CN112348414A - 基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,属于发电厂负荷分配技术领域。本发明针对现有循环水泵以模糊概念里的大冗余作为调整原则,面对机组负荷大幅度调整的情况,切换水泵存在安全风险的问题。包括:排列出n种机组组合运行方式;获得单台机组在负荷变化和循环水温变化时对应的最佳循环水流量以及当前机组组合运行方式下最大负荷调整幅度;建立运行方式选择模型,根据最大负荷调整幅度确定选定的机组组合运行方式;再根据可调整余量确定是否调整循环水泵组合以及是否进行机组组合运行方式的切换,最后确定最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导。本发明用于反向指导厂间的负荷分配。
Description
技术领域
本发明涉及基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,属于发电厂负荷分配技术领域。
背景技术
为提高火电企业运营效率及安全,在对现有设备进行升级改造的同时,发展智能电厂将成为必然趋势。基于此趋势,在现有设备常规改造升级过程中必须为将来设备的数字化、信息化做好铺垫,由此实现电力生产的智能化。
现有电厂改造主要以高效、环保、安全为基本原则,对锅炉、汽轮机以及辅机系统进行升级或优化。在众多改造方式中,针对循环水系统的升级改造进展尤为迅速,尤其针对投产较早的火电,改造效果尤为明显。然而,在针对循环水泵运行精细化调整方面,一直缺乏针对性的指导,现有现场运行原则基本上是以模糊概念里的大冗余作为调整原则,这种以人工经验为基础的运行调整,虽然能获得较高的安全系数,但往往会带来厂用电的浪费。同时,在没有准确指导的前提下,一旦出现机组负荷大幅度调整,即开始循环水泵运行方式的切换,不仅拉慢了加减负荷的速度,而且增加了切换大功率水泵所带来的安全风险。
发明内容
针对现有循环水泵以模糊概念里的大冗余作为调整原则,面对机组负荷大幅度调整的情况,切换水泵存在安全风险的问题,本发明提供一种基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法。
本发明的一种基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,包括,
步骤一:将发电厂循环水系统的所有机组连通,并针对不同的负荷需求排列出n种机组组合运行方式;
步骤二:在每一种机组组合运行方式下,以汽轮机最佳真空为条件,采用遍历法获得单台机组在负荷变化和循环水温变化时对应的最佳循环水流量;并得到当前机组组合运行方式下最大负荷调整幅度;
步骤三:根据目标负荷、环境温度和机组真空度建立运行方式选择模型,根据步骤二中得到的最大负荷调整幅度确定选定的机组组合运行方式;
同时基于所述选择模型计算在汽轮机最佳真空条件下,选定机组组合运行方式的理论循环水流量;
步骤四:将理论循环水流量与对应的最佳循环水流量进行对比,对比结果作为选定机组组合运行方式下可调整余量;
若可调整余量在当前运行循环水泵余量范围内,则将选定的机组组合运行方式作为最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导;
若可调整余量超出当前运行循环水泵余量但小于当前选定机组组合运行方式中所有循环水泵余量,则根据对比结果获得调整后循环水泵组合,并将选定的机组组合运行方式作为最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导;
若可调整余量超出当前选定机组组合运行方式中所有循环水泵余量,则返回步骤三,进行机组组合运行方式的切换,直至确定最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导。
根据本发明的基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,步骤二中所述负荷变化包括依次以10%负荷作为间隔依次调整得到的负荷。
根据本发明的基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,所述最佳真空条件包括真空度大于或等于96%。
根据本发明的基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,步骤四中,根据对比结果获得调整后循环水泵组合的方法包括:
以功率高的循环水泵替换功率低的循环水泵,或者增加或减少循环水泵的数量。
本发明的有益效果:本发明为主要针对发电新形势下的循环水系统运行改造及调整而提出一种循环水泵精细化运行调整方式。通过数据统计及建模来获得电厂全工况下负荷调整数据,再以此为基础,获得不同目标负荷对应的机组组合运行方式,反向指导厂间的负荷分配。
本发明以多机组发电厂为对象,将各个火电机组循环水系统联通后,看做一个大系统,对不同机组组合运行方式下每台循环水泵出力进行精细化调整,从而在应对电网调度大范围改变工况时,不仅可降低循环水泵切换频率,而且给厂间初级负荷分配提出指导意见,提高了机组运行的安全性和经济性。
附图说明
图1是本发明所述基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法的流程图;
图2是具体实施例的循环水系统联通方式示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的例子仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
具体实施方式一、结合图1所示,本发明提供了一种基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,包括,
步骤一:将发电厂循环水系统的所有机组连通,并针对不同的负荷需求排列出n种机组组合运行方式;
步骤二:在每一种机组组合运行方式下,以汽轮机最佳真空为条件,采用遍历法获得单台机组在负荷变化和循环水温变化时对应的最佳循环水流量;并得到当前机组组合运行方式下最大负荷调整幅度;
步骤三:根据目标负荷、环境温度和机组真空度建立运行方式选择模型,根据步骤二中得到的最大负荷调整幅度确定选定的机组组合运行方式;
同时基于所述选择模型计算在汽轮机最佳真空条件下,选定机组组合运行方式的理论循环水流量;
步骤四:将理论循环水流量与对应的最佳循环水流量进行对比,对比结果作为选定机组组合运行方式下可调整余量;
若可调整余量在当前运行循环水泵余量范围内,则将选定的机组组合运行方式作为最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导;
若可调整余量超出当前运行循环水泵余量但小于当前选定机组组合运行方式中所有循环水泵余量,则根据对比结果获得调整后循环水泵组合,并将选定的机组组合运行方式作为最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导;
若可调整余量超出当前选定机组组合运行方式中所有循环水泵余量,则返回步骤三,进行机组组合运行方式的切换,直至确定最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导。
本实施方式针对具有多台火电机组的发电厂的循环水系统升级、改造后的不同运行方式,采用遍历试验法获得各运行方式下的单台机组循环水最优循环水量;当现行方式无法满足整体负荷变化时,则切换循环水运行方式。
所述运行方式选择模型以目标负荷、环境温度和机组真空度三个变量为输入变量,通过模型可计算出当真空度达到96%时所需要的理论循环水流量,并将理论循环水流量作为输出变量。在将理论循环水流量与对应的最佳循环水流量进行对比后,根据对比结果所处的不同范围确定是否进行循环水泵运行方式的切换,或者是否进行机组组合运行方式的切换,若是,返回步骤三,直到确定最佳机组组合运行方式。
本实施方式所述负荷分配调整方法可形成调整模块加入电厂负荷预测调整系统中,或将调整方法对应的结果直接在DCS数据显示画面中显示,以调整建议的形式呈现给运行人员。
作为示例,步骤二中所述负荷变化包括依次以10%负荷作为间隔依次调整得到的负荷。例如可以10%负荷作为基础,依次变换为20%负荷、30%负荷……
进一步,所述最佳真空条件包括真空度大于或等于96%。
再进一步,步骤四中,根据对比结果获得调整后循环水泵组合的方法包括:
以功率高的循环水泵替换功率低的循环水泵,或者增加或减少循环水泵的数量。当可调整余量通过功率高的循环水泵替换功率低的循环水泵可以得到满足,优先采用循环水泵替换的方式,否则增加或减少循环水泵的数量。
具体实施例:结合图2所示,将本发明方法用于厂间初级负荷调整的指导,具体过程为:
步骤一:以某电厂为例进行循环水联通改造工程,该厂原有2台300MW机组,采用开式循环水系统。因环境改变、设备老化等因素,其运行效率较低,若进行电厂扩建,例如增加4×600MW机组,进行循环水大联通改造,可将新增的四台600MW机组循环水泵出力提高,停运两台300MW机组。其改造方案包括:
停用一期循泵设施,改为由二期循泵房向一期、二期机组统一提供循环冷却水,实现一、二期机组循环水大联通,采用6机8泵的扩大单元制运行方式。
该改造方案能加大二期取水量,增强取水口的抽吸效应,有利于二期取水头防淤。不仅可提高循环水系统安全性,还能提高运行的经济性。结合图2,从二期4根DN3000循环水供水母管上各自引出4根DN2200联通管,联通管上设有隔离阀。二期#5机、#6机循环水管供一期#1机循环水,二期#3机、#4机循环水管供一期#2机循环水。每2根DN2200联通管合并为1根DN2800循环水管,与一期原有循环水管道连接,同时停用一期循环水取水设施及厂内循环水供水母管,并对管道进行封堵。考虑到系统运行的灵活性,在#4机与#5机之间设置联通阀门接口。图2作为循环水泵改造的基本原理,改造后的循环水系统见图1。上述示意图是循环水泵改造的基本原理,为表达方便将上述机组假设为1至n。
步骤二:对每台机组进行试验(或者采集历史数据),分别获得如表1所示数据:
表1机组负荷与循环水进口温度变化所对应最佳循环水模式/调整负荷
其中i/Ni指的是第i种运行方式下的最大调整负荷Ni,i=1,2,3,……n。
步骤三:在步骤二的基础上对每一种循环水系统运行方式进行试验直至遍历所有工况,获得第i个工况下的第j种流量分配方式Fi j,即建立j=f((T1,ΔN1)、(T2,ΔN2)、…(Tm,ΔNm))数据模型,其中T=T1、T2……Tm表示各机组循环水进口温度,ΔN=ΔN1、ΔN2……ΔNm表示最大调整负荷的变化量,将各机组循环水进口温度T与ΔN作为输入变量,(T1,ΔN1)为列向量,其行数可根据每5%-10%负荷工况进行调整,j作为输出变量来设置,其中每台机组的ΔNm可通过步骤二中数据计算获得,作为最佳真空下,各个机组负荷调整潜力;当整体负荷变化值时,为最大负荷调整幅度,可不改变机组组合运行方式,而通过改变流量分配方式完成负荷增减任务。通过运行方式选择模型可得出在某一选定机组组合运行方式下各个机组负荷分配值。
本发明方法可反向给出发电厂负荷分配的指导意见,可在整个电厂数据比较完备之后,将每个反向指导意见进行综合经济性优化,获取最终厂间的负荷分配。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明,但是应该理解的是,这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是,可以对示例性的实施例进行许多修改,并且可以设计出其他的布置,只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是,可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是,结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例中。
Claims (4)
1.一种基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,其特征在于包括,
步骤一:将发电厂循环水系统的所有机组连通,并针对不同的负荷需求排列出n种机组组合运行方式;
步骤二:在每一种机组组合运行方式下,以汽轮机最佳真空为条件,采用遍历法获得单台机组在负荷变化和循环水温变化时对应的最佳循环水流量;并得到当前机组组合运行方式下最大负荷调整幅度;
步骤三:根据目标负荷、环境温度和机组真空度建立运行方式选择模型,根据步骤二中得到的最大负荷调整幅度确定选定的机组组合运行方式;
同时基于所述选择模型计算在汽轮机最佳真空条件下,选定机组组合运行方式的理论循环水流量;
步骤四:将理论循环水流量与对应的最佳循环水流量进行对比,对比结果作为选定机组组合运行方式下可调整余量;
若可调整余量在当前运行循环水泵余量范围内,则将选定的机组组合运行方式作为最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导;
若可调整余量超出当前运行循环水泵余量但小于当前选定机组组合运行方式中所有循环水泵余量,则根据对比结果获得调整后循环水泵组合,并将选定的机组组合运行方式作为最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导;
若可调整余量超出当前选定机组组合运行方式中所有循环水泵余量,则返回步骤三,进行机组组合运行方式的切换,直至确定最终的机组组合运行方式作为初级负荷分配指导。
2.根据权利要求1所述的基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,其特征在于,步骤二中所述负荷变化包括依次以10%负荷作为间隔依次调整得到的负荷。
3.根据权利要求1所述的基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,其特征在于,所述最佳真空条件包括真空度大于或等于96%。
4.根据权利要求1所述的基于循环水系统运行方式的负荷分配调整方法,其特征在于,
步骤四中,根据对比结果获得调整后循环水泵组合的方法包括:
以功率高的循环水泵替换功率低的循环水泵,或者增加或减少循环水泵的数量。
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