CN113280507B - 多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统及方法 - Google Patents

多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统及方法,采用热力试验和单变量对比法,以供电负荷和环境气温给定条件下煤电机组供电煤耗最低为寻优目标函数,分别进行各热源方案在空气预热器不同入口风温工况下的锅炉热效率、汽轮机热耗率和厂用电率试验。再将各热源方案供电煤耗最低值进行对比,取最低值作为供电负荷、环境气温给定条件下的最优热源及空气预热器入口风温最佳值。本发明以定供电负荷和环境气温条件下的煤电机组供电煤耗最低为寻优目标函数,获得配置多热源暖风器的煤电机组在不同锅供电负荷和环境气温等边界条件下的锅炉暖风器最佳热源方案及空气预热器入口风温最佳值,以取得运行成本最低的目的。

Description

多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统及方法
技术领域
本发明属于节能降耗技术领域,涉及一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统及方法。
背景技术
电站燃煤锅炉通常采取设置暖风器来避免尾部受热面发生低温腐蚀的危害。暖风器布置于一次风机(含送风机)出口至空气预热器进口的风道中。部分地区采暖季气温寒冷且持续时间长,暖风器的正常投运对于热电联产机组安全稳定运行、社会民生保障有着至关重要的支撑作用。按照热源形式,暖风器可分为蒸汽暖风器和热水暖风器,其中蒸汽暖风器为燃煤电站设计和建设的标准配置,汽源取自辅汽联箱,该类型暖风器应用最多;热水型是运行机组节能改造系列中出现的一种余热利用形式,在一次风机(含送风机)出口至空气预热器进口的风道中设置空气-水换热器,以水为热载体,引锅炉空气预热器出口烟气余热用于加热入炉冷风,多余部分进入5号低压加热器入口,排挤汽轮机低压缸部分抽汽,这种系统称为低温省煤器与暖风器联合系统,该系统能够有效利用排烟余热,部分替代蒸汽暖风器,降低机组发电煤耗,提高除尘器效率,提高空气预热器入口风温和出口烟温,大大缓解空气预热器的堵灰状况,还可以降低引风机电耗和脱硫系统水耗。与蒸汽型暖风器相比,热水型暖风器热源本质上仍为锅炉空气预热器户口的烟气余热,采暖季环境气温低,热电联产机组烟气余热不足以满足暖风器加热需求,仍需投入蒸汽暖风器。
机组辅汽联箱汽源有高压和低压两种,高压为冷再抽汽,低压为中压缸排汽。辅汽联箱除供给暖风器外,还有轴封、空预器吹灰、炉底加热、除氧器、给水泵小汽轮机等。机组辅汽联箱汽源在热电联产机组高负荷时以中压缸排汽为主,中低负荷以冷再抽汽为主。在当前以风、光等新能源电力大幅发展及高比例消纳为典型特征的电力能源结构转型及升级过程中,要求燃煤热电联产机组具备安全可靠、灵活可调的热电双供应,采暖季供热负荷根据需求要保质保量,供电负荷根据电网需求要可高可低,但低电负荷随时间分布占据绝大多数比例。在低电负荷条件下,暖风器汽源本质上仍为机组冷再抽汽。分析可知,暖风器热源对温度的要求远高于压力,从温度匹配、品质接近的角度出发,暖风器热源应进行合理优化,以提升热电联产机组整体经济性。
现有的暖风器多为单热源,存在热源高品低用的问题。关于煤电机组多热源暖风器在变工况条件下的最佳热源确定方法的相关研究,目前尚未有公开报道。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题,提供一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统及方法,本发明以供电煤耗最低值为寻优目标函数,采用热力试验和单变量对比法,得到煤电机组,在供电负荷、环境气温双变量约束条件下的最佳热源及其运行方式,已取得运行成本最低的目的。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,包括以下步骤:
建立配置多热源暖风器的煤电机组最佳热源的表征参数;
根据边界参数供电负荷和环境气温,进行寻优工况划定;
以煤电机组供电煤耗最低值为导向,进行各工况的最佳热源及运行方式确定。
一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统,包括:
表征参数建立模块,所述表征参数建立模块用于建立配置多热源暖风器的煤电机组最佳热源的表征参数;
寻优工况划定模块,所述寻优工况划定模块用于根据边界参数供电负荷和环境气温,进行寻优工况划定;
最佳热源及运行方式确定模块,所述最佳热源及运行方式确定模块以煤电机组供电煤耗最低值为导向,进行各工况的最佳热源及运行方式确定。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明采用热力试验和单变量对比法,以供电负荷和环境气温给定条件下煤电机组供电煤耗最低为寻优目标函数,分别进行各热源方案在空气预热器不同入口风温工况下的锅炉热效率、汽轮机热耗率和厂用电率试验,通过离散结果的数据拟合,先得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温为表征。再将各热源方案供电煤耗b最低值进行对比,取最低值作为供电负荷Nnet、环境气温ta给定条件下的最优热源及空气预热器入口风温最佳值。本发明以定供电负荷和环境气温条件下的煤电机组供电煤耗最低为寻优目标函数,获得配置多热源暖风器的煤电机组在不同锅供电负荷和环境气温等边界条件下的锅炉暖风器最佳热源方案及空气预热器入口风温最佳值,以取得运行成本最低的目的。
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为蒸汽暖风器和低温省煤器联合系统示意图。
图2为本发明多热源暖风器变工况条件下最佳热源确定流程图。
其中:1-锅炉,2-高压缸,3-中压缸,4-低压缸5-凝汽器,6-8号低压加热器,7-7号低压加热器,8-6号低压加热器,9-5号低压加热器,10-给水泵,11-高压加热器组,12-空气预热器,13-高压蒸汽暖风器,14-低压蒸汽暖风器,15-热水暖风器,16-风机,17-低温省煤器,18-循环升压泵,19-除尘器,20-引风机,21-脱硫塔,22-烟囱,23~31-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:
如图1所示,图1给出了以6号低加出水、6段抽汽和中压缸排汽组成的暖风器梯级热源系统,三个热源可单独投运,也可组合投运:6号低加出水+6段抽汽、6号低加出水+中压缸排汽。
发电汽水循环模块:锅炉1过热器出口蒸汽进入高压缸2做功,排汽进入锅炉1再热器二次提温后再进入中压缸3做功,排汽分为两路,一路进入低压缸4做功,排汽进入凝汽器5冷凝;另一路进入高压蒸汽暖风器13。高压缸2、中压缸3和低压缸4同轴连接,共同驱动发电机发电。凝汽器5出口凝结水依次经过8号低压加热器6、7号低压加热器7、6号低压加热器8、5号低压加热器9、给水泵10和高压加热器组11升温升压后,进入锅炉,完成热力循环。
锅炉烟气流程:锅炉1省煤器出口热烟气进入空气预热器12加热高压蒸汽暖风器13出口热风后,再依次流经低温省煤器17、除尘器19、引风机20、脱硫塔21和烟囱22,经脱硫脱硝除尘降温后,排入大气环境。从8号低压加热器6和7号低压加热器7分别取水,混合后经循环升压泵18加压后进入低温省煤器17吸热升温后,再进入6号低压加热器8出口水管道,回收空气预热器12出口烟气余热,用于排挤低压缸4回热抽汽流量。
锅炉空气流程:风机16出口冷风依次经热水暖风器15、低压蒸汽暖风器14和高压蒸汽暖风器13升温后,经空气预热器12后进入锅炉1。在风机16出口至空气预热器12入口的风道内,依次设置热水暖风器15、低压蒸汽暖风器14和高压蒸汽暖风器13。其中,热水暖风器15的热源以6号低压加热器8出口凝结水为主,当低压蒸汽暖风器14、高压蒸汽暖风器13运行时,其疏水也作为热水暖风器15的部分热源,热水暖风器15的冷侧水进入凝汽器5。低压蒸汽暖风器14的热源为低压缸4的6段抽汽,疏水进入热水暖风器15,实现热源的梯级利用。高压蒸汽暖风器13的热源为中压缸3排汽,疏水进入热水暖风器15,实现热源的梯级利用。
参见图2,本发明实施例公开了一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,包括以下步骤:
步骤1、建立配置多热源暖风器的煤电机组最佳热源的表征参数
将煤电机组的锅炉、汽轮机、发电机、相关辅机及热力系统视为整体,在锅炉侧输入燃煤,输出为主变压器出口的供电负荷。
煤电机组供电负荷Nnet定义为发电机出口输出功率减去机组辅机设备(磨煤机、风机、泵等)及检修照明系统等的总耗电,在煤电机组DCS系统中主变压器出口可直接读取。
供电煤耗b定义为单位供电量下的机组标煤总消耗量,g/kWh,综合反映了是锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q、辅机总耗电占发电机输出功率(定义为厂用电率ηe)比值,通过锅炉、汽轮机及厂用电热力试验分别测出锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q及厂用电率ηe后,计算得出。
Figure GDA0003604413770000071
式中,ηp为管道效率,一般取定值0.99。
煤电机组受当地电网根据电量实时供需关系进行调度,如接带对外供热还需满足热用户需求。在供电负荷、将环境气温ta加热到空气预热器入口风温tb给定时,煤电机组总标煤消耗量最低时的热源,可认为是最优热源,此时煤电机组供电煤耗b最低。
步骤2、根据边界参数供电负荷Nnet和环境气温ta,进行寻优工况划定。
五种热源组合方式:单独热水暖风器(热源为6号低加出水)、单独低压蒸汽暖风器(热源为6段抽汽)、单独高压蒸汽暖风器(热源为中压缸排汽)、热水暖风器与低压蒸汽暖风器的组合(热源为6号低加出水和6段抽汽)、热水暖风器+高压蒸汽暖风器的组合(热源为6号低加出水和中压缸排汽)。
环境气温ta:最低值ta、min、最高值ta、max
供电负荷Nnet:最低值Nnet、min、最高值Nnet、max
以供电负荷Nnet为主变量,按照下述原则进行寻优工况划分:
Nnet、min
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.2
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.4
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.6
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.8
Nnet、max
在各供电负荷给定时,以环境气温ta为从变量,根据空气预热器入口风温tb值,按照下述原则进行寻优子工况划分:
ta<10℃时,tb分别为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃。
10≤ta<20℃时,tb分别为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃。
20≤ta<30℃时,tb分别为30℃、40℃、50℃、60℃和70℃。
30≤ta<40℃时,tb分别为40℃、50℃、60℃和70℃。
本发明中,约定:①空气预热器入口风温tb不超70℃;②热源寻优工况中,空气预热器入口风温达不到70℃时,以实际能达到的最高值为上限。本质上,本发明在划分各供电负荷下的寻优子工况时,提出了各子工况的tb的差值要求,遵循原则为:每个热源在给定环境气温、供电负荷条件下的子工况数量不低于5个。
步骤3、以煤电机组供电煤耗b最低值为导向,进行各工况的最佳热源及运行方式确定。
①寻优试验期间,锅炉入口煤质给定不变。
②进行各热源方案的最佳运行方式。
热源1:单独热水暖风器。供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,遵照电力行业相关热力试验规程,分别测试按步骤2划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b。以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式时,以空气预热器入口风温tb为表征。
热源2:单独低压蒸汽暖风器。供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,遵照电力行业相关热力试验规程,分别测试按步骤2划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b。以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征。
热源3:单独高压蒸汽暖风器。供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,遵照电力行业相关热力试验规程,分别测试按步骤2划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b。以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征。
热源4:热水暖风器与低压蒸汽暖风器的组合。供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,遵照电力行业相关热力试验规程,分别测试按步骤2划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b。以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征。
热源5:热水暖风器与高压蒸汽暖风器的组合。供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,遵照电力行业相关热力试验规程,分别测试按步骤2划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b。以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征。
③通过比较,得出最优热源及其运行方式。
将上述五种热源方案供电煤耗b最低值进行对比,取最低值作为供电负荷Nnet、环境气温ta给定条件下的最优热源及空气预热器入口风温最佳值。
本发明的原理
本发明基于煤电机组自锅炉过热器出口新蒸汽到汽轮机排汽的多种不同热源的品质特性、暖风器对热源的温度需求等实际情况,提出了锅炉暖风器的三种热源。以300MW等级煤电机组为例,电负荷40%-100%额定运行范围内,6号低压加热器出水温度在100-120℃、压力范围1.5-3MPa;6段抽汽温度约为200-220℃、压力范围0.1-0.3MPa;中压缸排汽温度约为310-340℃、压力范围0.35-0.8MPa。本发明所述的暖风器三种热源,均属于低压、相对低温的中低品质,较为匹配暖风器对热源温度要求高于对压力需求的实际情况,并且三种热源之间具有一定的温度差异。综上,本发明所述的三种暖风器热源具有典型性和普适性。
省煤器出口烟气和暖风器出口空气在锅炉空气预热器内部进行换热,空气预热器入口空气温度高,相应抬升了空气预热器出口烟气温度,这部分烟气余热将通过低温省煤器回收至煤电机组凝结水系统。故进行煤电机组变工况条件下锅炉暖风器最佳热源的确定,需纳入低温省煤器。在煤电机组供电负荷、空气预热器入口风温给定的条件下,不同热源的工质消耗量不同,汽轮发电机组热电转换效率不尽相同:高品质热源工质消耗量小,但单位工质对热电效率影响程度高;相反低品质热源对热电效率影响程度低,但工质消耗量大。故存在最佳热源,兼顾工质消耗量及热源工质对热电效率的影响,使得机组整体经济性最佳。
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 (6)

1.一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,其特征在于,包括以下步骤:
建立配置多热源暖风器的煤电机组最佳热源的表征参数;具体方法如下:
在锅炉侧输入燃煤,输出为主变压器出口的供电负荷;
煤电机组供电负荷Nnet定义为发电机出口输出功率减去机组辅机设备及检修照明系统的总耗电;
供电煤耗b定义为单位供电量下的机组标煤总消耗量:
Figure FDA0003604413760000011
式中,B为煤电机组供电负荷Nnet条件下的总标煤消耗量,t/h;q为汽轮机热耗率,kJ/kWh;ηp为管道效率,取定值0.99;ηb为锅炉效率,根据试验获得
在供电负荷Nnet、将环境气温ta加热到空气预热器入口风温tb给定时,煤电机组总标煤消耗量最低时的热源,是最优热源,此时煤电机组供电煤耗b最低;
根据边界参数供电负荷Nnet和环境气温ta,进行寻优工况划定;具体方法如下:
五种热源方案 如下:
单独热水暖风器,热源为6号低加出水;单独低压蒸汽暖风器,热源为6段抽汽;单独高压蒸汽暖风器,热源为中压缸排汽;热水暖风器与低压蒸汽暖风器的组合,热源为6号低加出水和6段抽汽;热水暖风器与高压蒸汽暖风器的组合,热源为6号低加出水和中压缸排汽;
环境气温ta:最低值ta、min、最高值ta、max
供电负荷Nnet:最低值Nnet、min、最高值Nnet、max
以供电负荷Nnet为主变量,按照下述原则进行寻优工况划分:
Nnet、min
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.2
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.4
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.6
Nnet、min+(Nnet、max-Nnet、min)×0.8
Nnet、max
在各供电负荷给定时,以环境气温ta为从变量,根据空气预热器入口风温tb值,按照下述原则进行寻优子工况划分:
ta<10℃时,tb分别为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃;
10≤ta<20℃时,tb分别为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃;
20≤ta<30℃时,tb分别为30℃、40℃、50℃、60℃和70℃;
30≤ta<40℃时,tb分别为40℃、50℃、60℃和70℃;
以煤电机组供电煤耗最低值为导向,进行各工况的最佳热源及运行方式确定。
2.根据权利要求1所述的多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,其特征在于,所述机组辅机设备为磨煤机、风机或泵。
3.根据权利要求1所述的多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,其特征在于,所述空气预热器入口风温tb不超70℃;寻优工况中,空气预热器入口风温低于70℃时,以实际能达到的最高值为上限;在划分各供电负荷下的寻优子工况时,各子工况的tb的差值要求为:每个热源在给定环境气温ta、供电负荷Nnet条件下的子工况数量不低于5个。
4.根据权利要求3所述的多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,其特征在于,所述以煤电机组供电煤耗b最低值为导向,进行各工况的最佳热源及运行方式确定的具体方法如下:
步骤1,寻优试验期间,锅炉入口煤质给定不变;
步骤2,进行各热源方案的最佳运行方式;
步骤3,通过比较,得出最优热源及其运行方式;
将上述五种热源方案供电煤耗b最低值进行对比,取最低值作为供电负荷Nnet、环境气温ta给定条件下的最优热源及空气预热器入口风温最佳值。
5.根据权利要求4所述的多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定方法,其特征在于,所述各热源方案的最佳运行方式如下:
热源1:单独热水暖风器;供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,分别测试按划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各子工况的供电煤耗值b;以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式时,以空气预热器入口风温tb为表征;
热源2:单独低压蒸汽暖风器;供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,分别测试按划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b;以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征;
热源3:单独高压蒸汽暖风器;供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,分别测试按划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b;以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征;
热源4:热水暖风器与低压蒸汽暖风器的组合;供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,分别测试按划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b;以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征;
热源5:热水暖风器与高压蒸汽暖风器的组合;供电负荷Nnet给定,调整煤电机组运行参数,分别测试按划分的各子工况的锅炉热效率ηb、汽轮机热耗率q和厂用电率ηe,计算各工况的供电煤耗值b;以锅炉空气预热器入口风温tb为变量,绘制各子工况供电煤耗b随tb的变化曲线,以供电煤耗b最低为导向,得出该热源下的最佳运行方式,以空气预热器入口风温tb为表征。
6.一种多热源暖风器的变工况条件下的最佳热源确定系统,其特征在于,包括:
表征参数建立模块,所述表征参数建立模块用于建立配置多热源暖风器的煤电机组最佳热源的表征参数;
寻优工况划定模块,所述寻优工况划定模块用于根据边界参数供电负荷和环境气温,进行寻优工况划定;
最佳热源及运行方式确定模块,所述最佳热源及运行方式确定模块以煤电机组供电煤耗最低值为导向,进行各工况的最佳热源及运行方式确定。
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US8505923B2 (en) * 2009-08-31 2013-08-13 Sealeze, A Unit of Jason, Inc. Brush seal with stress and deflection accommodating membrane
CN202216393U (zh) * 2011-07-25 2012-05-09 周利庆 无风道阻力安全节能暖风装置
CN102542109A (zh) * 2011-12-29 2012-07-04 西安交通大学 一种考虑负荷特性的火电机组热力系统优化设计方法
CN106096248B (zh) * 2016-06-03 2019-07-02 国家电网公司 不同环境下的最佳供暖方式的甄选方法
CN106712033B (zh) * 2017-03-24 2019-08-09 大连理工大学 一种热电厂消纳弃风的方法
CN107274069A (zh) * 2017-05-23 2017-10-20 国网山东省电力公司电力科学研究院 基于可选多因素条件下火电机组的负荷特性确定方法
CN108009683A (zh) * 2018-01-30 2018-05-08 国网辽宁省电力有限公司 一种大容量直控负荷提高风电接纳能力的调度方法
CN108826269A (zh) * 2018-07-23 2018-11-16 中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 基于cfb锅炉的烟气余热和排渣余热的利用系统
CN111287811B (zh) * 2020-03-31 2021-06-15 西安热工研究院有限公司 一种高背压梯级供热机组最佳运行真空在线寻优方法

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