連接起來，得到循環(huán)水系統(tǒng)負(fù)荷趨勢優(yōu)化圖。
[0040]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.火電機(jī)組海水直流冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在線運(yùn)行優(yōu)化的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟100、建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型； 步驟200、根據(jù)第一數(shù)學(xué)模型和負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，對未來一段時間內(nèi)的不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式下的單元機(jī)組耗煤量進(jìn)行計算，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果; 步驟300、對比分析各個優(yōu)化分析結(jié)果之間的耗差，并以影響火電機(jī)組運(yùn)行安全為約束條件，以耗煤量最低為優(yōu)化目標(biāo)，選擇未來一段時間內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行方式，在線指導(dǎo)循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型的方法為: 通過一年的試驗(yàn)和調(diào)試，測出在不同海水溫度和潮位的情況下對應(yīng)的機(jī)組出力和循環(huán)水系統(tǒng)各個運(yùn)行方式的數(shù)據(jù)，建立循環(huán)水系統(tǒng)潮汐特性、循環(huán)水運(yùn)行特性、凝汽器循環(huán)水流量與真空間特性和真空與機(jī)組熱耗間特性四個數(shù)學(xué)模型，再根據(jù)所述四個數(shù)學(xué)模型建立潮位、溫度變化對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響的第一數(shù)學(xué)模型。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟200中， 當(dāng)所述單元機(jī)組中各個機(jī)組均運(yùn)行時，進(jìn)入單元模式，單元模式以單元機(jī)組煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行耗煤量計算，得到實(shí)時優(yōu)化分析結(jié)果； 當(dāng)所述單元機(jī)組內(nèi)僅有一臺機(jī)組運(yùn)行時，進(jìn)入單機(jī)模式，單機(jī)模式以單機(jī)煤耗量最低為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行耗煤量計算，得到實(shí)時優(yōu)化分析結(jié)果。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟200具體包括以下步驟: 步驟201、利用調(diào)度提供的負(fù)荷調(diào)度預(yù)測曲線，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的負(fù)荷變化情況； 步驟202、根據(jù)最近一段時間的潮汐特性變化情況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的潮位信息； 步驟203、根據(jù)當(dāng)日循環(huán)水系統(tǒng)入口海水溫度變化情況，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的海水溫度； 步驟204、結(jié)合未來一段時間內(nèi)潮位信息、海水溫度和負(fù)荷變化情況，利用第一數(shù)學(xué)模型計算未來一段時間內(nèi)不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對應(yīng)的煤耗量，得到不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析結(jié)果。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)未來一段時間內(nèi)不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對應(yīng)的煤耗量的計算結(jié)果，繪制當(dāng)前潮位、海水溫度下的將所有的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式隨負(fù)荷變化后的節(jié)能量，形成不同的循環(huán)水運(yùn)行方式下的節(jié)能量曲線族； 所述節(jié)能量曲線族中的交點(diǎn)就是當(dāng)前潮位、海水溫度下交點(diǎn)處負(fù)荷的運(yùn)行方式切換點(diǎn)。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，分析所述節(jié)能量曲線族，得到各個負(fù)荷下的最佳運(yùn)行方式，將各個負(fù)荷點(diǎn)下的最佳運(yùn)行方式連接起來，繪制循環(huán)水系統(tǒng)負(fù)荷趨勢優(yōu)化圖。
【文檔編號】F01D25/12GK106091515SQ201610448025
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】徐敬, 林文斌, 方向明, 劉勇
【申請人】福建大唐國際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司