CN113703406A - 采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法及系统，对外供水量和供电负荷给定，采用单变量对比法，以水电联产机组标煤消耗量最低作为寻优目标函数，依次调整中排抽汽至低温多效海水淡化装置的蒸汽压力，将机组标煤消耗量与基准工况比较，若大于，则原基准工况仍作为基准工况；若小于，将该参数对应运行工况作为新的对比基准工况，继续调整机组中排抽汽至低温多效海水淡化装置的蒸汽压力，进行下一次迭代寻优。本发明在满足电网和淡水用户调度的前提下以标煤消耗最低为目标函数，在线获得燃煤水电联产机组在不同供水负荷、发电机功率、原海水温度等边界条件下的中排抽汽压力的最佳控制值，实现运行成本最低和盈利能力最大化。

Description

采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法及系统
技术领域
本发明属于节能领域，涉及一种采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法及系统。
背景技术
随着风力、太阳能等可再生能源大规模并网发电，并成为电量的主要来源。传统火电从电量主体向调峰、调频、稳压、托底保供等保障电网运行安全的主体转型。与此同时，随着城镇化和工业化的进程加快，居民采暖、工业供汽、集中供冷等清洁热力以及压缩空气等多种形式的能源需求快速增长。这为火电机组未来发展提供了指向，也为火电机组提升盈利能力拓展了空间。
火电机组根据所处地区的综合能源需求分布及发展特性，针对性制定转型发展策略。
沿海地区淡水资源缺乏，海水淡化作为当地水资源的重要保障。海水淡化主要技术路线有膜法和热法，膜法技术路线成熟，但存在占地面积大、化学品消耗量大、性能受海水温度影响较大等问题。热法主要分为低温多效和多级闪蒸两种，其中低温多效技术成熟，应用业绩多。
低温多效蒸馏海水淡化技术，将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，热源蒸汽进入第一效蒸发器，与进料海水热交换后，冷凝成淡化水，海水蒸发，蒸汽进入第二效蒸发器，并使几乎同量的海水以比第一效更低的温度蒸发，自身又被冷凝。这一过程一直重复到最后一效，连续产出淡化水。传统工艺对海水淡化热源的要求为压力25～35kPa.a、温度65～70℃的低品质蒸汽。煤电机组汽水热力循环，存在不同品质、不同两级的热源，参考居民采暖供热改造，在中低压连通管处引中排抽汽，作为低温多效海水淡化装置的热源，放热后的凝结水回至机组凝汽器内；原海水进入低温多效海水淡化装置后出口为两路，一路为浓盐水作为废料外排，一路为淡水作为产品外供。系统示意图见附图1。
采用低温多效海水淡化技术的燃煤水电联产系统，在对外供电负荷和供水负荷给定的条件下，影响机组运行特性的参数主要有：热源蒸汽参数Pcq(中排抽汽压力和温度)、原海水温度ti(进入低温多效的原海水温度)。
通过设置在中低压连通管的调节阀节流操作，抬升中排处抽汽压力Pcq和温度Tcq，从海水淡化角度考虑，进入低温多效的驱动热源品质升高，可提高系统的制水比GOR，减少高品质蒸汽即中排抽汽量，降低水电联产机组总能耗；但从发电角度来讲，抬升中排处抽汽压力Pcq，热力循环系统节流损失增大，降低热力循环效率，增加水电联产机组总能耗，因此存在一个最佳中排处抽汽压力Pcq，兼顾海水淡化和发电，以取得机组综合能效最高，运行成本最低。
利用燃煤电站低品位余热进行海水淡化，相关领域的学者、科研及技术管理人员已展开了相关研究，取得了一定成果。简述如下：
文献1“李燕，曹开智.浅析水电联产及海水淡化系统的配置方案[J]，电站辅机”，分析了各型机组在水电联产中的配置方案,探讨燃煤机组、燃气机组及太阳能光热电站与低温多效蒸馏海水淡化系统耦合的设计方案，通过耦合方案设计，形成了水电联产机组的运行模式，为各型工程设计方案提供有益的参考。
文献2“依庆文.水电联产海水淡化系统能耗指标探讨[J]，天津化工”，结合某电厂水电联产海水淡化工程,应用计算公式,分析了海水淡化系统的电耗、汽耗以及药耗等主要能耗指标对系统运行的影响,并对相应的指标改进方法进行探讨。
文献3“陈颖.低温多效海水淡化技术在大型电站中的应用[D]，华北电力大学”，对低温多效海水淡化系统的造水比、进料海水水质、海水过冷度等主要影响因素进行了分析研究；针对印尼万丹省苏娜拉亚火电厂采用汽轮机4段抽汽为热源的低温多效海水淡化系统，分别对海水水温30℃和32.5℃时，装置负荷50％、75％、100％、110％时的物料和热量平衡进行了计算，得出装置在100％负荷时，造水比最大、制水成本最低。
文献4“薛媛.基于电站余热利用的多效蒸馏海水淡化研究[D]，华北电力大学”，针对燃煤电站与海水淡化耦合的系统，对传统的利用汽轮机抽汽进行海水淡化的水电联产机组进行了变工况计算，分析海水淡化系统辅助调峰的能力，并以此为基础，提出了三种新型的综合利用燃煤电站抽汽余热，烟气余热以及排汽余热的低温多效蒸馏系统，并对这几种系统的性能进行研究。
综上，现有研究侧重于低温多效海水淡化与煤电机组耦合工艺及优化设计，对于运行水电联产机组的在供电和供水双变量约束条件下的运行优化的研究，鲜有公开报道。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法及系统，对外供水量和供电负荷给定，采用单变量对比法，以水电联产机组标煤消耗量最低作为寻优目标函数，通过运行参数调整，获得水电联产机组在不同供电负荷、供水量、原海水温度等边界条件下的中排抽汽参数的最佳控制值。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，包括以下步骤：
明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型；
根据边界参数总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况；
以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式。
本发明的进一步改进在于：
明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型具体步骤如下：
燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数为中排抽汽压力Pzp；
燃煤水电联产机组盈利值M等于对外售水收入W加上供电收入E减去标煤消耗B；
M＝W+E-B (1)
对外售水收入W为
W＝mw×w (2)
式中，mw水电联产机组对外供水总负荷；w为水价；
供电收入E为：
E＝(Nge-Ncy)×e＝Nnet×e (3)
式中，Nge为发电机功率，MW；Ncy为厂用电功率，MW；Nnet为主变入口电功率，MW；e为上网电价，元/MWh；
寻优操作过程的盈利值M的变量仅为标煤消耗B，认为标煤消耗B最低值对应的工况为最佳工况；
对于采用低温多效技术的水电联产机组，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是供电负荷Nnet、中排抽汽流量ms、中排制水抽汽压力Pzp的多元函数；表达式为：
Figure BDA0003234774730000051
式中，hms、hrh、hrc、hgs、hzj和hgj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，通过现场压力和温度测量值计算得出；
ηb为锅炉热效率，不同机组的锅炉热效率各不相同，需要根据现场专项试验得出；
ηb＝f2(Dms) (5)
其中，ηp为管道效率，取定值0.985；
Dms、Drh、Drc、Dgs、Dzj和Dgj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；上述参数并不是各自独立，而是遵循一定关联性；
Figure BDA0003234774730000052
式中，Dex1、Dex2和Dleak分别为高压缸1段抽汽、2段抽汽和轴封外漏量；其中Dex1和Dex2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，Dleak是主蒸汽流量Dms和主蒸汽压力Pms的二元函数，由汽轮机制造厂给出；
Dleak＝f3(Dms,Pms) (7)
综合式(4)、(5)、(6)和(7)，得出燃煤水电联产机组标煤消耗量B；
给定总供水负荷mw、供电负荷Nnet和原海水温度ti条件下的寻优操作，燃煤水电联产机组标煤消耗量B值最低值即为最优工况，对应的中排抽汽压力Pzp为最佳运行方式。
根据边界参数总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况的具体步骤如下：
统计最近一个完整自然年的机组运行数据，主要包括：
总对外供水负荷mw：mw,min、mw,max
原海水温度ti：ti,min、ti,max
供电负荷Nnet：Nnet,min、Nnet,max
按照原海水温度的分布划分为3个区间段并取平均值，作为寻优工况的初划分依据，具体如下：
ti,min＜t≤ti,min+(ti,max-ti,min)×0.33；
ti,min+(ti,max-ti,min)×0.33＜t≤ti,min+(ti,max-ti,min)×0.67；
ti,min+(ti,max-ti,min)×0.67＜t≤ti,max；
再按照总对外供水负荷mw和供电负荷Nnet的分布，各自划分3个区间段并取平均值，作为本发明寻优工况的次划分依据，具体如下：
Nnet,min＜Nnet≤Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.33；
Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.33＜Nnet≤Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.67；
Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.67＜Nnet≤Nnet,max；
mw,min＜mw≤mw,min+(mw,max-mw,min)×0.33；
mw,min+(mw,max-mw,min)×0.33＜mw≤mw,min+(mw,max-mw,min)×0.67；
mw,min+(mw,max-mw,min)×0.67＜mw≤mw,max；
按照寻优工况划定方法，最佳方式确定工况共计27个。
以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式的具体步骤如下：
原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet固定，以低温多效海水淡化装置要求的热源入口蒸汽压力最低值对应的中低压连通管抽汽压力Pzp0，作为寻优的基准工况，水电联产机组主要运行参数稳定后记录30min的运行数据，取其平均值，按照公式(4)-(7)，计算得出燃煤水电联产机组标煤消耗量B0；
通过调整低压缸进汽调阀开度，以每次0.05MPa的幅度抬升中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力Pzp，此时需调整中排抽汽流量ms、主蒸汽流量Dms参数，以维持总供水负荷mw和供电负荷Nnet固定不变，机组运行参数稳定后记录30min的运行数据，取其平均值，根据公式(4)-(7)计算确定机组标煤消耗B1；
将B1与B0比较，若B1≥B0，原基准工况仍作为基准工况；若B1<B0，将该中排抽汽压力对应运行工况作为新的对比基准工况，继续以每次0.05MPa的幅度抬升中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力，进行下一次寻优迭代；
中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力抬升，直至机组安全运行最高限制值Pzp,s和低压缸进汽调阀节流调整手段实现的入口蒸汽压力最高值Pzp,max之间的低值为止，通过中排抽汽压力调整的寻优迭代结束；该过程中的标煤消耗量B最低值对应的最终的最佳运行工况，此时中排抽汽压力为Pzpb，标煤消耗量为Bbest；
完成剩余26个工况的最佳运行方式确定，得出燃煤水电联产机组在不同供电负荷Nnet、原海水温度ti、总供水负荷mw下的最佳中排抽汽压力值。
根据原海水温度ti、总供水负荷mw不同，将27个工况下的最佳运行方式，以供电负荷Nnet为变量，绘制最佳中排抽汽压力随供电负荷Nnet的变化曲线；
根据原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet参数，使用线性内插或外推法，得出燃煤水电联产机组在原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet的最佳中排抽汽压力值，以取得运行成本最低，盈利能力最大化的目的；
若汽轮机、锅炉、海水淡化相关设备经过技术改进导致性能发生变化，需重新进行操作，以确定燃煤水电联产机组在不同供电负荷Nnet、原海水温度ti、总供水负荷mw下的最佳中排抽汽压力值。
采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化系统，包括：
计算模型建立模块，所述计算模型建立模块用于明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型；
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总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况；
判定模块，所述判定模块用于以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式。
一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提出了一种采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法及系统，对外供水量和供电负荷给定，采用单变量对比法，以水电联产机组标煤消耗量最低作为寻优目标函数，依次调整中排抽汽至低温多效海水淡化装置的蒸汽压力，将机组标煤消耗量与基准工况比较，若机组标煤消耗量大于基准工况耗煤量，则原基准工况仍作为基准工况；若机组标煤消耗量小于基准工况耗煤量，将该参数对应运行工况作为新的对比基准工况，继续调整机组中排抽汽至低温多效海水淡化装置的蒸汽压力，进行下一次迭代寻优。本发明在满足电网和淡水用户调度的前提下以标煤消耗最低为目标函数，在线获得燃煤水电联产机组在不同供水负荷、发电机功率、原海水温度等边界条件下的中排抽汽压力的最佳控制值，实现运行成本最低和盈利能力最大化。
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为采用低温多效技术的燃煤水电联产系统示意图；
图2为采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法流程示意图；
图3为采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化系统结构示意图。
其中：1-锅炉；2-高压缸；3-中压缸；4-低压缸；5-发电机；6-凝汽器；7-凝结水泵；8-低压加热器组；9-给水泵；10-高压加热器组；11-中低压连通管调节阀；12-原海水取水泵；13-低温多效海水淡化装置；14-淡水储罐；15-淡水输送泵；16-水环真空泵组；17-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，图2公布了一种低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，包括以下步骤：
步骤1、明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型。
燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数为中排抽汽压力Pzp；
燃煤水电联产机组盈利值M等于对外售水收入W加上供电收入E减去标煤消耗B，见式(1)。
M＝W+E-B (1)
对外售水收入W按式(2)计算。
W＝mw×w (2)
式中，mw水电联产机组对外供水总负荷；w为水价；
供电收入E按式(3)计算。
E＝(Nge-Ncy)×e＝Nnet×e (3)
式中，Nge为发电机功率，MW；Ncy为厂用电功率，MW；Nnet为主变入口电功率(即为供电负荷)，MW；e为上网电价；元/MWh。
燃煤水电联产机组对外售水、供电服务，上网电量受当地电网根据地区供需关系实时调度，对外供水负荷受市政根据需求实时调度，燃煤水电联产机组自身并无独立自主的电、热调节权限；
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；
对于采用低温多效技术的水电联产机组，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是供电负荷Nnet、中排抽汽流量ms、中排制水抽汽压力Pzp的多元函数，见式(4)。
Figure BDA0003234774730000121
式中，hms、hrh、hrc、hgs、hzj和hgj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，可通过现场压力和温度测量值计算得出。
ηb为锅炉热效率，见式(5)，不同机组的锅炉热效率各不相同，需要根据现场专项试验得出。
ηb＝f2(Dms) (5)
其中，ηp为管道效率，取定值0.985；
Dms、Drh、Drc、Dgs、Dzj和Dgj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；上述参数并不是各自独立，而是遵循一定关联性；见式(6)。
Figure BDA0003234774730000122
式中，Dex1、Dex2和Dleak分别为高压缸1段抽汽、2段抽汽和轴封外漏量；其中Dex1和Dex2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，Dleak是主蒸汽流量Dms和主蒸汽压力Pms的二元函数，见式(7)，由汽轮机制造厂给出；
Dleak＝f3(Dms,Pms) (7)
综合式(4)、(5)、(6)和(7)，可得出燃煤水电联产机组标煤消耗量B。
综上，给定总供水负荷mw、供电负荷Nnet和原海水温度ti条件下的寻优操作，燃煤水电联产机组标煤消耗量B值最低值即为最优工况，对应的中排抽汽压力Pzp为最佳运行方式。
步骤2、根据边界参数总供水负荷mw、供电负荷Nnet和原海水温度ti，进行寻优工况划定。
统计最近一个完整自然年的机组运行数据，主要包括：
总对外供水负荷mw：mw,min、mw,max
原海水温度ti：ti,min、ti,max
供电负荷Nnet：Nnet,min、Nnet,max
按照原海水温度的分布划分为3个区间段并取平均值，作为本发明寻优工况的初划分依据，具体如下：
ti,min＜t≤ti,min+(ti,max-ti,min)×0.33；
ti,min+(ti,max-ti,min)×0.33＜t≤ti,min+(ti,max-ti,min)×0.67；
ti,min+(ti,max-ti,min)×0.67＜t≤ti,max；
再按照总对外供水负荷mw和供电负荷Nnet的分布，各自划分3个区间段并取平均值，作为本发明寻优工况的次划分依据，具体如下：
Nnet,min＜Nnet≤Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.33；
Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.33＜Nnet≤Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.67；
Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.67＜Nnet≤Nnet,max；
mw,min＜mw≤mw,min+(mw,max-mw,min)×0.33；
mw,min+(mw,max-mw,min)×0.33＜mw≤mw,min+(mw,max-mw,min)×0.67；
mw,min+(mw,max-mw,min)×0.67＜mw≤mw,max；
综上，按照本发明的寻优工况划定方法，最佳方式确定工况共计27个。
步骤3、以燃煤水电联产机组总标煤消耗量B值最低值为导向，进行各寻优工况的最佳运行方式确定。
①原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet固定，以低温多效海水淡化装置要求的热源入口蒸汽压力最低值对应的中低压连通管抽汽压力Pzp0，作为寻优的基准工况，水电联产机组主要运行参数稳定后记录30min的运行数据，取其平均值，按照公式(4)-(7)，计算得出燃煤水电联产机组标煤消耗量B0；
②通过调整低压缸进汽调阀开度，以每次0.05MPa的幅度抬升中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力Pzp，此时需调整中排抽汽流量ms、主蒸汽流量Dms等参数，以维持总供水负荷mw和供电负荷Nnet固定不变，机组主要运行参数稳定后记录30min的运行数据，取其平均值，根据公式(4)-(7)计算确定机组标煤消耗B1。
将B1与B0比较，若B1≥B0，原基准工况仍作为基准工况；若B1<B0，将该中排抽汽压力对应运行工况作为新的对比基准工况，继续以每次0.05MPa的幅度抬升中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力，进行下一次寻优迭代；
中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力抬升，直至机组安全运行最高限制值Pzp,s(由汽轮机厂家给出)和低压缸进汽调阀节流调整手段可实现的入口蒸汽压力最高值Pzp,max之间的低值为止，通过中排抽汽压力调整的寻优迭代结束；该过程中的标煤消耗量B最低值对应的最终的最佳运行工况，此时中排抽汽压力为Pzpb，标煤消耗量为Bbest；
完成剩余26个工况的最佳运行方式确定，得出燃煤水电联产机组在不同供电负荷Nnet、原海水温度ti、总供水负荷mw下的最佳中排抽汽压力值。
步骤4、寻优结果应用于生产节能挖潜指导。
根据原海水温度ti、总供水负荷mw不同，将27个工况下的最佳运行方式，以供电负荷Nnet为变量，绘制最佳中排抽汽压力随供电负荷Nnet的变化曲线；
生产运行中，根据原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet参数，使用线性内插或外推法，得出燃煤水电联产机组在原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet的最佳中排抽汽压力值，以取得运行成本最低，盈利能力最大化的目的；
若汽轮机、锅炉、海水淡化相关设备经过技术改进导致性能发生变化，需重新进行操作，以确定燃煤水电联产机组在不同供电负荷Nnet、原海水温度ti、总供水负荷mw下的最佳中排抽汽压力值。
参见图3，图3公开了一种采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化系统，包括：
计算模型建立模块，所述计算模型建立模块用于明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型；
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总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况；
判定模块，所述判定模块用于以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式。
本发明一实施例提供的终端设备的示意图。该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个方法实施例中的步骤。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。
所述终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。
所述终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
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.采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型；
根据边界参数总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况；
以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式。
2.根据权利要求1所述的采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，其特征在于，所述明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型具体步骤如下：
燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数为中排抽汽压力Pzp；
燃煤水电联产机组盈利值M等于对外售水收入W加上供电收入E减去标煤消耗B；
M＝W+E-B (1)
对外售水收入W为
W＝mw×w (2)
式中，mw水电联产机组对外供水总负荷；w为水价；
供电收入E为：
E＝(Nge-Ncy)×e＝Nnet×e (3)
式中，Nge为发电机功率，MW；Ncy为厂用电功率，MW；Nnet为主变入口电功率，MW；e为上网电价，元/MWh；
寻优操作过程的盈利值M的变量仅为标煤消耗B，认为标煤消耗B最低值对应的工况为最佳工况；
对于采用低温多效技术的水电联产机组，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是供电负荷Nnet、中排抽汽流量ms、中排制水抽汽压力Pzp的多元函数；表达式为：
Figure FDA0003234774720000021
式中，hms、hrh、hrc、hgs、hzj和hgj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，通过现场压力和温度测量值计算得出；
ηb为锅炉热效率，不同机组的锅炉热效率各不相同，需要根据现场专项试验得出；
ηb＝f2(Dms) (5)
其中，ηp为管道效率，取定值0.985；
Dms、Drh、Drc、Dgs、Dzj和Dgj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；上述参数并不是各自独立，而是遵循一定关联性；
Figure FDA0003234774720000022
式中，Dex1、Dex2和Dleak分别为高压缸1段抽汽、2段抽汽和轴封外漏量；其中Dex1和Dex2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，Dleak是主蒸汽流量Dms和主蒸汽压力Pms的二元函数，由汽轮机制造厂给出；
Dleak＝f3(Dms,Pms) (7)
综合式(4)、(5)、(6)和(7)，得出燃煤水电联产机组标煤消耗量B；
给定总供水负荷mw、供电负荷Nnet和原海水温度ti条件下的寻优操作，燃煤水电联产机组标煤消耗量B值最低值即为最优工况，对应的中排抽汽压力Pzp为最佳运行方式。
3.根据权利要求1所述的采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，其特征在于，所述根据边界参数总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况的具体步骤如下：
统计最近一个完整自然年的机组运行数据，主要包括：
总对外供水负荷mw：mw,min、mw,max
原海水温度ti：ti,min、ti,max
供电负荷Nnet：Nnet,min、Nnet,max
按照原海水温度的分布划分为3个区间段并取平均值，作为寻优工况的初划分依据，具体如下：
ti,min＜t≤ti,min+(ti,max-ti,min)×0.33；
ti,min+(ti,max-ti,min)×0.33＜t≤ti,min+(ti,max-ti,min)×0.67；
ti,min+(ti,max-ti,min)×0.67＜t≤ti,max；
再按照总对外供水负荷mw和供电负荷Nnet的分布，各自划分3个区间段并取平均值，作为本发明寻优工况的次划分依据，具体如下：
Nnet,min＜Nnet≤Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.33；
Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.33＜Nnet≤Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.67；
Nnet,min+(Nnet,max-Nnet,min)×0.67＜Nnet≤Nnet,max；
mw,min＜mw≤mw,min+(mw,max-mw,min)×0.33；
mw,min+(mw,max-mw,min)×0.33＜mw≤mw,min+(mw,max-mw,min)×0.67；
mw,min+(mw,max-mw,min)×0.67＜mw≤mw,max；
按照寻优工况划定方法，最佳方式确定工况共计27个。
4.根据权利要求2所述的采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，其特征在于，所述以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式的具体步骤如下：
原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet固定，以低温多效海水淡化装置要求的热源入口蒸汽压力最低值对应的中低压连通管抽汽压力Pzp0，作为寻优的基准工况，水电联产机组主要运行参数稳定后记录30min的运行数据，取其平均值，按照公式(4)-(7)，计算得出燃煤水电联产机组标煤消耗量B0；
通过调整低压缸进汽调阀开度，以每次0.05MPa的幅度抬升中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力Pzp，此时需调整中排抽汽流量ms、主蒸汽流量Dms参数，以维持总供水负荷mw和供电负荷Nnet固定不变，机组运行参数稳定后记录30min的运行数据，取其平均值，根据公式(4)-(7)计算确定机组标煤消耗B1；
将B1与B0比较，若B1≥B0，原基准工况仍作为基准工况；若B1<B0，将该中排抽汽压力对应运行工况作为新的对比基准工况，继续以每次0.05MPa的幅度抬升中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力，进行下一次寻优迭代；
中排抽汽至低温多效海水淡化装置的入口蒸汽压力抬升，直至机组安全运行最高限制值Pzp,s和低压缸进汽调阀节流调整手段实现的入口蒸汽压力最高值Pzp,max之间的低值为止，通过中排抽汽压力调整的寻优迭代结束；该过程中的标煤消耗量B最低值对应的最终的最佳运行工况，此时中排抽汽压力为Pzpb，标煤消耗量为Bbest；
完成剩余26个工况的最佳运行方式确定，得出燃煤水电联产机组在不同供电负荷Nnet、原海水温度ti、总供水负荷mw下的最佳中排抽汽压力值。
5.根据权利要求4所述的采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化方法，其特征在于，根据原海水温度ti、总供水负荷mw不同，将27个工况下的最佳运行方式，以供电负荷Nnet为变量，绘制最佳中排抽汽压力随供电负荷Nnet的变化曲线；
根据原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet参数，使用线性内插或外推法，得出燃煤水电联产机组在原海水温度ti、总供水负荷mw和供电负荷Nnet的最佳中排抽汽压力值，以取得运行成本最低，盈利能力最大化的目的；
若汽轮机、锅炉、海水淡化相关设备经过技术改进导致性能发生变化，需重新进行操作，以确定燃煤水电联产机组在不同供电负荷Nnet、原海水温度ti、总供水负荷mw下的最佳中排抽汽压力值。
6.采用低温多效技术的燃煤水电联产机组运行优化系统，其特征在于，包括：
计算模型建立模块，所述计算模型建立模块用于明确燃煤水电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤水电联产机组盈利值计算模型；
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总供水负荷、供电负荷和原海水温度，划定寻优工况；
判定模块，所述判定模块用于以燃煤水电联产机组总标煤消耗量的最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式。
7.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述方法的步骤。
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