CN113255160A - 一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法，通过现场专项性能试验得出锅炉热效率、锅炉主蒸汽流量随汽轮机调节级后压力的关系，根据供热负荷、供电负荷等边界参数划分离散寻优工况，将机组盈利值M₁与全基准工况盈利值M₀比较；将各离散寻优工况结果，绘制不同供热负荷下最佳运行背压随供电负荷的变化关系，采用内插法用于生产实际精细化管理指导。本发明基于供热回水温度、标煤单价、上网电价、热价、供电负荷、供热负荷等多边界参数以及燃煤直接空冷机组热负荷‑电负荷‑标煤消耗的复杂关联机理，在满足电网和热网调度的前提下以机组盈利值最大化为目标函数，在线确定燃煤直接空冷机组最佳运行背压。

Description

一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法

技术领域

本发明属于节能降耗技术领域，涉及一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法。

背景技术

以高参数、高效率的燃煤热电联产机组替代供热半径范围内的污染重、能耗高、分散管理的燃煤燃油供热锅炉房，可大幅降低供热能耗及污染物排放，并提升供热安全可靠性，实现自源侧供给、管网输配到用户使用整个产业链的整体节能降耗减排。基于降低压降、温降及疏水损失的长距离输送技术，大幅拓宽了当前热电联产的供热半径，进一步促进了安全可靠、低成本环保的集中供热的推广。

煤电机组实施热电联产改造及供热机组实施供热能力提升改造的诸多技术方案中，低真空循环水余热改造可大幅降低机组冷源损失，甚至可以将冷源损失将为零，并具有供热能力强、供热能耗低的优势，得到了广泛的应用。

湿冷机组实施低真空或高背压循环水余热改造，有拆除低压缸末几级叶片和供热/纯凝双低压缸转子互换两种方案，但都存在改造范围广、初投资高、检修维护工作量大、供热开始和结束时均需要停机揭缸等缺点。不同于湿冷机组，直接空冷机组自身具有宽幅背压运行的特点，在实施低真空循环水余热改造时具有天然优势：不需要进行汽轮机本体、精处理、开式冷却水、轴封加热器、给水泵汽轮机等设备及系统的适配性改造，降低改造工程范围、初投资，并减小采暖季开始前和结束后的停机揭缸检修维护工作。

直接空冷机组实施低真空循环水余热改造，在汽轮机排汽装置出口至空冷岛进汽前的排汽母管上设置三通，引汽轮机排汽至增设的高背压凝汽器，冷凝后的凝结水回至排汽装置。供热回水先进入高背压凝汽器吸收汽轮机排汽余热，后进入以中排抽汽为热源的热网加热器实现二次提温后对外供出。系统示意见附图1。

直接空冷供热机组对外供电特性用主变压器出口侧的供电负荷N_net表征，对外供热特性用对外供热负荷Q_t表征，见下式：

式中，Q_t、Q₁₁和Q₁₂分别为直接空冷供热机组对外总供热热负荷、汽轮机组排汽余热供热热负荷和中排抽汽供热热负荷，单位为MW；m_c、D和m_cw分别为汽轮机排汽(含给水泵汽轮机排汽)至高背压凝汽器的入口蒸汽流量、中排抽汽至热网加热器的蒸汽流量和高背压凝汽器入口热网循环水流量，单位为t/h；h_c、h_w、h_cq和h_ss分别为高背压凝汽器入口蒸汽焓值、高背压凝汽器出口凝结水焓值、中排抽汽至热网加热器的蒸汽焓值和热网加热器疏水焓值，单位为kJ/kg；C_pw为热网循环水的定压比热容，单位为kJ/(kg·K)；t_o、t_is、t_i分别为热网供水、高背压凝汽器出水和入水温度，单位为℃。在此说明，高背压凝汽器出水流量等于热网加热器入水流量；热网供水温度等于热网加热器出水温度。

汽轮机组排汽余热供热热负荷Q₁₁应为机组排汽余热和热网循环水侧吸热量的小值，如下：

式中，t_is为高背压凝汽器出口热网循环水温度，等于运行背压P_c对应饱和温度减去高背压凝汽器换热端差δt。换热端差δt受高背压凝汽器内部换热管束结构布置、换热管束材质、换热管束表面清洁度、管内供热循环水流速等因素综合影响；对于运行机组，可根据式(2)计算得出。

理想状态下，直接空冷机组抬升运行背压，排汽余热全部用于加热供热循环水，此时机组冷源损失降为零，燃煤机组热电双供应的能源综合利用效率最高。参考式(2)可知，受热网循环水流量m_cw、热网回水温度t_i、运行背压P_c等、机组供电负荷N_net等因素影响，排汽余热负荷不能被供热循环水全部吸收，多余部分进入空冷凝汽器冷凝，高背压、品质相对较高的热“白白”排至大气环境，反过来降低热电机组的整体经济性，见式(3)。

在热网循环水流量m_cw、热网回水温度t_i和对外供热负荷Q_t给定，通过调整空冷风机运行台数或频率抬升运行背压P_c，可加大高背压凝汽器出水温度t_is，提高用于对外供热的排汽余热负荷Q₁₁，降低高品质热源-中排供热抽汽流量D，与此同时抬升了直接空冷机组排汽焓值，进入空冷凝汽器排放至外界环境的高品质热有可能升高；反过来，通过调整空冷风机运行台数或频率拉低运行背压P_c，可降低高背压凝汽器出水温度t_is，减小用于对外供热的排汽余热负荷Q₁₁，提高高品质热源-中排供热抽汽流量，与此同时直接空冷机组排汽焓值降低，进入空冷凝汽器排放至外界环境的高品质热可能降低。故应存在一个最佳运行背压P_c，使得机组在热、电双供应的能源综合利用效率最高。然而，关于该课题的研究，鲜有公开报道。现阶段，电厂运行人员仅凭个人经验进行空冷机组运行背压的模糊操作，缺乏明确化、科学化、系统化的技术指导，工作量大，且极易偏离实际最佳工况点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统及方法，在对外供电负荷、对外供热负荷双边界约束条件下，以机组供电煤耗最低为目标函数，确定不同供电负荷、不同对外供热负荷边界下的最佳运行背压，实现燃煤供热机组经济高效运行；本发明适用于所有实施低真空循环水供热改造的燃煤直接空冷机组居民采暖季的经济运行。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，包括以下步骤：

建立燃煤直接空冷机组热、电双供应模式下的盈利计算模型，确定运行背压寻优方法的目标函数；

根据边界参数总供热负荷、供电负荷和热网回水温度进行寻优工况划分；

以直接空冷供热机组盈利值最高为导向，确定寻优工况的最佳运行背压。

一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统，包括：

模型建立单元，所述模型建立单元用于建立燃煤直接空冷机组热、电双供应模式下的盈利计算模型，确定运行背压寻优方法的目标函数；

工况划分单元，所述工况划分单元根据边界参数总供热负荷、供电负荷和热网回水温度进行寻优工况划分；

寻优单元，所述寻优单元以直接空冷供热机组盈利值最高为导向，用于确定寻优工况的最佳运行背压。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明先期进行专项试验，依次为基础，采用运行数据，以单变量对比法，在满足电网供电负荷和热网供热负荷双变量约束的条件下，确定直接空冷机组最佳运行背压，取得机组盈利能力最大化。本发明针对现阶段直接空冷供热机组缺乏经济运行指导的问题，以机组盈利能力最大化为导向，从分析直接空冷供热机组盈利和成本的主要构成要素为切入点，明确影响机组盈利值的关键变量，提出以单变量对比法进行直接空冷机组低真空供热系统的运行背压在线寻优方法，实现直接空冷供热机组在供电负荷、对外供热负荷、热网回水温度、热网循环水流量等多变量约束条件下的最佳方式运行。

本发明提出的技术思想真实体现了燃煤直接空冷机组热负荷-电负荷-标煤消耗的复杂关联机理，以及以机组盈利能力最大化为导向的直接空冷机组低真空供热模式下最佳运行背压寻优方法。本发明操作过程简单，填补了目前阶段在燃煤直接空冷机组低真空供热领域精细化管理方面的空白，推广价值高，应用前景深远。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有电厂供热的热力系统示意图。

图2为本发明在线寻优方法的流程图。

其中：1-高中压缸，2-低压缸，3-排汽装置，4-高背压凝汽器，5-空冷凝汽器，6-空冷风机，7-热网循环水泵，8-热网加热器，9～13-阀门组。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图2，本发明实施例公开了一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，包括以下步骤：

步骤1，建立燃煤直接空冷机组热、电双供应模式下的盈利计算模型，确定运行背压寻优方法的目标函数。

直接空冷机组收入由供热、供电组成，成本主要为标煤消耗。

盈利值M等于供热收入H+供电收入E减去标煤消耗C，见式(4)。

M＝E+H-C (4)

供电收入E按式(5)计算。

E＝(N-N_cy)×a×T＝N_net×a×T (5)

式中，N、N_cy和N_net分别为发电机输出功率、厂用电功率、主变出口电负荷(即为供电负荷)，MW；a为上网电价，元/MWh；T为稳定持续运行时间，h，下同。

供热收入按式(6)计算。

H＝Q₁×b×T×3.6 (6)

式中，Q₁为直接空冷机组对外供热总热负荷，MW，见式(2)；b为热价，元/GJ。

标煤消耗C按式(7)计算。

C＝B×c×T (7)

式中，B为直接空冷机组对外供热、供电时的机组标煤消耗量，t/h；c为标煤单价，元/t。

燃煤直接空冷供热机组对外供电、供热服务，上网电量受当地电网根据地区供需关系实时调度，供热负荷受热力用户根据需求实时调度，燃煤供热机组自身并无独立自主的电、热调节权限。故本发明可将对外供电负荷N_net和对外供热负荷Q_t作为寻优的边界参数。

本发明将供电负荷作为边界参数之一，与发电负荷相比，巧妙的去除了寻优过程新增的厂用电量变化(运行背压调整时空冷风机耗电量变化，以及机组变工况运行时因主蒸汽流量、煤量等变化导致的主要辅机耗电量变化)这一变量，简化了寻优过程操作工作量。

上网电价a、热价b以及标煤单价c由电力、热力以及煤炭市场定价，寻优计算时可作为固定变量输入。

综上，运行背压寻优操作过程的盈利值M的变量仅为标煤消耗B，可认为标煤消耗B最低值对应的工况为最佳工况。

燃煤直接空冷供热机组，锅炉主蒸汽压力按照已有的定-滑-定曲线调节，主汽温度、再热蒸汽温度按照额定参数调整，此时的机组标煤消耗量B是运行背压P_c、供电负荷N_net、对外供热总负荷Q_t的多元函数，见式(8)。

式中，h_ms、h_rh、h_rc、h_gs、h_zj和h_gj分别为锅炉过热器出口主蒸汽焓值、锅炉再热器出口和进口蒸汽焓值、锅炉入口给水焓值、锅炉再热器和过热器减温水焓值，kJ/kg。可通过现场压力和温度测量值计算得出。

η_b为锅炉热效率，见式(9)，不同机组各不相同，需根据现场专项试验得出。

η_b＝f₂(D_ms) (9)

η_p为管道效率，取定值0.985。

D_ms、D_rh、D_rc、D_gs、D_zj和D_gj分别为锅炉过热器出口主蒸汽流量、锅炉再热器出口和进口蒸汽流量、锅炉入口给水流量、锅炉再热器和过热器减温水流量，t/h。上述参数并不是各自独立，而是遵循一定关联性，见式(10)。

式中，D_ex1、D_ex2和D_leak分别为高压缸1段抽汽、2段抽汽和轴封外漏量，t/h。其中D_ex1和D_ex2可根据1段抽汽和2段抽汽对应的高压加热器热平衡计算得出，D_leak是主蒸汽流量D_ms和主蒸汽压力P_ms的二元函数，见式(11)，由汽轮机制造厂给出。

D_leak＝f₃(D_ms,P_ms) (11)

综合式(8)、(9)、(10)和(11)，可知锅炉过热器出口主蒸汽流量D_ms是确定标煤消耗B的基准参数。然而目前未有满足工程应用精度要求的蒸汽流量测量技术，故DCS系统的主蒸汽流量不能作为本发明的指征参数。

锅炉过热器出口主蒸汽流量D_ms和汽轮机调节级后压力P的关系见式(12)。

D_ms＝c×P+d (12)

式中，c和d为常系数，不同机组各不相同，通过现场专项试验得出。

汽轮机调节级后压力P的测量技术成熟，精度极高，完全满足工程要求。

综上，在上网电价、热价及以标煤单价给定，总供热负荷Q_t、供电负荷N_net和热网回水温度t_i边界条件下的寻优操作，燃煤热电联产机组标煤消耗量B值最低值即为最优工况，对应的运行背压P_c为最佳运行背压。

步骤2，根据边界参数总供热负荷Q_t、供电负荷N_net和热网回水温度t_i，寻优工况划分

统计最近一个完整采暖季的机组运行数据，主要包括：

总对外供热负荷Q_t：Q_t、min、Q_t、max

热网回水温度t_i：t_i、min、t_i、max

供电负荷N_net：N_net、min、N_net、max

在此，引入参数环境气温t_a：最低值t_a、min、最高值t_a、max。随着环境气温t_a升高或降低，总对外供热负荷Q_t和热网回水温度t_i呈随之增加或降低趋势，这种变化，尽管幅度不尽相同，但方向是一致的。故可按照环境气温t的分布划分为五个时间段，具体如下。取热网回水温度t_i和总对外供热负荷Q_t在这五个时间段的平均值，作为本发明寻优工况的划分依据。

工况1：t_i、1和Q_t、1：时间段1：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.8＜t＜t_a、max

工况2：t_i、2和Q_t、2：时间段2：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.6＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.8

工况3：t_i、3和Q_t、3：时间段3：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.4＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.6

工况4：t_i、4和Q_t、4：时间段4：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.2＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.4

工况5：t_i、5和Q_t、5：时间段5：t_a、min＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.2

针对上述五个工况，按供电负荷N_net的分布进行寻优子工况的划分，方式如下：

N_net、min、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.2、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.4、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.6、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.8、N_net、max

综上，按照本发明的寻优工况划定方法，最佳方式在线寻优工况共计25个。

步骤3，以直接空冷供热机组盈利值M最高为导向，进行寻优工况的最佳运行背压确定。

输入边界参数热网回水温度t_i、总供热负荷Q_t、供电负荷N_net、上网电价a、热价b、标煤单价c。

①确定基准背压。在热网循环水流量m_cw和热网回水温度t_i条件下，以高背压凝汽器内热网循环水温升为5℃，对应的机组运行背压为基准背压P_c0。

②调整中排抽汽至热网加热器的供热蒸汽流量D取最大值，同时调整锅炉主蒸汽流量、空冷风机运行频率及台数，维持机组运行背压为基准背压P_c0，供电负荷为N_net。调整主要运行参数诸如主蒸汽、再热蒸汽的压力、温度等，稳定运行30分钟，记录运行数据，根据式(1)计算供热负荷Q₀。

③进行判定：将Q₀与Q_t比较。若不大于，则不满足迭代寻优条件，流程结束。若大于，进入迭代寻优操作。

④调整中排抽汽至热网加热器的供热蒸汽流量D以及主蒸汽流量，调整空冷风机运行频率及台数，使得机组运行背压为P_c0，供热负荷Q＝Q_t，供电负荷N＝N_net。作为寻优迭代的基准工况，调整主要运行参数诸如主蒸汽、再热蒸汽的压力、温度等，稳定运行30分钟，记录运行数据，根据式(4)-(12)，计算M₀。

⑤调整空冷风机运行频率及台数，以每次1kPa的幅度抬升直接空冷供热机组运行背压P_c，调整中排抽汽至热网加热器的供热蒸汽流量D以及主蒸汽流量，使得：供热负荷Q＝Q_t、供电负荷N＝N_net，调整主要运行参数诸如主蒸汽、再热蒸汽的压力、温度等，稳定运行30分钟，记录运行数据，根据式(4)-(12)，计算M₁。

⑥进行判定，将M₁与M₀比较，若M₁≤M₀，则原基准工况仍作为基准工况；若M₁＞M₀，则该背压对应的运行工况作为新的对比基准工况。

⑦继续以每次1kPa的幅度抬升直接空冷供热机组运行背压，进行下一次对比迭代。

⑧寻优操作直至汽轮机安全运行背压高限(P_c、s，由汽轮机厂家给出)和空冷风机调节手段可实现运行背压最高值P_c,max。之间的低值为止，通过背压调整的寻优迭代结束。该过程中的机组盈利值M最高对应的工况为最优运行工况，此时运行背压值为P_cb，标煤消耗量为B_b，盈利值为M_b。

步骤4，寻优结果应用于生产经济管理指导。

根据热网回水温度t_i或总供热负荷Q_t不同，将上述25个工况下的最佳运行方式，以供电负荷N_net为变量，分别绘制最佳运行背压P_cb随供电负荷N_net的变化曲线。

生产运行中，电厂技术人员根据热网回水温度t_i或总供热负荷Q_t、供电负荷N_net等参数，根据线性内插或外推法，得出燃煤直接空冷供热机组在热网回水温度t_i或总供热负荷Q_t、供电负荷N_net下的最佳运行背压，用于生产运行指导，以取得盈利能力最大化的目的。

若汽轮机、锅炉、高背压凝汽器等相关设备经过技改导致性能发生变化，或上网电价、热价、标煤单价等随市场发生变化，需重新进行上述操作，以确定燃煤直接空冷供热机组在不同供电负荷N_net、回水温度t_i、总供热负荷Q_t下的最佳运行背压值。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立燃煤直接空冷机组热、电双供应模式下的盈利计算模型，确定运行背压寻优方法的目标函数；

根据边界参数总供热负荷、供电负荷和热网回水温度进行寻优工况划分；

以直接空冷供热机组盈利值最高为导向，确定寻优工况的最佳运行背压。

2.根据权利要求1所述的直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，所述建立燃煤直接空冷机组热、电双供应模式下的盈利计算模型，确定运行背压寻优方法的目标函数的具体方法如下：

盈利值M如下：

M＝E+H-C (1)

式中，H为供热收入，E为供电收入，C为标煤消耗成本，元；

供电收入E如下：

E＝(N-N_cy)×a×T＝N_net×a×T (2)

式中，N、N_cy和N_net分别为发电机输出功率、厂用电功率、供电负荷，MW；a为上网电价，元/MWh；T为稳定持续运行时间，h；

供热收入H如下：

H＝Q_t×b×T×3.6 (3)

式中，Q_t为直接空冷机组对外供热总热负荷，MW；b为热价，元/GJ；

标煤消耗C如下：

C＝B×c×T (4)

式中，B为直接空冷机组对外供热、供电时的机组标煤消耗量，t/h；c为标煤单价，元/t；

将对供电负荷N_net和对外供热负荷Q_t作为寻优的边界参数；

运行背压寻优操作过程的盈利值M的变量仅为标煤消耗B，则标煤消耗B最低值对应的工况为最佳工况；

燃煤直接空冷供热机组，锅炉主蒸汽压力按照已有的定-滑-定曲线调节，主汽温度、再热蒸汽温度按照额定参数调整，此时的机组标煤消耗量B如下：

式中，P_c为运行背压，kPa；Q_t为对外供热总负荷，MW；h_ms、h_rh、h_rc、h_gs、h_zj和h_gj分别为锅炉过热器出口主蒸汽焓值、锅炉再热器出口和进口蒸汽焓值、锅炉入口给水焓值、锅炉再热器和过热器减温水焓值，kJ/kg，均通过现场压力和温度测量值计算得出；

锅炉热效率η_b如下：

η_b＝f₂(D_ms) (6)

式中，η_p为管道效率，取定值0.985；

D_ms、D_rh、D_rc、D_gs、D_zj和D_gj分别为锅炉过热器出口主蒸汽流量、锅炉再热器出口和进口蒸汽流量、锅炉入口给水流量、锅炉再热器和过热器减温水流量，t/h；上述的关联性如下：

式中，D_ex1、D_ex2和D_leak分别为高压缸1段抽汽、2段抽汽和轴封外漏量；D_ex1和D_ex2根据1段抽汽和2段抽汽对应的高压加热器热平衡计算得出，D_leak是主蒸汽流量D_ms和主蒸汽压力P_ms的二元函数：

D_leak＝f₃(D_ms,P_ms) (8)

锅炉过热器出口主蒸汽流量D_ms是确定标煤消耗B的基准参数；

锅炉过热器出口主蒸汽流量D_ms和汽轮机调节级后压力P的关系如下：

D_ms＝c×P+d (9)

式中，c和d为常系数，通过现场专项试验得出；

在上网电价、热价及以标煤单价给定，总供热负荷Q_t、供电负荷N_net和热网回水温度t_i边界条件下的寻优操作，燃煤热电联产机组标煤消耗量B值最低值即为最优工况，对应的运行背压P_c为最佳运行背压。

3.根据权利要求2所述的直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，所述上网电价a、热价b以及标煤单价c由电力、热力以及煤炭市场定价，寻优计算时作为固定变量输入。

4.根据权利要求1所述的直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，所述根据边界参数总供热负荷、供电负荷和热网回水温度进行寻优工况划分的具体方法如下：

统计最近一个完整采暖季的机组运行数据，包括：

总对外供热负荷Q_t：Q_t、min、Q_t、max

热网回水温度t_i：t_i、min、t_i、max

供电负荷N_net：N_net、min、N_net、max

引入参数环境气温t_a：最低值t_a、min、最高值t_a、max；按照环境气温t的分布划分为五个时间段，具体如下：

取热网回水温度t_i和总对外供热负荷Q_t在这五个时间段的平均值，作为寻优工况的划分依据：

工况1：t_i、1和Q_t、1：时间段1：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.8＜t＜t_a、max

工况2：t_i、2和Q_t、2：时间段2：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.6＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.8

工况3：t_i、3和Q_t、3：时间段3：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.4＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.6

工况4：t_i、4和Q_t、4：时间段4：t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.2＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.4

工况5：t_i、5和Q_t、5：时间段5：t_a、min＜t＜t_a、min+(t_a、max-t_a、min)×0.2

针对上述五个工况，按供电负荷N_net的分布进行寻优子工况的划分，方式如下：

N_net、min、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.2、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.4、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.6、N_net、min+(N_net、max-N_net、min)×0.8、N_net、max

综上，最佳方式在线寻优工况共计25个。

5.根据权利要求2所述的直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，所述确定寻优工况的最佳运行背压的具体方法如下：

输入边界参数热网回水温度t_i、总供热负荷Q_t、供电负荷N_net、上网电价a、热价b、标煤单价c；

步骤1，确定基准背压；

在热网循环水流量m_cw和热网回水温度t_i条件下，以高背压凝汽器内热网循环水温升为5℃，对应的机组运行背压为基准背压P_c0；

步骤2，调整中排抽汽至热网加热器的供热蒸汽流量D取最大值，同时调整锅炉主蒸汽流量、空冷风机运行频率及台数，维持机组运行背压为基准背压P_c0，供电负荷为N_net；调整主要运行参数，稳定运行30分钟，记录运行数据，根据下式计算供热负荷Q₀：

步骤3，判定：

将Q₀与Q_t比较；若不大于，则不满足迭代寻优条件，流程结束；若大于，进入迭代寻优操作；

步骤4，调整中排抽汽至热网加热器的供热蒸汽流量D以及主蒸汽流量，调整空冷风机运行频率及台数，使得机组运行背压为P_c0，供热负荷Q＝Q_t，供电负荷N＝N_net；作为寻优迭代的基准工况，调整主要运行参数，稳定运行30分钟，记录运行数据，根据式(1)～(9)，计算M₀；

步骤5，调整空冷风机运行频率及台数，以每次1kPa的幅度抬升直接空冷供热机组运行背压P_c，调整中排抽汽至热网加热器的供热蒸汽流量D以及主蒸汽流量，使得：供热负荷Q＝Q_t、供电负荷N＝N_net，调整主要运行参数，稳定运行30分钟，记录运行数据，根据式(1)～(9)，计算M₁；

步骤6，判定：

将M₁与M₀比较，若M₁≤M₀，则原基准工况仍作为基准工况；若M₁＞M₀，则该背压对应的运行工况作为新的对比基准工况；

步骤7，继续以每次1kPa的幅度抬升直接空冷供热机组运行背压，进行下一次对比迭代；

步骤8，寻优操作直至汽轮机安全运行背压高限和空冷风机调节手段可实现运行背压最高值P_c,max之间的低值为止，通过背压调整的寻优迭代结束；该过程中的机组盈利值M最高对应的工况为最优运行工况，此时运行背压值为P_cb，标煤消耗量为B_b，盈利值为M_b。

6.根据权利要求5所述的直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，所述运行参数包括主蒸汽、再热蒸汽的压力以及温度。

7.根据权利要求1所述的直接空冷机组低真空供热运行背压寻优方法，其特征在于，还包括：

将25个工况下的最佳运行方式，根据热网回水温度t_i或总供热负荷Q_t不同，以供电负荷N_net为变量，分别绘制最佳运行背压P_cb随供电负荷N_net的变化曲线；

生产运行中，电厂技术人员根据热网回水温度t_i或总供热负荷Q_t、供电负荷N_net，根据线性内插或外推法，得出燃煤直接空冷供热机组在热网回水温度t_i或总供热负荷Q_t、供电负荷N_net下的最佳运行背压。

8.一种直接空冷机组低真空供热运行背压寻优系统，其特征在于，包括：

模型建立单元，所述模型建立单元用于建立燃煤直接空冷机组热、电双供应模式下的盈利计算模型，确定运行背压寻优方法的目标函数；

工况划分单元，所述工况划分单元根据边界参数总供热负荷、供电负荷和热网回水温度进行寻优工况划分；

寻优单元，所述寻优单元以直接空冷供热机组盈利值最高为导向，用于确定寻优工况的最佳运行背压。

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