CN105899874A - 用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法 - Google Patents

用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105899874A
CN105899874A CN201380081953.9A CN201380081953A CN105899874A CN 105899874 A CN105899874 A CN 105899874A CN 201380081953 A CN201380081953 A CN 201380081953A CN 105899874 A CN105899874 A CN 105899874A
Authority
CN
China
Prior art keywords
prediction
steam generator
power
steam
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380081953.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105899874B (zh
Inventor
H·霍夫曼
U·舒尔策
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RWE Power AG
Original Assignee
RWE Power AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RWE Power AG filed Critical RWE Power AG
Publication of CN105899874A publication Critical patent/CN105899874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105899874B publication Critical patent/CN105899874B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/56—Boiler cleaning control devices, e.g. for ascertaining proper duration of boiler blow-down
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
    • F23J3/023—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys cleaning the fireside of watertubes in boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G15/00—Details
    • F28G15/003—Control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0091—Radiators
    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/08—Reinforcing means for header boxes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明涉及一种在考虑到蒸汽发生器运行期间使用以蒸汽和/或水运行的净化装置的情况下用于用来发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法。该方法包括：监测蒸汽发生器的状态变量，这些状态变量允许间接或直接地推导出蒸汽发生器的加热面的效率和/或污染状态。该方法还包括：借助于所测量和/或所测定的状态变量建立效率预测；作为针对这个或这些蒸汽发生器的电流需求和/或热需求的函数建立负荷预测；作为可用性预测并且作为环境温度和/或燃料质量的函数建立对于这个或这些蒸汽发生器的预计可用的最大功率的预测；以及作为效率预测的函数确定最佳的净化时间点，其中，依赖于负荷预测和可用性预测在如下条件下推迟或抑制和/或缩短或延长和/或强化或弱化根据效率预测待引入的额定净化工序，即不低于蒸汽发生器的加热面的预定最小效率和/或不高于加热面的预定的最大允许的污染。

Description

用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法
技术领域
本发明涉及一种用于用来发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法，优选在包括多个锅炉的如下蒸汽发生器处，这些锅炉用化石的或有机的燃料烧暖，更确切地说在考虑到在该蒸汽发生器运行期间使用用于该蒸汽发生器的加热面的以蒸汽和/或水运行的净化装置的情况下。
根据本发明的用于这些蒸汽发生器的功率调节的方法还包括带有在用于余料燃烧、余料附带燃烧以及用于垃圾燃烧的点燃设备的蒸汽发生器处的功率调节。
根据本发明的用于蒸汽发生器的功率调节的方法尤其包括在如下蒸汽发生器处的功率调节，通常在最大功率的范围内运行这些蒸汽发生器。
背景技术
蒸汽发生器在额定条件下的该最高的持续电功率(或在热发生器中该热功率)被称为额定功率(参见VGB指南RV 809)。静态地确定蒸汽发生器的该额定功率并使该额定功率与该蒸汽发生器的设计值相对应。瓶颈功率不同于该额定功率，该瓶颈功率同样作为在标准条件下的持续功率给出并且在较长的时间段内分别受到该功率最小的设备部件(瓶颈)限制(参见VGB指南RV 809)。在下文中同义地使用术语“额定功率”和“瓶颈功率”作为标称地限制的电功率的标志。
在本申请的意义上，以蒸汽和/或水运行的净化装置尤其被理解为蒸汽喷吹器或蒸汽枪螺旋喷吹器节能蒸汽喷吹器水枪/蒸汽枪、水枪喷吹器和水喷吹器。
在运行期间通常用水枪喷吹器来清洁蒸汽锅炉的燃烧空间的辐射加热面，用这些蒸汽喷吹器和类似的设备来净化在蒸汽锅炉的下游连接的加热面。
用于发电和热利用的化石燃料的点燃设备、余料的附带燃烧设备以及垃圾燃烧设备由于在该燃料中的产生灰尘的物质而经受越来越大的锅炉污染。因此，必须在连续的运行中用以水和/或蒸汽运行的净化装置来清洁该污染。用于净化所需的蒸汽大多作为过程蒸汽与这些设备脱耦。如果没有及时进行净化或明显太晚地进行净化，则沉积物(这些沉积物尤其归因于沉积物的熔融、烧结或归因于化学工艺)导致不断的结垢，这些结垢明显损害这些设备的热传导和效率。
根据沉积物的类型和范围，在蒸汽发生器的所计划的停机期间必须进行机械的/液压的清洁。在此，部分地产生巨大的成本及可用性损失。此外，较大的结块例如意外掉落在这些连接在下游的加热面上会导致锅炉的机械损伤。
因此，在该蒸汽发生器运行期间有针对性且适当的净化是不可缺少的。在此，应尽可能目标精确且按照需要地来净化锅炉中被污染的区域，因为净化不足和净化过度都会使设备的状态劣化。净化过度伴随所涉及的设备零件的提高的磨损，这同样是不值得期望的。
用于运行该净化装置所需的蒸汽不能用于发电，因此此类的蒸汽排出(Dampfanzapfung)等同于功率损失。
使用用于清洁锅炉壁/辐射加热面的水冷却了这些锅炉壁并且从该系统提取热，该热否则可以用于发电或热利用，由此使得该净化工序一般来说与功率损失相联系。
由于在相对于未被污染的表面进行界定的意义上准确地确定被污染的表面具有一定的模糊性，通常必须净化更大的区域。在此，于是还用蒸汽或水喷射干净的表面，然后这些表面超比例地冷却并干扰蒸汽产生。对干净的加热面的净化是易于磨损的并且应尽可能地被避免。
最后，水和蒸汽的使用通常导致新制蒸汽温度和中间过热器温度的下降，这进而产生功率下降和效率损失。
例如由DE 10 2006 022 627A1已知一种用于控制水枪喷吹器的方法，该方法尤其将磨损问题纳入考虑。由于待净化的壁区域的一定程度的热负载与燃烧空间壁的净化相关联，在DE 10 2006 022 627A1中描述了一种净化方法，其中净化该蒸汽发生器的仅一个按照面积和范围而限定的渣化区域。例如由DE 281453B5已知一种类似的方法。例如由DE 4139 838A1已知另一种用于控制水枪运行的方法，该水枪用于净化燃烧壁。
在这些已知的用于控制净化装置的方法中占主导的目的在于：在不出现设备停机(该设备停机与更大的可用性损失相联系)的情况下，尽可能久地确保锅炉的可用性。
随着从所谓的可再生能源载体中产生的越来越多的电流馈送，在电力市场上产生不断增强的需求波动，由此值得期望的是，还以如下方式运行蒸汽发生器(这些蒸汽发生器通常用于电力市场的基本负荷供应，：所涉及的蒸汽发生器的尽可能所有的负荷潜力是可用的。
在本申请的意义上，蒸汽发生器被理解为一种发电站单元，该发电站单元带有点燃装置和所属的水-蒸汽回路。多个蒸汽发生器或者发电站单元能够组合成一个发电站。
发明内容
因此本发明所基于的目的在于，提供一种用于蒸汽发生器在考虑到在该锅炉或蒸汽发生器运行期间使用以蒸汽和/或水运行的净化装置的情况下的功率调节的方法，该方法既确保最佳的功率收益，也确保该蒸汽发生器的最佳效率。
本发明的另一方面涉及：在最佳地考虑到对短期提供调节能量的要求的情况下，对用于发电的多个设备的综合性的功率调节。
在本申请中，所用的术语锅炉用作术语“蒸汽发生器”的同义词。
本发明所基于的目的通过根据权利要求1所述的方法和权利要求14所述的方法实现。这些方法的有利的设计从相应的从属权利要求得出。
该用于用来发电和/或供热的蒸汽发生器在考虑到在该蒸汽发生器运行期间使用以蒸汽和/或水运行的净化装置的情况下的功率调节的方法，包括以下方法步骤：
-监测该蒸汽发生器的状态变量，这些状态变量允许间接或直接地推断出该蒸汽发生器的加热面的效率和/或污染程度，
-借助于所测量和/或所测定的状态变量建立效率预测，
-作为市场的电流需求和/或热需求的函数建立负荷预测，
-作为可用性预测并且作为预期的环境温度和/或燃料质量的函数建立关于该蒸汽发生器的预计可用的最大功率的预测，
-作为效率预测的函数确定最佳的净化时间点，其中，依赖于该负荷预测和/或该可用性预测在如下条件下改变根据该效率预测待引入的一个额定净化工序，即不低于该蒸汽发生器的加热面的预定的最小效率和/或不高于该加热面的预定的、最大允许的污染。
在本申请的意义上，效率预测可以理解为如下预测：确定一个净化时间点和/或净化周期，该净化时间点和/或净化周期在这些加热面的主导技术的效率观点下适合于防止过度的材料磨损和/或计划之外的设备停机。在此，效率预测例如可以涉及这些加热面的温度的伴随污染而变化的测量值。
该额定净化工序的变化尤其在于：推迟或抑制和/或缩短或延长和/或强化或弱化该净化工序。就此而言，该额定净化工序如下地改变：在最初计划的时间点改变向该蒸汽发生器中的介入，以便在负荷预测方面最佳地匹配该蒸汽发生器的实际功率。
在本发明的意义上，负荷预测可以理解为对用于提供电/热的蒸汽发生器的预计需求(负荷)的预测。例如可以通过网络运营商、转接分配者、能量经销商或在对该蒸汽发生器本身的控制中建立该负荷预测。在此，该负荷预测优选考虑的是：在考虑到用于覆盖负荷的优先次序(Merit Order)的情况下，是否以及以哪个功率使用该蒸汽发生器。
负荷预测和可用性预测优选在多次迭代的范围内彼此适配。
在本发明的意义上，可用性预测可以理解为关于该蒸汽发生器的预计可用的最大功率的预测，其中，根据条件，该最大功率可以处于该蒸汽发生器或所涉及的发电站单元的额定功率或瓶颈功率之下或之上。这是以如下认识为基础的：一个蒸汽发生器的实际可用的功率围绕该蒸汽发生器的额定功率波动。除其他因素外，尤其是环境温度和燃料质量对实际可用的功率有大的影响。在此，环境温度首先影响冷却塔的冷却性能，该冷却性能在必要时形成针对蒸汽发生器的可用功率的限制因素。该功率在白天温度相对低时大于在环境温度高时。此外，该功率还取决于所使用的燃料的热值，例如在使用煤作为燃料时该功率取决于所使用的煤质量。煤质量的改变例如能够引起烟气量的改变，烟气量的改变进而伴随风扇的功率需求的改变并且由此影响该蒸汽发生器的(净)功率。
在考虑到这些情形的情况下，建立关于该蒸汽发生器的预计可用的最大功率的预测能够实现：将该蒸汽发生器围绕该额定功率/瓶颈功率的功率波动用于确定净化时间点和净化周期。
此外通过根据本发明的方法，作为电流需求和/或热需求的函数的负荷预测用作用于确定净化时间点和净化周期的指标，其方式为：在该蒸汽发生器的技术可用性的意义上在效率观点下依赖于负荷地推迟所测定的最佳净化时间点和/或必要时在这些待净化的表面的比例的意义上依赖于负荷地推迟一个为此测定的最佳净化时间。额外地或替代性地，能够提高或减弱该净化工序的强度。这是以如下想法为基础的，在网络中的负荷需求高峰的情况下，锅炉的一个尽可能最大的功率收益是值得期待的，从而应该在这些时间窗口中避免该锅炉的由净化导致的负荷下降。根据本发明，能够在全负荷优化的意义上依赖于电需求来推迟或优化对于净化和/或净化周期可用的时间窗口。
也就是说，当一个最佳的净化时间点落入负荷需求高峰的阶段内时，必要时例如可以如下地推迟该最佳的净化时间点，使得该净化时间点落入对该蒸汽发生器的负荷要求较低的阶段内，在该阶段内于是自然地该依赖于需求的电价也较低。
根据本发明，该蒸汽发生器的需求导向的(bedarfsorientierte)净化和由此引起的不足的功率与实际的电需求和由此引起的电价或与实际的热需求相联系。
在此应确保的是：一方面，该污染不持续地损害该过程；以及另一方面，如下地实现该使用，即该蒸汽发生器的由净化导致的预期功率损失发生在电需求较小的这些阶段中。
在此，不应高于某一最大允许的污染，以避免该锅炉的计划之外的停机。
前面描述的方法尤其适用于用褐煤烧暖的锅炉或蒸汽发生器，因为根据性质褐煤包含高比例的成渣物质并且在这些蒸汽发生器中效率优化的运行是特别重要的。
至少检测和/或测量该蒸汽发生器的加热面温度和/或新制蒸汽温度和/或该蒸汽发生器的中间过热器温度作为该蒸汽发生器的状态变量。加热面温度例如能够用于测定加热面的污染状态，这些加热面温度例如能够借助于已知的热成像方法来确定。该燃烧空间的壁温度可以用作用于该燃烧空间的污染状态的指示。例如也能够用合适的温度传感器来测量这些加热面的温度。
例如在DE 10 2006 022 627A1和DE 10 2007 039 945A1中描述了用于测定和监测燃烧空间温度的方法。此外，在后一个文件中还描述了一种用于测定加热面效率的方法。
在根据本发明的方法的一个优选的变体中提出的是，作为气象学的预告数据的函数建立对于该蒸汽发生器的负荷预测。原则上已知的是，在确定的天气条件下从可再生能源载体向该电网中馈送较少的电流，使得在多天的时间段内建立一个完全可靠的负荷预测。在通过蒸汽发生器供热的情况下，依赖于所预测的热需求实现该负荷预测。并非必须基于气象学的预告建立负荷预测，例如也可以基于工业的电流消耗器和/或热消耗器的所计划的接通和关断来实现该负荷预测。例如在启动一个用于制造铝的生产设备时需要大量的电流，使得一个此类设备的开机(Hochfahren)形成可预测的负荷下降。
在电网中预测到高负荷的情况下，能够抑制和/或弱化和/或推迟和/或缩短一个额定净化工序；在预测到低负荷的情况下，能够提前和/或强化一个额定净化工序。在本申请的意义上，额定净化工序可以理解为如下净化工序，基于所实施的效率预测，该净化工序在一个确定的净化时间点是有意义且值得期待的，但在该时间点该净化工序不是强制必须的。在一个要强制遵守的净化时间点的强制必需的净化工序仅是如下净化工序，该净化工序在低于该加热面的一个预定的最小效率的情况下或在高于该加热面最大允许的污染的情况下被触发。
在一个确定的净化时间点实施一个确定的净化周期，其中，必要时还可以设定的是，不推迟该净化时间点，但在待净化的表面的意义上限制或扩展该净化范围。必要时能够减小或提高该净化强度，例如通过控制使用水枪喷吹器时的水压。在本申请的意义上，净化时间点可以理解为一个净化周期的开始。
特别便利的是，强化一个延迟的额定净化工序。也就是说，然后强化一个额定净化工序(额定净化工序在该电网的高负荷阶段内被抑制并且在较晚的时间点被接受)，以避免在这些加热面处持续的污染。
特别有利的是，借助于神经模型建立该可用性预测和该效率预测。
还有利的是：至少将该效率预测和该负荷预测用作在一个模糊调节器中的输入变量，通过该模糊调节器来触发和/或开启这些净化周期。
依赖于该净化工序的时长和面积大小，同样能够将这些加热面的预期的、由净化导致的磨损用作在该模糊调节器中的输入变量。
该负荷预测优选形成为电价预测。于是在模糊调节的情况下，使用该电价预测作为在该模糊调节器中的输入变量。借助诊断系统、例如加热面效率导向的吹灰管理系统(Ruβblas-Management-Systemen)或例如红外线相机导向的净化系统来确定技术上的净化需求及技术上优化的净化时间点并将其转发给用于控制净化装置的控制技术器件。正如前面已经说明的，技术上的净化需求是从效率预测得出的净化需求。
替代性地，例如季节性地或依赖于工业消耗器的接通和关断作为热需求预测来建立该负荷预测。
根据本发明，通过一个负荷调节器对在蒸汽发生器(发电站单元)中的负荷计划、净化计划和使用计划进行评价和自动化。作为负荷调节器，用于电气数据处理的装置例如设置有对应的软件。在负荷调节器中确定时间的或技术的操作余地并且例如与电力市场的价格发展和需求相联系。于是从中得到一个价格优化且需求优化的净化计划，该净化计划然后在电力市场的价格高的时间允许尽可能小的最小负荷并且在低价格阶段控制这些净化装置。由此，最佳地将实际的电和热需求纳入考虑。还可以将燃料安排包括到该优化中。
评估从电力市场或热需求得到的单据/价格、测定可代表的净化周期并且寻找并控制两个指标的一个最佳值。然后能够自动地通过诊断系统和/或控制技术实现对这些净化系统的控制，或者作为建议转发给之后进行控制的操作人员。
在根据本发明的方法的一个有利的变体中提出的是，在高负荷阶段中将一个额定净化工序推迟到一个具有预测的高可用性的时间段内。在此，在净化工序的实施计划中还考虑到该蒸汽发生器的更高的、最大可能的功率。于是特别有利的是：该更高的、最大可能的功率尚未包括在该可用性预测中，而是由于参数(否则这些参数是限制功率的)的改变才短期地得到。
在该方法的另一个有利的设计中，在建立该可用性预测的情况下以及在实际调节的情况下尤其监测并考虑该蒸汽发生器的限制功率的因素。这些因素例如是燃料的热值、新制蒸汽量、新制蒸汽温度、中间过热器温度、中间过热器压力、中间过热器量和/或冷却水温度。
便利的是，依赖于该负荷预测和该可用性预测建立一个控制计划，以便以控制负荷的方式进行该蒸汽发生器的功率调节并且借助于在其功率方面的控制计划来调节该蒸汽发生器。由此实现对该蒸汽发生器的额定-实际控制。
以常见的方式方法通过频率调节和发电机之后的次级功率调节能够实现该蒸汽发生器的功率控制。在此情况下，通过控制电功率实现功率调节，该电功率从连接在该蒸汽发生器下游的一个发电机输出到一个电网中。
有利的是，针对根据小时和天测量的时间段建立该负荷预测、该可用性预测和该效率预测，优选针对当天的大约0至24小时之间的时间段以及接下来几天的大约0至48小时之间的时间段。
该控制计划例如能够以针对下一天(在这下一天借助于该控制计划对该蒸汽发生器进行调节)的日程计划的形式作为针对该蒸汽发生器的运行方式的运行计划输出，其中，该控制计划预先设定针对该蒸汽发生器的功率的引导变量。
实际上可以设定的是，例如根据电网的要求每一刻钟过调节(übersteuern)针对一天的时间段或24小时的时间段输出的该控制计划。
还可以设定的是，考虑在该可用性预测中补充的功率选项和/或用于提供调节能量的选项。补充的功率选项尤其是如下功率选项，这些功率选项无论如何能够暂时地实现该蒸汽发生器的较高的功率，但是必要时与该蒸汽发生器的较低的效率相联系。一个此类的补充功率选项的示例是对预加热的关断。由此实现了将功率提高至效率的负荷。为了提供调节能量，能够更准确地指定该蒸汽发生器的功率带在这些功率带中能够产生调节功率。
根据本发明，该方法能够实现：在如下意义上利用蒸汽发生器的完全的负荷潜能，即，还能够实现在该蒸汽发生器的额定功率/瓶颈功率之上的最大功率的安排。此外，功率的更好的可计划性能够在提供功率的情况下实现一个较窄的保险带(Sicherheitsband)。这在没有可用性预测的情况下是必需的，以便围绕该蒸汽发生器的额定功率提供一个已知的功率带宽作为不可用的单元功率，并且必要时根据该电网的负荷要求在该带宽内控制该蒸汽发生器。通过建立可用性预测能够实现：安排处在该蒸汽发生器的额定功率之上的该蒸汽发生器的功率，使得在计划一个净化工序时能够考虑到该蒸汽发生器最大可能的功率。
本发明实现的另一个优点在于，同时考虑多个蒸汽发生器和/或至少一个蒸汽发生器和一个设备，以便在平衡回路管理(Bilanzkreismanagements)的范围内提供调节能量。原则上，对蒸汽发生器存在如下要求：这些蒸汽发生器必须提供其功率的一个固定的部分作为储备(调节能量)，以便在需要时准确地遵守该负荷要求和/或有助于网络稳定性。还可以通过在平衡回路管理的范围内预存一个对应的功率来满足该要求。
与此对应地，设定一种用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法，其中，将至少一个蒸汽发生器和向一个虚拟平衡回路提供调节能量的一个设备组合。该用于提供调节能量的设备原则上可以是任何类型的能量发生器，该能量发生器能够尤其在预定的时间段内根据要求提供一个足够的、提前限定的功率。由此对于适用性而言关键的首先是该最大功率以及为了达到该最大功率可能的启动斜率(Anfahrrampe)。用于提供调节能量的设备尤其可以是另一个蒸汽发生器、一个抽水蓄能发电站或可关断的功率。
于是，该根据本发明的方法包括：作为针对这个或这些蒸汽发生器的电流需求和/或热需求的函数建立一个负荷预测；作为可用性预测针对该或这些蒸汽发生器的预计可用的最大功率建立一个预测；以及建立一个控制计划，其中，考虑到组合成该平衡回路的、具有最大功率的这些蒸汽发生器以及具有最小功率的用于提供调节能量的设备。
本发明提供的优点在于：与迄今为止不同，这些蒸汽发生器能够以其最大的功率运行并且不必提供调节能量。这能够尤其在设备磨损的观点下实现这些蒸汽发生器的更经济的使用，因为能够避免经常性的负荷变化。
在考虑到多个蒸汽发生器的情况下，由于随机效应这些单独的蒸汽发生器的功率波动大部分进行自身补偿或集中地通过用于提供调节能量的这个(这些)设备进行补偿。
尤其针对未来的时间段建立该控制计划，例如针对根据小时和天测量的时间段，优选针对当天的大约0至24小时的时间段以及接下来几天的大约0至48小时之间的时间段。
正如前面已经描述的，优选作为环境温度和/或燃料质量的函数提出该可用性预测，因为这些参数对可用的功率具有显著的影响。
在本方法的范围内，优选监测该或这些蒸汽发生器的总发电机功率和/或净发电机功率。对这两个功率值之一进行监测是足够的，因为在对应的设备知识下能够推导出另一个值。然后以如下方式调节该用于提供调节能量的设备，使得该设备补偿与控制计划相比的产生的差异并且由此在任何时间点补偿该平衡回路。
还可以设定的是，考虑在该可用性预测中补充的功率选项和/或用于提供调节能量的选项。补充的功率选项尤其是如下功率选项，这些功率选项无论如何能够暂时地实现该蒸汽发生器的较高的功率，但是在必要时与该蒸汽发生器的较低的效率相联系。一个此类的补充功率选项的示例是对预加热的关断。由此实现了将功率提高至效率的负荷。尤其能够将补充功率选项用于提供调节能量。
在根据权利要求14的用于多个蒸汽发生器的功率控制的方法中，还尤其能够应用(前面所述的)考虑在该蒸汽发生器运行期间使用以蒸汽和/或水运行的净化装置。就此而言，参照前面的描述。
附图说明
下面参照附图借助一个实施例来解释本发明，在附图中：
图1示出了在24小时的时间段内一个蒸汽发生器的功率曲线图，其中示出了该蒸汽发生器的最大可能的电功率作为总功率、示出了该发电机的电功率作为总功率、示出了该蒸汽发生器的电功率作为净功率并且示出了针对所涉及的时间段的控制计划(下面称为运行计划)，
图2示出了控制和预测该蒸汽发生器的一个框图，
图3示出了关于多天的控制计划或运行计划的一个示例，其中，在一个时间标度上示出该电功率，以及
图4示出了在16小时的时间段内一个蒸汽发生器的电功率的图示，其中，示出了该蒸汽发生器的最大可能的总功率、该蒸汽发生器的最大可能的功率减去为了净化所需的功率下降和根据该蒸汽发生器的控制实际所调用的总发电机功率。
具体实施方式
当在下文中提及总发电机功率和净发电机功率时，则用总发电机功率指代在该发电机的端子处的可作为电功率供使用的电功率。该净发电机功率是实际上馈送到一个电气的电网中的功率。在净发电机功率与总发电机功率之间的差是如下功率：为了运行该蒸汽发生器本身，该功率在该电力电网之前分支。一般来说，借助于基于现有数据的总发电机功率来调节该蒸汽发生器，其中，能够推导出该净发电机功率。
该蒸汽发生器的额定功率是如下的电额定功率：该蒸汽发生器是针对该电额定功率而设置的。该最大可能的电功率是如下功率：该功率是该蒸汽发生器依赖于外部温度或环境温度和燃料质量以及加热面的效率能够实际提供的功率。
如果在该蒸汽发生器运行期间净化这些加热面，则该实际最大可能的功率在该净化工序期间根据净化工序的类型而下降，例如在具有300MW(兆瓦)的电额定功率的蒸汽发生器中下降大约15至30MW。
净化例如可以包括如下清洁：借助于一个或多个水枪喷吹器来清洁在一个燃烧空间中分别与一个净化装置对置地设置的该辐射加热面。在此，具有高压力的水通过该燃烧空间被施加到该对置的辐射加热面上，使得例如在那里存在的粘附物或结块被溶解。
在本申请的意义上，作为对加热面的净化也可以提供如下净化：借助于所谓的吹灰器来净化该蒸汽发生器的所谓的在下游连接的加热面。
普遍已知的是，在该蒸汽发生器运行期间实施这些净化工序。
下面描述的例子借助于用于控制带有褐煤灰燃烧器的蒸汽发生器的一个装置进行说明。该蒸汽发生器或该发电站单元具有300MW的额定功率。
在图1中示出了在过去24小时的时间段内，发电站单元(蒸汽发生器)的最大可能的总功率(PMB)、实际的总发电机功率PGB、实际的净发电机功率PGN以及针对该电网安排的功率PDispo的控制计划或运行计划。
从图1中可看到的是，该蒸汽发生器的最大可能的功率PMB明显大于根据运行计划实际安排的功率(PDispo)。
从图1中还可看到的是，大致在13点和16点之间以及大致在21点至0点之间对该蒸汽发生器进行了净化，这伴随该净发电机功率PGN的下降。
现在借助于在图2中示出的框图对根据本发明的控制的构造和结构进行解释。在该框图中用1指代该发电站单元或蒸汽发生器，指的是物理上存在的发电站单元。该发电站单元1包括一个燃烧空间或锅炉(所述锅炉带有一个水-蒸汽回路)以及以蒸汽运行的至少一个发电机，该发电机向用2表示的电网馈送电流。通过用3示意性地示出的发电站控制技术器件来控制该发电站单元1，通过该发电站控制技术器件实现净化装置4的负荷调节和控制。一个虚拟发电站单元5以虚拟设备模型的形式连接在该发电站控制技术器件3的上游。该虚拟发电站单元包括：对用于该发电站单元1的状态变量的、所有物理上存在的测量、监测和诊断装置的虚拟反映，以及对单元负荷的反映和对这些净化装置4的控制的反映。
来自该发电站控制装置3和该虚拟发电站单元5的数据被组合在一个数据库6中，该数据库与一个负荷调节器/优化器7通讯。该负荷调节器7形成为基于软件的、具有至少一个模糊调节器的神经系统并且包括一个基于网络的用户界面。这些输入值(以来自发电站控制技术器件、效率、优良等级、效率等级和设备特征参数的测量值和额定值的形式)以及从该虚拟发电站单元6(该虚拟发电站单元还反映该发电站单元1的诊断系统)得到的消耗量进入该负荷调节器。在该调节器7中，作为优化的承载能力和优化的净化控制来生成该效率预测、负荷预测和可用性预测。基于该发电站使用计划9的数据来建立该负荷预测以及该可用性预测，其中，这些数据考虑天气数据和预见的市场要求。该负荷调节器7还建立一个可用性预测8或承载能力预测，进而在该发电站使用计划9中如下地考虑到该可用性预测或该承载能力预测，基于该可用性预测8和该电力市场的负荷要求10以控制计划的形式建立一个运行计划11，在该发电站控制装置3中将该运行计划考虑为用于控制该发电站单元1的控制变量。
通过诊断装置对该蒸汽发生器或该发电站单元1的状态变量进行监测，这些诊断装置的诊断数据在该虚拟发电站单元5中示出并被存储在数据库6中。基于这些数据在该负荷调节器7中建立一个效率预测，基于该效率预测确定一个额定净化时间点。在考虑到作为电需求的函数的负荷预测的情况在以及必要时在考虑到该蒸汽发生器的预计可用的最大功率的情况下，生成用于控制这些净化装置4的控制命令。以此方式能够实现：依赖于市场的负荷要求10来确定并引起该最佳的净化时间点和该最佳的净化强度。此外，能够由该负荷调节器7建立一个可用性预测8或承载能力预测，该可用性预测或承载能力预测为用于建立一个优化的运行计划11而被考虑，其中该优化的运行计划11考虑该发电站单元1的优化的承载能力，这正如例如在下文中借助于图4以图形的方式示出的。图4示出了一个曲线图，该曲线图大致与图1中的曲线图相对应，其中，那里示出了：该发电站单元1的最大可能的总功率PMB、吹灰之后该发电站单元1的最大可能的总功率PMBR、总发电机功率PGB和根据控制计划或运行计划11可安排的功率PDispo。画阴影的面积示出了在考虑该发电站单元1的最大可用性的情况下所获得的负荷潜能，在PMB和PMBR之间的这些画阴影的面积展示了通过对应地控制这些净化装置所获得的负荷潜能。
附图标记列表
PMB 蒸汽发生器的最大可能的总电功率
PGB 总发电机功率
PGN 净发电机功率
PDispo 控制计划/运行计划
PMBR 吹灰后蒸汽发生器的最大总功率
1 发电站单元
2 电网
3 发电站控制技术器件
4 净化装置
5 虚拟发电站单元
6 数据库
7 负荷调节器
8 可用性预测
9 发电站使用计划
10 负荷要求
11 运行计划

Claims (17)

1.用于用来发电和/或供热的蒸汽发生器在考虑到在该蒸汽发生器运行期间使用以蒸汽和/或水运行的净化装置的情况下的功率调节的方法，
该方法包括：
-监测该蒸汽发生器的状态变量，这些状态变量允许间接或直接地推导出该蒸汽发生器的加热面的效率和/或污染状态，
-借助于所测量和/或所测定的状态变量建立效率预测，
-作为电流需求和/或热需求的函数建立负荷预测，
-作为可用性预测并且作为环境温度和/或燃料质量的函数建立对于该蒸汽发生器的预计可用的最大功率的预测，
-作为效率预测的函数确定最佳的净化时间点，其中，依赖于该负荷预测和/或该可用性预测在如下条件下改变根据该效率预测待引入的额定净化工序，即不低于该蒸汽发生器的加热面的预定的最小效率和/或不高于该加热面的预定的、最大允许的污染。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，推迟或抑制和/或缩短或延长和/或强化或弱化根据该效率预测待引入的额定净化工序。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少检测和/或测量该蒸汽发生器的加热面温度和/或新制蒸汽温度和/或中间过热器温度作为状态变量。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，作为气象学的预告数据的函数建立对于该蒸汽发生器的负荷预测。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在预测到高负荷的情况下，抑制或推迟和/或弱化和/或缩短额定净化工序；并且在预测到低负荷的情况下，提前和/或强化额定净化工序。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，对延迟的额定净化工序进行强化。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助于神经模型来建立该负荷预测、该可用性预测和该效率预测。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，至少将该效率预测和该负荷预测用作在一个模糊调节器中的输入变量，用这些输入变量来控制这些净化工序。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，依赖于净化工序的时长和面积大小，将该蒸汽发生器的这些加热面的预期的、由净化导致的磨损用作在该模糊调节器中的输入变量。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，该负荷预测形成为电价预测，并且优选将该电价预测用作在该模糊调节器中的输入变量。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在高负荷阶段内将额定净化工序推迟到该蒸汽发生器的具有预测的高可用性的时间段内。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，依赖于该负荷预测和该可用性预测建立控制计划，以便以控制负荷的方式对该蒸汽发生器进行功率调节，并且借助于在蒸汽发生器的功率方面的控制计划来调节该蒸汽发生器。
13.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，针对根据小时和/或天测量的时间段建立该负荷预测、该可用性预测和该效率预测，优选针对约0至24小时和/或0至48小时。
14.尤其根据前述权利要求之一所述的用于用来发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法，其中，将至少一个蒸汽发生器和向虚拟平衡回路提供调节能量的设备组合，
该方法包括：
-作为针对所述蒸汽发生器的电流需求和/或热需求的函数建立负荷预测，
-作为可用性预测并且优选作为环境温度和/或燃料质量的函数建立对于所述蒸汽发生器的预计可用的最大功率的预测，
其中，控制计划对组合成该平衡回路的具有该最大功率的蒸汽发生器以及具有最小功率的用于提供调节能量的设备进行考虑。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，监测所述蒸汽发生器的总发电机功率和/或净发电机功率，并且调节该用于提供调节能量的设备，使得该调节能量补偿与该控制计划相比的产生的差异。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，将可关断的负荷和/或用于发电的设备、尤其蒸汽发生器或气体发电站用作用于提供调节能量的设备。
17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，考虑在该可用性预测中补充的功率选项和/或调节能量选项；优选地，这些补充的功率选项涉及各降低功率的部件的暂时关断。
CN201380081953.9A 2013-12-10 2013-12-10 用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法 Active CN105899874B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/076142 WO2015086051A1 (de) 2013-12-10 2013-12-10 Verfahren zur leistungsregelung von dampferzeugern zur stromerzeugung und/oder wärmebereitstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105899874A true CN105899874A (zh) 2016-08-24
CN105899874B CN105899874B (zh) 2017-11-03

Family

ID=49876564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380081953.9A Active CN105899874B (zh) 2013-12-10 2013-12-10 用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP3080514B1 (zh)
KR (1) KR101739715B1 (zh)
CN (1) CN105899874B (zh)
ES (1) ES2670052T3 (zh)
HU (1) HUE038713T2 (zh)
PL (1) PL3080514T3 (zh)
RS (1) RS57307B1 (zh)
TR (1) TR201807278T4 (zh)
WO (1) WO2015086051A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017113926A1 (de) * 2017-06-23 2018-12-27 Rwe Power Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Kraftwerks
DE102019201701A1 (de) * 2019-02-11 2020-08-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines Betriebs einer Wärmevorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996023169A1 (de) * 1995-01-24 1996-08-01 Clyde Bergemann Gmbh Verfahren und vorrichtung zur steuerung von russbläsern in einer kesselanlage
CN1841422A (zh) * 2005-02-08 2006-10-04 神马科技公司 使用人工智能技术对发电厂的运行进行优化的方法和装置
US8340824B2 (en) * 2007-10-05 2012-12-25 Neuco, Inc. Sootblowing optimization for improved boiler performance

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4734769B2 (ja) * 2001-06-04 2011-07-27 株式会社Ｉｈｉ コジェネプラントの運転方法及びその装置
DE102012014271B4 (de) * 2012-07-19 2022-04-28 Rwe Power Ag Verfahren zur Steuerung von Reinigungseinrichtungen an Dampferzeugern

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996023169A1 (de) * 1995-01-24 1996-08-01 Clyde Bergemann Gmbh Verfahren und vorrichtung zur steuerung von russbläsern in einer kesselanlage
CN1841422A (zh) * 2005-02-08 2006-10-04 神马科技公司 使用人工智能技术对发电厂的运行进行优化的方法和装置
US8340824B2 (en) * 2007-10-05 2012-12-25 Neuco, Inc. Sootblowing optimization for improved boiler performance

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015086051A1 (de) 2015-06-18
ES2670052T3 (es) 2018-05-29
EP3080514B1 (de) 2018-02-28
RS57307B1 (sr) 2018-08-31
TR201807278T4 (tr) 2018-06-21
KR20160090908A (ko) 2016-08-01
EP3080514A1 (de) 2016-10-19
PL3080514T3 (pl) 2018-08-31
HUE038713T2 (hu) 2018-11-28
KR101739715B1 (ko) 2017-05-24
CN105899874B (zh) 2017-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6245738B2 (ja) 蒸気タービンの起動制御装置及び起動方法
CN101556038B (zh) 循环流化床锅炉稳定运行与经济燃烧优化控制系统
US9771872B2 (en) Model-based combined cycle power plant load control
CN110676847A (zh) 考虑风电-储热机组-电锅炉联合运行的优化调度方法
CN102149983A (zh) 能量供给系统
CN110785542B (zh) 用于运行发电厂的方法
CN109787227B (zh) 一种多能互补系统多时间尺度优化调度方法
JP4496587B2 (ja) コジェネプラントの運転方法及びその装置
JP5457818B2 (ja) コージェネレーションシステム
JP6754880B2 (ja) 電力供給システム
WO2014208228A1 (ja) ボイラ制御装置
CN105899874B (zh) 用于发电和/或供热的蒸汽发生器的功率调节的方法
JP2005151746A (ja) 熱電併給型系統制御方法及び熱電併給型系統制御装置
CN108870438A (zh) 一种基于烟气co测量及统计分析的燃烧优化技术
JP2011139585A (ja) 電力系統計画作成装置および電力系統計画作成方法
JP6613176B2 (ja) 発電システム
CN100513877C (zh) 一种用于发电的垃圾焚烧过程控制方法
CN105716068A (zh) 一种锅炉变负荷经济运行的优化控制系统和方法
JP6280736B2 (ja) エネルギー管理システム及びエネルギー管理方法
CN202512382U (zh) 链条锅炉燃烧滚动自寻优-pid复合控制系统
JP6011702B1 (ja) 制御装置
JP4389266B2 (ja) コジェネプラントとその運転方法
WO2016203800A1 (ja) パワーコンディショナ制御装置、パワーコンディショナ、電力供給システム、パワーコンディショナ制御方法、制御プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2014128139A (ja) 複合エネルギーシステムの最適制御装置及びその方法
JP6115093B2 (ja) ボイラシステム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant