CN114718662A - 用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法和装置，该方法包括：构建冷却蒸汽体积流量计算模型，模型输入包括次末级温度和其他系统参数，其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；低压缸零出力特性试验中当第一次末级温度达到温度预设值时获得试验数据集；火电机组实际进行低压缸零出力运行时获得实际数据集；将试验数据集和实际数据集分别输入至冷却蒸汽体积流量计算模型获得体积流量目标值和实际体积流量；判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。

Description

用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法和装置

技术领域

本公开涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法和装置。

背景技术

近年来，低压缸零出力技术凭借大幅度提高机组供热能力和电调峰能力，能够实现供热机组在抽汽凝汽与低压缸零出力运行方式之间的灵活切换，已在火电机组上得到了广泛应用。在低压缸零出力运行过程，由中、低压连通管进入低压缸的蒸汽被完全阻隔，仅有中排抽汽以冷却蒸汽的方式通过冷却蒸汽管道进入低压缸，与低压缸减温水共同维持次末级、末级温度处于安全范围。

但是在实际运行过程中，机组负荷、环境温度不可能一直处于稳定状态，冷却蒸汽的温度、压力以及机组背压也与设计值存在一定偏差，如果仅通过控制冷却蒸汽调节阀开度来调节次末级温度在安全范围(即通过判断次末级温度是否符合条件，进而控制冷却蒸汽调节阀开度来直接调节次末级温度的方法：若次末级温度不符合条件，调大调节阀的开度，冷却蒸汽流量增加，则次末级温度降低；调小调节阀的开度，冷却蒸汽流量减少，则次末级温度升高)，则由于没有考虑到冷却蒸汽调节阀阀后压力、温度以及机组背压的变化，且温度变化较压力等其他蒸汽参数的变化更为缓慢，因此直接对蒸汽温度进行控制时会产生过调、滞后等现象，故直接对温度进行控制存在一定的延迟性，导致调节不及时，变工况时等待时间较长。

发明内容

本公开提供了一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法和装置，主要目的在于能够提高次末级温度控制的准确性和时效性。

根据本公开的第一方面实施例，提供了一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，包括：

构建冷却蒸汽体积流量计算模型，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度和其他系统参数，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量，其中所述其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；

在进行低压缸零出力特性试验的过程中，当第一次末级温度达到温度预设值时，获取第一次末级温度和所述第一次末级温度对应的第一其他系统参数，基于所述第一次末级温度和所述第一其他系统参数生成试验数据集；

实时获取火电机组进行低压缸零出力运行时的第二次末级温度和所述第二次末级温度对应的第二其他系统参数，基于所述第二次末级温度和所述第二其他系统参数生成实际数据集；

分别将所述试验数据集和所述实际数据集输入至所述冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得对应的体积流量目标值和实际体积流量；

判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。

在本公开的一个实施例中，所述判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，包括：基于所述体积流量目标值和设定的比例范围获得体积流量目标范围；判断所述实际体积流量是否位于所述体积流量目标范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

在本公开的一个实施例中，所述判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，包括：计算所述实际体积流量和所述体积流量目标值的比值；判断所述比值是否位于设定的比例范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

在本公开的一个实施例中，所述冷却蒸汽体积流量计算模型，包括：次末级压力计算子模型，用于利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力；密度计算子模型，用于基于所述次末级压力和所述次末级温度获得次末级叶片处的蒸汽密度；体积流量计算子模型，用于基于所述蒸汽密度和所述低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量获得冷却蒸汽的体积流量。

在本公开的一个实施例中，所述利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力，包括：对进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力进行求和；将求和结果乘以通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数获得次末级压力。

根据本公开的第二方面实施例，还提供了一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，包括：

模型构建模块，用于构建冷却蒸汽体积流量计算模型，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度和其他系统参数，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量，其中所述其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；

试验数据集获取模块，用于在进行低压缸零出力特性试验的过程中，当第一次末级温度达到温度预设值时，获取第一次末级温度和所述第一次末级温度对应的第一其他系统参数，基于所述第一次末级温度和所述第一其他系统参数生成试验数据集；

实际数据集获取模块，用于实时获取火电机组进行低压缸零出力运行时的第二次末级温度和所述第二次末级温度对应的第二其他系统参数，基于所述第二次末级温度和所述第二其他系统参数生成实际数据集；

处理模块，用于调用所述冷却蒸汽体积流量计算模型，分别将所述试验数据集和所述实际数据集输入至所述冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得对应的体积流量目标值和实际体积流量；

判断模块，用于判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则向调节阀发送调整指令，以调整调节阀的开度直至条件满足。

在本公开的一个实施例中，所述判断模块，具体用于：基于所述体积流量目标值和设定的比例范围获得体积流量目标范围；判断所述实际体积流量是否位于所述体积流量目标范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

在本公开的一个实施例中，所述判断模块，具体用于：计算所述实际体积流量和所述体积流量目标值的比值；判断所述比值是否位于设定的比例范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

在本公开的一个实施例中，所述冷却蒸汽体积流量计算模型，包括：次末级压力计算子模型，用于利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力；密度计算子模型，用于基于所述次末级压力和所述次末级温度获得次末级叶片处的蒸汽密度；体积流量计算子模型，用于基于所述蒸汽密度和所述低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量获得冷却蒸汽的体积流量。

在本公开的一个实施例中，所述次末级压力计算子模型，具体用于：对进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力进行求和；将求和结果乘以通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数获得次末级压力。

根据本公开的第三方面实施例，还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开的第一方面实施例提出的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

根据本公开的第四方面实施例，还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开的第一方面实施例提出的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

根据本公开的第五方面实施例，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本公开的第一方面实施例提出的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

在本公开一个或多个实施例中，通过构建冷却蒸汽体积流量计算模型，对获取的次末级温度和其他系统参数进行计算获得冷却蒸汽的体积流量，其中其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；获取低压缸零出力特性试验中第一末级温度达到温度预设值时的第一其他系统参数，以及实际低压缸零出力运行时的第二次末级温度和第二其他系统参数，然后利用构建好的冷却蒸汽体积流量计算模型计算得到试验和实际两种情况下的实际体积流量和体积流量目标值，最后判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。在这种情况下，在构建模型时充分考虑了次末级温度、低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力等多种系统参数来计算体积流量，提高了计算的体积流量的准确性，且由于调节阀的开度与低压缸的体积流量直接相关，故利用实际体积流量和体积流量目标值控制调节阀的开度能够及时调整进入低压缸的蒸汽流量，进一步结合低压缸零出力状态下次末级的温度受低压缸的蒸汽流量影响较大的原因，本申请的方法通过对体积流量的准确计算和及时控制提高了对次末级温度控制的准确性和时效性。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出本公开实施例提供的火电机组低压缸零出力系统；

图2示出本公开实施例提供的第一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的流程示意图；

图3示出本公开实施例提供的冷却蒸汽体积流量计算模型的模型示意图；

图4示出本公开实施例提供的冷却蒸汽体积流量计算模型的结构框图；

图5示出本公开实施例提供的第二种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的流程示意图；

图6示出本公开实施例提供的第一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置的结构框图；

图7是用来实现本公开实施例的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的电子设备的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。还应当理解，本公开中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

随着火力发电技术的发展，为了大幅度提高机组供热能力和电调峰能力，低压缸零出力技术应运而生。图1示出本公开实施例提供的火电机组低压缸零出力系统。如图1所示，火电机组低压缸零出力系统包括中压缸IP、低压缸LP、连接中压缸和低压缸的中低压连通管，设置在中低压连通管上的中低压连通管蝶阀S2、连接中压缸和低压缸的冷却蒸汽管道和设置在冷却蒸汽管道的冷却蒸汽调节阀S1。在非低压缸零出力运行中，中压缸的排汽分成两部分，一部分通过中低压连通管进入低压缸内继续做功，另一部分作为供热蒸汽被排出。在低压缸零出力运行时，关闭中低压连通管蝶阀，由中低压连通管进入低压缸的蒸汽被完全阻隔，仅有中排抽汽以冷却蒸汽的方式通过冷却蒸汽管道进入低压缸，依靠冷却蒸汽调节阀调整低压缸进汽流量。

在低压缸零出力运行中，由于低压缸次末级和末级的叶片长度大，且叶尖处线速度也大，故次末级和末级的温升比较明显，当温度过高时容易造成叶片损坏，甚至带来严重的事故，对于末级叶片来说，还可以结合低压缸减温水共同控制次末级温度，使得末级温度处于安全范围，而次末级仅依靠冷却蒸汽调节阀调整低压缸进汽流量实现温控，因此如何准确地控制调节阀从而实现对低压缸次末级温度的准确及时控制十分重要。

在第一个实施例中，如图2所示，图2示出本公开实施例提供的第一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的流程示意图。本公开中用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法可以简称为调节阀控制方法，具体地，该用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，包括：

S101，构建冷却蒸汽体积流量计算模型，冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度和其他系统参数，冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量，其中其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力。

图3示出本公开实施例提供的冷却蒸汽体积流量计算模型的模型示意图。如图3所示，冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度T_cm和其他系统参数，其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量M、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数α、进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i和低压缸排汽压力P_j。冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量Q_cm。

在本实施例中，步骤S101中构建的冷却蒸汽体积流量计算模型为低压缸零出力运行状态下的冷却蒸汽体积流量计算模型。该冷却蒸汽体积流量计算模型的输入中的次末级温度、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力可以通过安装于对应位置的测量原件直接得到。测量原件例如为温度传感器或压力传感器。

如图1所示，进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i可以通过设置在低压缸入口处的压力传感器P1测量获得，低压缸排汽压力P_j可以通过设置在低压缸出口处的压力传感器P2测量获得。进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i和低压缸排汽压力P_j可以是相应位置的绝压值。

如图1所示，次末级温度T_cm可以通过设置在低压缸次末级处的温度传感器T3测量获得。在本实施例中，次末级温度T_cm为通过次末级叶片的冷却蒸汽的温度。

由于低压缸零出力运行时，从冷却蒸汽调节阀阀前、阀后、低压缸入口到低压缸排汽过程的质量流量为定值，故低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量M为冷却蒸汽调节阀阀前冷却蒸汽的质量流量。其中冷却蒸汽调节阀阀前冷却蒸汽的质量流量可以基于冷却蒸汽调节阀阀前温度、压力、孔板前后差压计算得到。也即冷却蒸汽的质量流量满足：

式中：M为冷却蒸汽的质量流量；γ为孔板系数；ρ为蒸汽密度(其中，蒸汽密度可以根据冷却蒸汽调节阀阀前温度、冷却蒸汽调节阀阀前压力和水蒸气表查表得到)；△P为孔板前后差压。

如图1所示，冷却蒸汽调节阀阀前温度可以基于设置在冷却蒸汽调节阀S1阀前的温度传感器T4测量获得，冷却蒸汽调节阀阀前压力可以通过设置在冷却蒸汽调节阀S1阀前的压力传感器P4测量获得，冷却蒸汽调节阀阀前的孔板前后差压可以基于设置在冷却蒸汽调节阀S1阀前的孔板流量计F测量获得。在这种情况下，由于冷却蒸汽调节阀阀前温度、压力处于整个系统最前端，其测量较为准确，由此，能够提高所需的低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量的准确性。

图4示出本公开实施例提供的冷却蒸汽体积流量计算模型的结构框图。

在本实施例中，如图4所示，步骤S101中冷却蒸汽体积流量计算模型包括次末级压力计算子模型、密度计算子模型和体积流量计算子模型。其中次末级压力计算子模型，用于利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力；密度计算子模型，用于基于次末级压力和次末级温度获得次末级叶片处的蒸汽密度；体积流量计算子模型，用于基于蒸汽密度和低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量获得冷却蒸汽的体积流量。其中，利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力，包括：对进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力进行求和；将求和结果乘以通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数获得次末级压力。次末级压力为通过次末级叶片的冷却蒸汽的压力，另外次末级温度即为次末级叶片的冷却蒸汽的温度。

即冷却蒸汽体积流量计算模型输出的次末级叶片处的冷却蒸汽的体积流量满足：

ρ_cm＝f(P_cm，T_cm)

P_cm＝α·(P_i+P_j)

式中Q_cm表示冷却蒸汽的体积流量，单位为m³/h；M表示低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量，单位为t/h；ρ_cm表示次末级叶片处的蒸汽密度；f表示次末级温度、次末级压力与蒸汽密度间的映射关系(该映射关系可以是水蒸气密度表中温度、压力和蒸汽密度间的映射关系，也即可以根据水蒸气密度表查表得到次末级温度和次末级压力对应的蒸汽密度)；P_cm表示次末级压力；T_cm表示次末级温度；α表示通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数；P_i表示进入低压缸的冷却蒸汽压力；P_j表示低压缸排汽压力，其中，冷却蒸汽体积流量计算模型中用到的次末级压力P_cm、进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i和低压缸排汽压力P_j均为绝压。

在本实施例中，通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数α是根据机组低压缸中的低压转子形式确定的，例如低压转子共x级叶片，那么通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数α为：

由此，利用绝压系数可以准确估算出通过次末级叶片的冷却蒸汽的压力，进一步的，可以较为准确地确定次末级叶片处的蒸汽密度，进而更准确地计算得到冷却蒸汽的体积流量。

S102，在进行低压缸零出力特性试验的过程中，当第一次末级温度达到温度预设值时，获取第一次末级温度和第一次末级温度对应的第一其他系统参数，基于第一次末级温度和第一其他系统参数生成试验数据集。

具体地，在步骤S102中，进行低压缸零出力特性试验时在获得试验数据集前，先零出力运行预设时长，以保证进入零出力运行稳定工况。其中预设时长例如可以为60min。

在本实施例中，步骤S102中的第一次末级温度为试验过程中获取的次末级温度。调整冷却蒸汽调节阀开度使得次末级温度达到温度预设值，接着使次末级温度保持温度预设值运行预设时长，然后获取试验数据集。温度预设值可以用T_cmdesign表示。

在本实施例中，试验数据集中的第一次末级温度等于温度预设值。试验数据集中的第一其他系统参数为试验过程中第一次末级温度等于温度预设值时获取到的其他系统参数(包含此工况下进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i、低压缸排汽压力P_j、绝压系数α和冷却蒸汽的体积流量)。例如第一其他系统参数中的低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量为试验过程中调整冷却蒸汽调节阀直至次末级温度达到温度预设值时的冷却蒸汽的质量流量，第一其他系统参数中的低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量可以用M_design表示。

S103，实时获取火电机组进行低压缸零出力运行时的第二次末级温度和第二次末级温度对应的第二其他系统参数，基于第二次末级温度和第二其他系统参数生成实际数据集。

具体地，在步骤S103中，第二次末级温度为实际过程中实时获取的次末级温度。第二其他系统参数为实际过程中实时获取的其他系统参数。第二次末级温度和第二其他系统参数对应的测量时间相同。

在一些实施例中，获取的第二其他系统参数中的进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i和低压缸排汽压力P_j可以是通过绝压传感器得到的绝压。

在另一些实施例中，获取的第二其他系统参数中的进入低压缸的冷却蒸汽压力P_i和低压缸排汽压力P_j可以是通过表压传感器得到的表压，然后基于表压与绝压的关系将得到的表压换算成计算模型需要的绝压。

S104，分别将试验数据集和实际数据集输入至冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得对应的体积流量目标值和实际体积流量。

具体地，在步骤S104中，将试验数据集输入至冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理获得体积流量目标值。即体积流量目标值满足：

其中，Q_cm,design表示体积流量目标值。

在步骤S104中，将实际数据集输入至冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得实际体积流量。实际体积流量可以用Q_cm实表示。若第二次末级温度发生变化，则重新计算实际体积流量。

S105，判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。

在本实施例中，步骤S105中的判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，包括：基于体积流量目标值和设定的比例范围获得体积流量目标范围；判断实际体积流量是否位于体积流量目标范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。设定的比例范围为1±b％，体积流量目标范围为Q_cm，design*(1±b％)，其中，b可以根据实际情况进行设置，b例如可以为5、7、9、10等等，在确认b的取值时，需要考虑冷却蒸汽流量的设计值，根据低压缸零出力特性试验：冷却蒸汽流量以1t/h(约0.5m³/h)的间隔变化，每次变化后稳定工况30min，依次记录次末级温度变化，记录次末级温度波动不超过5℃的最大流量变化值，则b可以选此最大流量变化值的取整与设计值的百分比。图5示出本公开实施例提供的第二种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的流程示意图。如图5所示，在b＝10时，在零出力运行过程中，判断Q_cm实是否位于[Q_cm，design*(1-10％)，Q_cm，design*(1+10％)]范围内，若不位于则自动调整冷却蒸汽调节阀(可以简称为调节阀)的开度并获取新的实际数据集重新进行判断直至条件满足；若位于该范围内，则停止调节冷却蒸汽调节阀开度。由此，能够使得实际体积流量处于一定范围内，防止控制死区。

在另一些实施例中，步骤S105中的判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，包括：计算实际体积流量和体积流量目标值的比值；判断比值是否位于设定的比例范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。例如设定的比例范围为1±b％，实际体积流量和体积流量目标值的比值用Q_cm实/Q_cm，design表示。

在本公开实施例的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，通过构建冷却蒸汽体积流量计算模型，对获取的次末级温度和其他系统参数进行计算获得冷却蒸汽的体积流量，其中其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；获取低压缸零出力特性试验中第一末级温度达到温度预设值时的第一其他系统参数，以及实际低压缸零出力运行时的第二次末级温度和第二其他系统参数，然后利用构建好的冷却蒸汽体积流量计算模型计算得到试验和实际两种情况下的实际体积流量和体积流量目标值，最后判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。在这种情况下，在构建模型时充分考虑了次末级温度、低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力等多种系统参数来计算体积流量，提高了计算的体积流量的准确性，且由于调节阀的开度与低压缸的体积流量直接相关，故本申请的方法以次末级叶片处的冷却蒸汽体积流量为被调量，利用实际体积流量和体积流量目标值控制调节阀的开度能够及时调整进入低压缸的蒸汽流量，进一步结合低压缸零出力状态下次末级的温度受低压缸的蒸汽流量影响较大(即次末级温度随着冷却蒸汽调节阀开度的变化具有延迟，且通过次末级叶片处的蒸汽体积流量对叶片冷却有最直接的冷却效果)的原因，本申请的方法通过对体积流量的实时测量、准确计算和及时控制从而间接控制次末级叶片温度，避免了直接控制冷却蒸汽调节阀开度来调整次末级温度带来的控制延迟，提高了对次末级温度控制的准确性和时效性。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

请参见图6，图6示出本公开实施例提供的第一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置的结构框图。该用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为系统的全部或一部分。本公开的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置可以简称为调节阀控制装置。该用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置10包括模型构建模块11、试验数据集获取模块12、实际数据集获取模块13、处理模块14和判断模块15，其中：

模型构建模块11，用于构建冷却蒸汽体积流量计算模型，冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度和其他系统参数，冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量，其中其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；

试验数据集获取模块12，用于在进行低压缸零出力特性试验的过程中，当第一次末级温度达到温度预设值时，获取第一次末级温度和第一次末级温度对应的第一其他系统参数，基于第一次末级温度和第一其他系统参数生成试验数据集；

实际数据集获取模块13，用于实时获取火电机组进行低压缸零出力运行时的第二次末级温度和第二次末级温度对应的第二其他系统参数，基于第二次末级温度和第二其他系统参数生成实际数据集；

处理模块14，用于调用冷却蒸汽体积流量计算模型，分别将试验数据集和实际数据集输入至冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得对应的体积流量目标值和实际体积流量；

判断模块15，用于判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则向调节阀发送调整指令，以调整调节阀的开度直至条件满足。

可选地，判断模块15，具体用于：基于体积流量目标值和设定的比例范围获得体积流量目标范围；判断实际体积流量是否位于体积流量目标范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

可选地，判断模块15，具体用于：计算实际体积流量和体积流量目标值的比值；判断比值是否位于设定的比例范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

可选地，冷却蒸汽体积流量计算模型，包括：次末级压力计算子模型，用于利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力；密度计算子模型，用于基于次末级压力和次末级温度获得次末级叶片处的蒸汽密度；体积流量计算子模型，用于基于蒸汽密度和低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量获得冷却蒸汽的体积流量。

可选地，次末级压力计算子模型，具体用于：对进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力进行求和；将求和结果乘以通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数获得次末级压力。

要说明的是，上述实施例提供的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置在执行用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将电子设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置与用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本公开实施例的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，模型构建模块通过构建冷却蒸汽体积流量计算模型，对获取的次末级温度和其他系统参数进行计算获得冷却蒸汽的体积流量，其中其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；试验数据集获取模块获取低压缸零出力特性试验中第一末级温度达到温度预设值时的第一其他系统参数，实际数据集获取模块获取实际低压缸零出力运行时的第二次末级温度和第二其他系统参数，然后处理模块利用构建好的冷却蒸汽体积流量计算模型计算得到试验和实际两种情况下的实际体积流量和体积流量目标值，最后判断模块判断实际体积流量和体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。在这种情况下，在构建模型时充分考虑了次末级温度、低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力等多种系统参数来计算体积流量，提高了计算的体积流量的准确性，且由于调节阀的开度与低压缸的体积流量直接相关，故本申请的装置以次末级叶片处的冷却蒸汽体积流量为被调量，利用实际体积流量和体积流量目标值控制调节阀的开度能够及时调整进入低压缸的蒸汽流量，进一步结合低压缸零出力状态下次末级的温度受低压缸的蒸汽流量影响较大(即次末级温度随着冷却蒸汽调节阀开度的变化具有延迟，且通过次末级叶片处的蒸汽体积流量对叶片冷却有最直接的冷却效果)的原因，本申请的装置通过对体积流量的实时测量、准确计算和及时控制间接控制次末级叶片温度，避免了直接控制冷却蒸汽调节阀开度来调整次末级温度带来的控制延迟，提高了对次末级温度控制的准确性和时效性。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图7是用来实现本公开实施例的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的电子设备的框图。

电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴电子设备和其它类似的计算装置。本公开所示的部件、部件的连接和关系、以及部件的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本公开中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图7所示，电子设备20包括计算单元21，其可以根据存储在只读存储器(ROM)22中的计算机程序或者从存储单元28加载到随机访问存储器(RAM)23中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 23中，还可存储电子设备20操作所需的各种程序和数据。计算单元21、ROM 22以及RAM23通过总线24彼此相连。输入/输出(I/O)接口25也连接至总线24。

电子设备20中的多个部件连接至I/O接口25，包括：输入单元26，例如键盘、鼠标等；输出单元27，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元28，例如磁盘、光盘等，存储单元28与计算单元21通信连接；以及通信单元29，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元29允许电子设备20通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他电子设备交换信息/数据。

计算单元21可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元21的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元21执行上述所描述的各个方法和处理，例如执行用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。例如，在一些实施例中，用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元28。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 22和/或通信单元29而被载入和/或安装到电子设备20上。当计算机程序加载到RAM23并由计算单元21执行时，可以执行上述描述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元21可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

本公开中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑电子设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或电子设备使用或与指令执行系统、装置或电子设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或电子设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存电子设备、磁储存电子设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本公开在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，其特征在于，包括：

构建冷却蒸汽体积流量计算模型，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度和其他系统参数，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量，其中所述其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；

在进行低压缸零出力特性试验的过程中，当第一次末级温度达到温度预设值时，获取第一次末级温度和所述第一次末级温度对应的第一其他系统参数，基于所述第一次末级温度和所述第一其他系统参数生成试验数据集；

实时获取火电机组进行低压缸零出力运行时的第二次末级温度和所述第二次末级温度对应的第二其他系统参数，基于所述第二次末级温度和所述第二其他系统参数生成实际数据集；

分别将所述试验数据集和所述实际数据集输入至所述冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得对应的体积流量目标值和实际体积流量；

判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则调整调节阀的开度直至条件满足。

2.如权利要求1所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，其特征在于，所述判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，包括：

基于所述体积流量目标值和设定的比例范围获得体积流量目标范围；判断所述实际体积流量是否位于所述体积流量目标范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

3.如权利要求1所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，其特征在于，所述判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，包括：

计算所述实际体积流量和所述体积流量目标值的比值；判断所述比值是否位于设定的比例范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

4.如权利要求2或3所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，其特征在于，所述冷却蒸汽体积流量计算模型，包括：

次末级压力计算子模型，用于利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力；

密度计算子模型，用于基于所述次末级压力和所述次末级温度获得次末级叶片处的蒸汽密度；

体积流量计算子模型，用于基于所述蒸汽密度和所述低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量获得冷却蒸汽的体积流量。

5.如权利要求4所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法，其特征在于，所述利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力，包括：

对进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力进行求和；将求和结果乘以通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数获得次末级压力。

6.一种用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，其特征在于，包括：

模型构建模块，用于构建冷却蒸汽体积流量计算模型，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输入包括次末级温度和其他系统参数，所述冷却蒸汽体积流量计算模型的输出包括冷却蒸汽的体积流量，其中所述其他系统参数包括低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量、通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力；

试验数据集获取模块，用于在进行低压缸零出力特性试验的过程中，当第一次末级温度达到温度预设值时，获取第一次末级温度和所述第一次末级温度对应的第一其他系统参数，基于所述第一次末级温度和所述第一其他系统参数生成试验数据集；

实际数据集获取模块，用于实时获取火电机组进行低压缸零出力运行时的第二次末级温度和所述第二次末级温度对应的第二其他系统参数，基于所述第二次末级温度和所述第二其他系统参数生成实际数据集；

处理模块，用于调用所述冷却蒸汽体积流量计算模型，分别将所述试验数据集和所述实际数据集输入至所述冷却蒸汽体积流量计算模型进行处理，获得对应的体积流量目标值和实际体积流量；

判断模块，用于判断所述实际体积流量和所述体积流量目标值是否满足条件，若条件不满足，则向调节阀发送调整指令，以调整调节阀的开度直至条件满足。

7.如权利要求6所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：

基于所述体积流量目标值和设定的比例范围获得体积流量目标范围；判断所述实际体积流量是否位于所述体积流量目标范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

8.如权利要求6所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：

计算所述实际体积流量和所述体积流量目标值的比值；判断所述比值是否位于设定的比例范围，若位于则条件满足，否则条件不满足。

9.如权利要求7或8所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，其特征在于，所述冷却蒸汽体积流量计算模型，包括：

次末级压力计算子模型，用于利用通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数、进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力获得次末级压力；

密度计算子模型，用于基于所述次末级压力和所述次末级温度获得次末级叶片处的蒸汽密度；

体积流量计算子模型，用于基于所述蒸汽密度和所述低压缸入口处冷却蒸汽的质量流量获得冷却蒸汽的体积流量。

10.如权利要求9所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制装置，其特征在于，所述次末级压力计算子模型，具体用于：

对进入低压缸的冷却蒸汽压力和低压缸排汽压力进行求和；将求和结果乘以通过次末级叶片的冷却蒸汽的绝压系数获得次末级压力。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一项所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

12.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-5中任一项所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-5中任一项所述的用于火电机组低压缸零出力系统的调节阀控制方法。

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