本發(fā)明涉及重型燃機高壓給水控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種多系統(tǒng)合用高壓給水的變頻優(yōu)化控制方法。

背景技術(shù)：

1、雙碳目標下，聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機發(fā)電由于滿足啟停快、排放低等條件，近年來在全國各地發(fā)展迅速。聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機機組余熱鍋爐中最重要的輔機為高壓給水泵，通常采用變頻控制。在燃機啟動前準備階段，其配合鍋爐汽包上水。啟動后，除應(yīng)負荷需求，配合鍋爐汽包上水外，還要應(yīng)對可能的超溫，對高壓系統(tǒng)進行噴水降溫；同時，為了提高燃機燃燒的效率，也要對天然氣進行換熱。停機階段需配合減水，鍋爐停運后為減少汽包壁溫差，還需進行滿水操作。作為調(diào)峰機組，頻繁啟停給高壓給水系統(tǒng)的控制帶來了更大的考驗。

2、大多數(shù)f級機組均只有一級性能加熱器，用于加熱天然氣，提高燃氣輪機燃燒效率。一級性能加熱器入口天然氣溫度全年隨季節(jié)變化幅度不大，換熱量較為穩(wěn)定，熱源為高壓給水，即高壓給水用于性能加熱器的流量較為固定，基本不影響高壓給水其它用戶，如高壓減溫水、高壓汽包上水流量。而h級燃氣輪機機組有兩級性能加熱器，一級以中壓給水作為熱源，二級以高壓給水作為熱源。多一級換熱環(huán)節(jié)，且換熱源不屬于同一系統(tǒng)，導(dǎo)致二級性能加熱器入口天然氣溫度存在波動，這對二級加熱器的熱源高壓給水用量帶來了變化，加大了高壓給水系統(tǒng)控制的難度。

3、h級燃氣輪機因其高參數(shù)要求，壓氣機的抽氣系統(tǒng)也區(qū)別于f級機組。在燃氣輪機中，壓氣機的抽氣系統(tǒng)是一個重要的系統(tǒng)。無論是壓氣機啟停時的喘振防止，還是機組運行中的透平各級葉片冷卻氣的供給，都是通過壓氣機的抽氣系統(tǒng)來完成。h級機組換熱后的空氣溫度較高，需配備otc(once-through?coolers)冷卻系統(tǒng)(簡稱otc系統(tǒng))，將高溫空氣冷卻至合適溫度，重新進入壓氣機進口。高壓給水作為冷卻介質(zhì)，經(jīng)換熱后，產(chǎn)生過熱蒸汽，回到余熱鍋爐高壓系統(tǒng)蒸汽管道。該系統(tǒng)對冷卻用的高壓給水有一定的壓力要求，且該系統(tǒng)是否穩(wěn)定運行，將直接影響到燃氣輪機的安全運行。進一步提高了高壓給水系統(tǒng)控制的要求。

4、相對其它燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)機組，配備二級性能加熱器、otc系統(tǒng)的機組，其高壓給水用戶更為復(fù)雜。各系統(tǒng)用水量、壓力需求在不同負荷段均存在不同變化。高壓給水變頻若單一的根據(jù)壓力需求最高的用戶定壓控制，那么其它用戶的調(diào)門開度將大幅關(guān)小，造成大量的節(jié)流損失。以往的控制思路只保證上水壓力得到滿足，多個高壓給水用戶存在不穩(wěn)定因素的情況下，如何用好高壓給水變頻控制系統(tǒng)，保證機組在全工況下安全穩(wěn)定運行的同時，盡可能的避免節(jié)流損失是目前主要存在的問題。

5、經(jīng)過檢索，中國專利公開號cn104456524a公開了一種燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組余熱鍋爐高壓給水系統(tǒng)。高壓給水泵有兩臺，通過一臺給tca換熱器供水，一臺給鍋爐省煤器供水，構(gòu)成兩條獨立的供水支路。采用分泵的形式，解決不同供水需求用戶在同一泵供水情況下，大用戶占主導(dǎo)，小用戶節(jié)流損失大的問題。

6、中國專利公開號cn106774472a公開了一種用于高中壓給泵合泵系統(tǒng)的變頻節(jié)能控制方法。在機組啟停過程及低負荷段時，給水泵進行高中壓給水差壓的控制，高中壓給水調(diào)門進行高中壓汽包水位的控制；在機組運行高負荷段，給水泵進行高壓汽包水位控制，同時保證中壓給水最小差壓；高壓給水調(diào)門進行高壓水位輔助控制，即在水位正常時全開調(diào)門，在水位較高時關(guān)小調(diào)門，輔助調(diào)節(jié)水位；中壓調(diào)門進行中壓汽包水位控制。實現(xiàn)了高中壓給泵合泵系統(tǒng)利用高壓給泵控制高壓水位，高壓給水調(diào)門全開的控制方式，同時能夠兼顧中壓系統(tǒng)上水壓力，達到了減小節(jié)流損失的目的，使機組運行更加節(jié)能。

7、中國專利公開號cn107178779a公開了一種變速給水泵變速運行的控制方法。在每個給水出口處均設(shè)置給水壓力測點，每個用戶系統(tǒng)均設(shè)定一個給水壓力需求值，控制系統(tǒng)根據(jù)各個用戶系統(tǒng)的給水壓力需求值與相應(yīng)給水壓力測點處測得的實際壓力值的差值中的最大值對變速給水泵的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，使各個用戶系統(tǒng)的給水壓力需求值與相應(yīng)給水壓力測點處的實際壓力值的差值中的最大值減小或增大至零。能夠在保證變速給水泵各個給水出口的實際壓力都滿足相應(yīng)用戶系統(tǒng)的給水壓力需求的前提下，盡可能地降低能耗，同時防止給水壓力過高導(dǎo)致閥門的閥芯受損，保障機組安全。

8、但是上述現(xiàn)有專利還是存在以下問題：

9、1、利用分泵獨立控制無法解決2個以上高壓給水用戶的節(jié)能需求，且無備用泵應(yīng)對壓力不足，堵泵等特殊工況。

10、2、特定模式下，高壓給水調(diào)門全開，利用高壓給水泵變頻控制汽包水位的方式也無法滿足其它系統(tǒng)用水需求的變化，且無法滿足余熱鍋爐高壓為直流爐的h級燃機的控制要求。

11、3、雖能應(yīng)對多用戶復(fù)雜系統(tǒng)，但其各用戶壓力設(shè)定為非動態(tài)壓力設(shè)定值，未從根源尋求多用戶當(dāng)前工況下的壓力需求最佳值；其采用壓力設(shè)定值與實際壓力值差值大選的形式，各用戶側(cè)必須配置壓力測點；因各系統(tǒng)側(cè)調(diào)門控制品質(zhì)的不同，易造成變頻壓力控制頻繁來回調(diào)節(jié)。

12、因此如何來解決重型燃機多系統(tǒng)合用高壓給水單控上水壓力差帶來的變頻泵能耗損失，用戶側(cè)調(diào)門節(jié)流損失，及無法有效應(yīng)對各系統(tǒng)自身的惡劣工況的問題，從而提升重型燃機高壓給水控制系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行能力，成為需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種多系統(tǒng)合用高壓給水的變頻優(yōu)化控制方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種多系統(tǒng)合用高壓給水的變頻優(yōu)化控制方法，該方法對高壓給水變頻控制的壓力設(shè)定值根據(jù)各用戶壓力需求的最大值進行動態(tài)調(diào)整，同時在應(yīng)急工況下通過函數(shù)修正來動態(tài)調(diào)整每個用戶獨立的壓力設(shè)定，并自動改變高壓給水系統(tǒng)壓力設(shè)定終值。

4、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，該方法提供壓力偏置接口，用于自動疊加修正值。

5、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，該方法具體包括以下步驟：

6、步驟s1，基于分離器出口壓力p分和燃機負荷計算余熱鍋爐高壓系統(tǒng)上水壓力設(shè)定值sp1；

7、步驟s2，根據(jù)高壓過熱器出口壓力p高、燃機負荷和排煙溫度計算高壓系統(tǒng)減溫水壓力設(shè)定值sp2；

8、步驟s3，根據(jù)天然氣流量、一級性能加熱器出口天然氣溫度及二級性能加熱器固定給水壓力需求計算二級性能加熱器用水壓力設(shè)定值sp3；

9、步驟s4，根據(jù)燃機負荷及otc出口壓縮空氣溫度計算otc系統(tǒng)用水壓力設(shè)定值sp4；

10、步驟s5，將所述高壓系統(tǒng)上水壓力設(shè)定值sp1、高壓系統(tǒng)減溫水壓力設(shè)定值sp2、二級性能加熱器用水壓力設(shè)定值sp3、otc系統(tǒng)用水壓力設(shè)定值sp4的四個設(shè)定值大選后作為正常情況下高壓給水變頻控制的綜合設(shè)定值；

11、步驟s6，當(dāng)出現(xiàn)任一用戶前調(diào)門開度根據(jù)自身流量曲線接近最大流量對應(yīng)的開度時，其壓力設(shè)定值疊加設(shè)定的偏置。

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高壓系統(tǒng)上水壓力設(shè)定值sp1具體計算為：

13、sp1＝p分+p負荷修，其中p負荷修為隨燃機負荷變化的給水壓力設(shè)定修正值，燃機負荷越高，p負荷修越大。

14、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高壓系統(tǒng)減溫水壓力設(shè)定值sp2具體計算為：

15、sp2＝p高+p排溫修*k煙氣修，其中p高為高壓過熱器出口壓力，p排溫修為隨排煙溫度與減溫水溫度設(shè)定值的差值變化而變化的壓力設(shè)定修正值，k煙氣修為根據(jù)igv開度反應(yīng)的燃機尾部煙氣流量的多少得出的修正系數(shù)。

16、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述差值越大，壓力設(shè)定修正值越大，快速響應(yīng)高壓減溫水需求；同時所述igv開度越大代表煙氣流量越大，修正系數(shù)也越大。

17、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述二級性能加熱器用水壓力設(shè)定值sp3具體計算如下：

18、sp3＝p固+p天然氣*k一級修，其中p固為二級性能加熱器固定用水壓力，p天然氣為根據(jù)當(dāng)前天然氣流量預(yù)估的二級性能加熱器換熱用高壓給水壓力修正，k一級修為根據(jù)一級性能加熱器出口天然氣溫度得出的修正系數(shù)。

19、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述一級性能加熱器出口天然氣溫度越高，修正系數(shù)越小。

20、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述otc系統(tǒng)用水壓力設(shè)定值sp4具體計算如下：

21、sp4＝p負荷預(yù)*k空溫修，其中p負荷預(yù)為燃機負荷預(yù)測的otc系統(tǒng)用水壓力值，k空溫修為根據(jù)otc出口壓縮空氣溫度判斷出p負荷預(yù)的修正系數(shù)。

22、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述otc出口壓縮空氣溫度越大，需要的高壓給水就越多，k空溫修越大。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

24、1)本發(fā)明充分考慮多系統(tǒng)用戶的高壓給水系統(tǒng)，實現(xiàn)全工況變頻自動高效控制，滿足機組安全穩(wěn)定運行的同時，兼顧高壓給泵節(jié)能運行，降低節(jié)流損失。

25、2)本發(fā)明實現(xiàn)多系統(tǒng)合用高壓給水系統(tǒng)中的高壓給水泵變頻自動節(jié)能控制，靈活應(yīng)用動態(tài)高壓給水壓力設(shè)定值，在各負荷段，各工況下，盡量壓低高壓給泵變頻器頻率輸出，增大高壓給水用戶側(cè)調(diào)門開度，減少節(jié)流損失。

26、3)本發(fā)明響應(yīng)特殊工況下用水需求，自動增加壓力設(shè)定應(yīng)急處理，保證了機組安全穩(wěn)定運行。