FI65337C - Foerfarande och anordning foer optimering av funktionen hos ett av flere enheter bestaoende kraftverk. - Google Patents
Foerfarande och anordning foer optimering av funktionen hos ett av flere enheter bestaoende kraftverk. Download PDFInfo
- Publication number
- FI65337C FI65337C FI770824A FI770824A FI65337C FI 65337 C FI65337 C FI 65337C FI 770824 A FI770824 A FI 770824A FI 770824 A FI770824 A FI 770824A FI 65337 C FI65337 C FI 65337C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- steam
- change
- energy
- demand
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 38
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000004326 stimulated echo acquisition mode for imaging Methods 0.000 description 2
- 241000502522 Luscinia megarhynchos Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0033—Optimalisation processes, i.e. processes with adaptive control systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
- F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
- F01K3/24—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
65337 2 1,1 ja 0,4 MPa, ja tätä käytetään höyryenergian syöttämiseksi moneen erityyppiseen tuotantoyksikköön, esimerkiksi paperikoneisiin, kuivalmiin ja höyrystimiin massan ja paperin valmistusprosessissa.
Näin ollen on ilmeistä, että tyypillisissä voimalaitosjärjestelmissä käytettävät säätökriteerit energian optimoimiseksi eivät sovellu paperiteollisuuteen. Toinen ero erityisesti paperiteollisuudessa on puulastujen käyttö eräänä voimakattilan polttoaineena sekä hiilen että öljyn ohella. Puulastujen tehollinen lämpöarvo vaihtelee tuntuvasti riippuen niiden kosteudesta sekä puulajista. Edelleen saattaa lämpö-arvo laskea seurauksena puulastujen taipumuksesta muodostaa nokea voimakattilassa, mikä huonontaa tehokkuutta. Lisäksi polttoaineen ominaisuuksien vaihtelut ja näiden aiheuttama vaikutus on mahdotonta mitata suoraan ja tarkasti. Tämä pätee erityisesti nykypäivän sähkö-laitosteollisuuden ohjausjärjestelmissä.
Massalaitoksien ollessa kyseessä esiintyy lukuisia erityisiä haittoja nykyisiä energianohjausjärjestelmiä sovellettaessa. Esimerkiksi voima-kattiloissa, joissa poltetaan kahta polttoainetta, esimerkiksi hiiltä ja puulastuja peruspolttoaineena, sekä öljyä lisäpolttoaineena, perus-polttoainetta ei säädetä toimintaolosuhteiden vaihtelujen mukaisesti. Yksittäisten voimakattiloiden syöttö perustuu yksinomaan höyryntuot-tovaatimuksiin eikä toiminnan hyötysuhteeseen. Eri höyryturbiinien hyötysuhteita ei oteta huomioon syöttöä jaettaessa höyrykoneeseen. Lopuksi nykyään käytettävissä olevat järjestelmät eivät kykene kompensoimaan nopeasti sähkön ja höyryn kysynnän vaihteluja. Tuloksena ovat suuret ulosotot paikallisesta sähkövoimasta johtuen tarpeen huippuarvon ylittämisestä.
Esillä olevan -keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä ja laite useista yksiköistä koostuvan voimalaitoksen toiminnan optimoimiseksi ja tarkemmin sanottuna on tarkoitus aikaansaada voimalaitos, josta saadaan tietynlaisia riippumattornia matalapaine- ja keskipainehöyryn ulosottoja käytettäväksi laitoksen kemiallisessa prosessiosassa.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista sef mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1, kun taas keksinnön mukaiseA laitteen tunnusmerkit selviävät patenttivaatimuksesta 2.
3 65337 Näin ollen keksinnön mukaisesti saadaan aikaan menetelmä useista yksiköistä koostuvan voimalaitoksen toiminnan optimoimiseksi, joka laitos tuottaa höyryenergiaa useista eri polttoaineista. Eri tarkoituksiin käytettävä höyryenergia muodostaa merkittävän osan voimalaitoksen kehittämästä kokonaisenergiasta. Järjestelmän toimintaan vaikuttavia syötön vaihteluja ei voida suoraan eikä tarkasti mitata. Voimalaitoksen yksikköjen differentiaalinen tehokkuuden muutos reaaliajassa määrätään sysäyskokeilla. Yksikköjen energiaulostulon muutoksia seurauksena energian sisäänmenon muutoksista tunnustellaan. Yksikköjen suoritusindeksi määrätään käyttämällä hyväksi todettua tehokkuuden kasvua. Yksikköjen energia-ulostulot järjestetään uudestaan suoritusindeksin mukaan.
Yhteenvetona voidaan sanoa, että jokaisen yksikön sisääntuloener-gian määrää muutetaan ja tätä käytetään hyväksi differentiaalisen kustannuksen toteamiseksi.
Keksinnön mukainen menetelmä käsittää dynaamisen menetelmän voimalaitoksen yksikköjen testaamiseksi halvimpaan käyttökustannukseen nähden. Differentiaalinen kustannus on yhtä kuin differentiaalinen hyötysuhde (joka on differentiaalisen sisäänmenoenergian ja differentiaalisen ulostuloenergian suhde) kerrattuna sisäänmenoenergian kustannuksella. Tämä lasketaan jatkuvasti. Se on laskettava jatkuvasti, sillä useimmissa nykyaikaisissa voimalaitoksissa olosuhteet muuttuvat tunnista tuntiin.
Sitävastoin tunnetuissa järjestelmissä kiinteät parametrit varastoidaan kutakin erityyppistä voimalaitosta varten, ja oletetaan, että nämä parametrit eivät muutu tunnista tuntiin tai päivästä päivään. Näin ollen esillä oleva keksintö on huomattava edistysaskel tällä alalla, sillä sen mukaan on todettu, että määrätyissä järjestelmissä nämä parametrit todella muuttuvat tunnista toiseen ja että on käytettävä dynaamista on-line sysäystestiä kunkin yksikön differentiaalisen kustannuksen toteamiseksi. Tämä sysä-ystesti suoritetaan joka kerta kun höyryntarve vähenee tai suurenee. Tämä dynaaminen testi voidaan täten suorittaa joka tunti, kuten kuvassa 8 on esitetty. Tällaiset sysäystestit on esitetty myös kuvassa 5, josta käytetään nimitystä menetelmä numero yksi. Kuten on selostettu, siinä missä höyryntarve vaihtelee tiheästi, 4 65337 kuten kuvassa 9 on esitetty, sysäystesti suoritetaan edelleen, mutta eri tavalla käyttäen täytepolttoainetta, kuten öljyä, kasvaneen tarpeen peittämiseen, ja sitten kantapolttoainetta muutetaan myöhemmin suurimman höytysuhteen saamiseksi aikaan.
Lopullinen tarkoitus eli halvimman voimalaitosyksikön käyttäminen on esillä olevalla keksinnöllä sama kuin tunnetuilla järjestelmillä. Tunnetut järjestelmät eivät kuitenkaan ole pystyneet tehokkaasti saavuttamaan tätä lopullista tarkoitusta sellaisissa tapauksissa, että järjestelmän parametrit muuttuvat tunnista toiseen.
Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkkien muodossa viitaten oheisiin piirustuksiin.
Kuvat 1 ja 2 ovat toimintadiagrammoja, jotka havainnollistavat voimakattilan ja höyrynjakelujärjestelmän optimointia; kuva 3 on lohkokaavio useista yksiköistä koostuvasta voimalaitoksesta, jossa sovelletaan esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää; kuva 4 on tyypillinen turbiinigeneraattorin säädön kaaviokuva; kuvat 5 ja 6 ovat virtauskaavioita, jotka helpottavat keksinnön erään toteutusmuodon ymmärtämistä; kuva 7 on virtauskaavio, joka helpottaa keksinnön erään toisen toteutusmuodon ymmärtämistä; ja kuvat 8 ja 9 ovat höyrynvirtausdiagrammoja, jotka helpottavat kuvion 5 ja 7 virtauskaavioiden ymmärtämistä.
Kuva 1 on toimintakaavio, joka esittää voimakattilajärjestelmän optimointia. Kuten on osoitettu, järjestelmän sisäänmenot ovat höyryn kysyntää, joka esimerkiksi käsittää massalaitoksen prosessiosan matalapaine- ja keskipainehöyryn, sekä myöskin tarvittavan sähköenergian tuottamiseksi toimivan turbiinigeneraattorin (ks. kuva 2) höyryntar-ve. Kuten on edellä todettu, sähköenergian ensisijainen tarkoitus on vastata kulutushuipuista ja siten minimoida verkosta otetun energian kustannuksia. Lohkon 10, joka on varustettu merkinnällä uudelleen-jakelualgoritmi, muut sisäänmenot ovat polttoaineen hyötysuhde eli n, polttoaineen kustannus, joka myöhemmin selostettavalla tavalla myöskin on eräs toiminnan indeksi, sekä systeemin rajoitustekijät, käsittäen ympäristönsuojelun ohjaustoiminnat kuten puulastujen poltto- i 65337 5 aika. Lopuksi kuvan 2 höyrynjakelujärjestelmän eteenpäinsyöttö mahdollistaa toimintaa useilla tasoilla. Kun jälleenjakelualgoritmi on laskettu ja järjestys on määrätty osoitetulla tavalla lohkon 11 vastaanottaessa tiedot todellisista höyryvirtauksista ja muista toimin-taparametreistä, kuten polttoaineen sisäänmenovirtauksista, annetaan sekä höyryn tavoitteet että polttoaineen tavoitteet järjestelmän voi-makattiloille, jotka on merkitty PBl, PB2, PB3.....
Kuvan 2 mukainen höyrynjakelujärjestelmä on samanlainen siinä suhteessa, että uudelleenjakelualgoritmin lohkon lO' sisäänmenoina ovat höyrynkysyntä, sähköenergiakysyntä, verkkosisäänmeno sekä rajoitukset. Eräs rajoitus on tässä se , että on täytetty Vaatimukset järjestelmän huippusähköenergiasta verkkoenergian kustannuksien minimoimiseksi. Ohjaukset eri turbiinigeneraattoreihin, jotka on merkitty TGl, 2, 3..., määräävät sekä halutun sähköulostulon että muut ulostulot, jotka ovat eripaineisten höyryjen muodossa.
Kuva 3 esittää tyypillistä useista yksiköistä koostuvaa voimalaitosta, jota käytetään paperitehtaassa ja joka käsittää useita voimakattiloi-ta 12, jotka on merkitty PB1-7 ja joista syöttö tapahtuu eri höyryko-koojiin 13a-c. Nämä ovat verraten korkeapaineisia, esimerkiksi 4,1 MPa ja 3,8 MPa ja ne toimittavat ensi kädessä höyryenergiaa ensimmäisille turbiineille, jotka on merkitty 14a-14f. Tämän lisäksi on olemassa korkeapaineturbiini 14g, johon tulee höyryä 10 MPa:n kokoojasta. Eri turbiinigeneraattoreista otetaan matalapaineista ja keskipaineista höyryä yhden MPa:n ja 0,4 MPa:n kokoojiin. 1 MPa:n kokoojien tyypillinen käyttö on niiden suora kytkeminen paperikoneeseen, kuten on merkitty johdolla 16.
Yksittäisen turbiinigeneraattorin 14' yksityiskohtaisempi ohjauskaavio on esitetty kuvassa 4, johon on merkitty ulosottovirtaukset 4,1, 1,1, 0,4 ja olennaisesti O MPa. Lisäksi tietokone suorittaa tyypillisen takaisinkytkentäohjauksen. Keksinnön mukaisesti on kuitenkin järjestetty turbiinigeneraattorien kuorman järjestäjä 11' (katso kuva 2), jota ohjataan keksinnön mukaisen menetelmän järjestelmäoptimoinnilla.
Kuva 5 esittää sysäyskokeen tehokkuuden muutosta yksittäiselle kattilalle. Esitetyssä kattilassa on kaksi polttoaineen sisäänmenoa, esimerkiksi öljylle ja hiilelle tai puulastuille. Sisäänmenon virtaus-venttiili säätää polttoaineen virtausta kilogrammoissa tuntia kohti, 6 65337 joka mitataan virtausmittarilla F, ja ulostulovirtauksen mittari F mittaa kehitettyä höyryä kilogrammoissa tuntia kohti S^.
Kuten havainnollistetaan kuvassa 5 ovat kokeen vaiheet seuraavat. Sysäystestin aloittamiseksi muutetaan polttoaine 1 määrällä Af^. Tarkemmin sanottuna voidaan kattilaan syötettyä öljymäärä muuttaa esimerkiksi 5 %:lla. Tästä aiheutuva höyrytuotannon muutos mitataan ja differentiaalinen tehokkuus lasketaan määräämällä näiden kahden suureen suhde. Tämä määrää differentiaalisen tehokkuuden polttoaineelle 1 ja polttoaine 1 palautetaan alkuperäiseen asetusarvoonsa. Tämän jälkeen aiheutetaan muutos polttoaineen 2 kuten hiilen tai puulastujen syötössä.
Taas mitataan sisäänmenoenergian ja ulostuloenergian muutokset differentiaalisen tehokkuuden määräämiseksi toiselle polttoaineelle.
Kun differentiaaliset hyötysuhteet on laskettu tai määrätty niitä käytetään kun esiintyy muutoksia höyryn tarpeessa laitoksen toiminta-indeksin laskemiseksi. Yksinkertaistettuna tämä merkitsee sitä, että jos höyrynkehitystä pienennetään, tämä suoritetaan huonoimman hyötysuhteen omaavalla kattilalla ja höyrynkehityksen kasvaessa tämä tapahtuu tehokkaimman kattilan avulla. Kuva 6 havainnollistaa optimointi-prosessia sen jälkeen kun polttoaineiden tehokkuudet on laskettu. Viitaten erityisesti kuvan 6 virtauskaavioon, siinä kysytään esiintyykö muutosta höyryn kysynnässä ja vastaus "kyllä" käynnistää prosessin. Jos höyryn kulutus on pienentynyt, käytetään virtauskaavion oikeanpuoleista osaa. Jos höyrynkysyntä pienenee, lasketaan suoritusindeksi jokaiselle kattilalle sekä lasketaan höyryn tuotanto AW kilogrammoissa
O
tuntia kohti korkeimman toimintaindeksin saavuttamiseksi. Jos parhaimman kattilan AW„ on riittävä pienenemisen huomioonottamiseksi, muutetaan tavoite ja suoritetaan päätös. Muussa tapauksessa AWg lasketaan toiseksi parhaimman toimintaindeksin saavuttamiseksi kunnes tuotanto vastaa kysyntää.
Jos taas höyryn kysynnän kasvulohkon ulostulo on "kyllä", lasketaan ΔΙΡ jokaiselle polttoaineelle ja kattilalle ja AWg lasketaan parhaimman toimintaindeksin saavuttamiseksi huomioonottaen kasvanut höyryn kysyntä. Samalla tavalla kuin höyryn kysynnän laskun ollessa kyseessä, suoritetaan vastaavat vaiheet muuttuneen kysynnän täyttämiseksi.
7 65337
Kuten ilmenee kuvasta 8 on höyryvirtauksien suhteellisen pitkän keston ja niiden säännöllisyyden vuoksi olemassa riittävästi aikaa sysäys-testejä varten ja tämä antaa säätöalgoritmeille mahdollisuuden laskea etukäteen polttoaineiden muutokset kun tarvitaan uusi höyrytuotanto-taso. Kuten kuitenkin on osoitettu kuvassa 9 menetelmässä, joka on merkitty #2, höyryvirtauksen kysynnän muuttuessa usein sysäystestejä ei voida suorittaa samalla tavalla. Näin ollen käytetään kuvan 7 mukaista virtauskaaviota kun pysyvän tilan toiminta on erittäin lyhyt. Oleellisesti tehdään tällöin niin, että höyryn kysynnän muutokset huomioidaan ensin täytepolttoaineen (kuten öljyn) avulla kattiloihin, ja tämän jälkeen muutetaan peruspolttoaineen virtausta sen differentiaalisen tehokkuuden mukaisesti, samalla kun muutetaan apupolttoai-neen syöttö takaisin saman höyryulostulon ylläpitämiseksi. Viitaten yksityiskohtaisesti kuvassa 7 esitettyyn menetelmään Jzfc 2 aloitetaan hyötysuhteen laskeminen tarkistamalla esiintyykö muutosta tarvittavassa höyrytuotannossa, jos tällainen esiintyy, muutetaan täytepolttoaine uuden höyrytuotantotason mukaisesti ja lasketaan differentiaalinen tehokkuus ηΐ. Tämän jälkeen muutetaan kattilan peruspolttoaineen syöttöä, mutta koska höyry-taso pidetään vakiona osoitetulla tavalla, mitataan peruspolttoaineen differentiaalinen tehokkuus käyttämällä hyväksi apupolttoaineen muutoksen Δ ja sen tehokkuuden tuloa osoittamaan simuloitua höyrynvirtauksen muutosta peruspolttoaineen muutoksen johdosta.
Samaa menetelmää suoritetaan jokaiselle järjestelmän kattilalle.
Näihin tehokkuuksiin perustuvat polttoainevirtaukset voidaan laskea samalla tavalla kuin menetelmässä kuvan 6 mukaisen virtauskaavion yhteydessä. Sisäänmenotieto ei kuitenkaan tule vastaamaan höyryn kysyntää, vaan se tehdään riippumattomasti menetelmän ψ£2 optimoinnin osoittamalla tavalla.
Joskin menetelmät #1 ja #2 kuvissa 5 ja 7 on esitetty höyrynjakelujärjestelmän yhteydessä, niitä voidaan myöskin soveltaa turbiinigene-raattoriin. Tällaiselle järjestelmälle hyötysuhdetta kuvaa ulostulon muutoksen Δ megawatt ja kuristetun virtauksen muutoksen Δ välinen suhde. Toisin sanoen turbiinin yhdestä vaiheesta otetun höyrymäärän muutos tulee muuttamaan generaattorin höyryvoiman sisäänmenoa. Näin ollen voidaan ottaa huomioon sähkökysynnän ja ulosotetun virtauksen muutokset tehokkaimmin valikoimalla optimaaliset reaaliajan kustannuksien muutokset turbiiniin menevissä virtauksissa. Taas tarvitaan reaaliaikainen differentiaalisen hyötysuhteen laskeminen koska turbiini- 8 65337 generaattorijärjestelmässä esiintyvät ei mitattavissa olevat tekijät, kuten esimerkiksi lämpö ja kitka, aiheuttavat tunnista toiseen muutoksia hyötysuhteessa. Lisäksi turbiinigeneraattorissa on myöskin laskettava differentiaalinen hyötysuhde kun lauhde vaihtelee.
Seuraava esimerkki esittää esillä olevan keksinnön mukaisia menetelmiä. Tässä tapauksessa on olemassa kaksi kattilaa, PBl ja PB2, joista kattilassa 1 on polttoaineena öljy, ja kattilassa 2 myöskin on polttoaineena f-2 öljy. Tällöin saadaan yhtälöt η, = LB STEAM PRODUCED . (1) LBS OIL 'PBl η2 = LB STEAM PRODUCED , (2) LBS OIL /PB2 Tässä järjestelmässä tavoitteena on tyydyttää höyryn kysyntä mahdollisimman pienillä polttoaineenkustannuksilla.
Yksinkertainen malli tämän järjestelmän koko höyrytuotannolle on \ - nlfl + n2f2 <3> jossa W = tuotetun höyryn kokonaismäärä (kg/h)
O
f^ = polttoaineöljyä PBl:een (kg/h) f2 = polttoaineöljyä PB2:een (kg/h) Tämän järjestelmän toimintaindeksin tulee suhteuttaa toisiinsa käynti-kustannukset sekä tuotannon arvo. Näin ollen IP - WV - CSMS (4, jossa CQ = polttoaineöljyn kustannukset (mk/kg) C = ulkoapäin ostetun höyryn kustannukset (mk/kg) & IP = toimintaindeksi (mk/h)
Yhtälö (3) esittää järjestelmän kykyä tuottaa höyryä. tai f2 tai molempien muuttuessa annettu malli laskee vastaavan muutoksen höyryn-tuotannossa. Kattilan toimintapisteen muuttuessa, myöskin sen hyöty-suhdeparametri η tulee muuttumaan. Näin ollen on ja n2 aina pidettävä ajan tasalla jotta yhölö (3) olisi mielekäs.
9 6 5 3 3 7
Yhtälö (4) antaa informaatiota toiminnan kustannuksista. Sen ensimmäinen termi osoittaa polttoainekustannukset. Toinen termi johtaa optimointiin, joka varmistaa sen, että kattilat tuottavat prosessin vaatiman höyrymäärän.
Tämän kaavion toteuttamiseksi on tarkoituksen mukaista käyttää yhtälöiden (3) ja (4) differentiaalimuotoja: MODEL AWg = + n2Af2 (5) INDEX ΔΙΡ = C (Δί-,+Δί») - C AW (6)
0 12 SS
Yhtälö (5) laskee höyrytuotannon differentiaalisen muutoksen seurauksena polttoaineen differentiaalisesta muutoksesta. Yhtälö (6) laskee vastaavan muutoksen toimintakustannuksissa.
Jos yhtälöt (5) ja (6) on annettu tarvittavalle höyryn kysynnän muutokselle, minkä voimakattilan polttoainetta olisi lisättävä tai vähennettävä?
Oletetaan hetkeksi, että kaikki kuormituksen vaihtelut olisi hoidettava kattilalla PB1. Koska tällöin PB2 käytetään perussyöttöyksikkönä, saadaan
Af2 = O
koko ajan. Tällöin yhtälöt (5) ja (6) yksinkertaistuvat seuraavasti: AWg = n-jäf.,^ (5a) ΔΙΡ, = C Af, - C AW (6a) 1 o 1 s s
Yhtälö (5a) voidaan kirjoittaa uudelleen
AW
Af, = —- (5b)
X
Sijoittamalla yhtälö (5b) yhtälöön (6a) saadaan
AW
ΔΙΡ1 = co “nj - CsAWs ΔΙΡ1 = 6½ - (7a) 65337 10
Yhtälö (7a) ilmaisee toiminnan kustannukset funktiona höyrykysynnän muutoksista jos PB1 on muutoksista huolehtiva kattila.
Nyt suoritetaan sama analyysi P32:n ollessa ainoa kattila jossa sallitaan toimintapisteen muutoksia, ja PBl:n toimiessa perussyöttöyksikkö-nä. Tällöin yhtälöt (5) ja (6) yksinkertaistuvat seuraavasti: AWg = h2Äf2 (5c) ΔΙΡ- = C Af, - C AWe (6b)
2 O 2 SS
Kuten edellä, yhtälö (5c) voidaan kirjoittaa uudestaan ΔΝ
Af, = — (5d) 2 η2
Kun yhtälö (5d) sijoitetaan yhtälöön (6b) saadaan
AW
ΔΙΡ- = C —- - CAti (7b) 2 ° η1 ss -p2 (¾ -c)ΛΜ*
Yhtälö (7b) ilmaisee toiminnan kustannuksien muutokset funktiona höyrykysynnän muutoksista kun PB2 käytetään ainoana muutoksista huolehtivana kattilana.
Siinä tapauksessa että PBl:n hyötysuhde on suurempi kuin PB2:n hyötysuhde , ts.
Πχ > ή2 saadaan ΔΙΡ1 < ΔΙΡ2 Näin ollen PBl:n toimintaindeksi on alhaisempi arvoltaan kuin PB2:n toimintaindeksi. Yksinkertaisemmin tämä merkitsee sitä, että yhtälö (7a) johtaa pienempään arvoon kuin yhtälöt (7b). Näin ollen toiminta-kustannuksien differentiaalinen muutos koko järjestelmälle tulee olemaan pienempi jos PBlrtä käytetään muutoksista huolehtivana kattilana.
Claims (2)
1. Menetelmä useista yksiköistä koostuvan voimalaitoksen toiminnan optimoimiseksi, joka laitos kykenee kehittämään höyryenergiaa käyttäen useita erilaisia polttoaineita, tunnettu siitä, että jokaisen yksikön sisäänmenoenergian määrää muutetaan sysäyk-senomaisesti, todetaan ulostuloenergian määrän muutos seurauksena mainitusta sisäänmenoenergian muutoksesta jokaisessa yksikössä, määrätään differentiaalinen kustannus jokaiselle yksikölle jakamalla sisäänmenoenergian muutoksen kustannus ulostuloenergian muutoksella, ja valikoidaan se yksikkö, jolla on äärimmäinen differentiaalinen kustannus ulostuloenergian kysynnän muutoksen seurauksena sekä muutetaan kysyntää vastaavalla tavalla tämän yksikön sisään-menoenergia.
2. Laite useista yksiköistä koostuvan voimalaitoksen toiminnan optimoimiseksi, joka laitos kykenee kehittämään höyryenergiaa käyttäen useita erilaisia polttoaineita, tunnettu siitä, että siihen kuuluvat elimet jokaisen yksikön sisäänmenoenergian määrän muuttamiseksi sysäyksenomaisesti, elimet ulostuloenergian määrän muutoksen toteamiseksi seurauksena mainitusta sisäänmenoenergian muutoksesta jokaisessa yksikössä, elimet differentiaalisen kustannuksen määräämiseksi jokaiselle yksikölle, sekä elimet sen yksikön valikoimiseksi, jolla on äärimmäinen differentiaalinen kustannus seurauksena ulostuloenergian kysynnän muutoksesta sekä tämän yksikön sisäänmenoenergian muuttamiseksi kysyntää vastaavalla tavalla.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66734776 | 1976-03-16 | ||
| US05/667,347 US4069675A (en) | 1976-03-16 | 1976-03-16 | Method of optimizing the performance of a multi-unit power |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI770824A7 FI770824A7 (fi) | 1977-09-17 |
| FI65337B FI65337B (fi) | 1983-12-30 |
| FI65337C true FI65337C (fi) | 1987-02-04 |
Family
ID=24677864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI770824A FI65337C (fi) | 1976-03-16 | 1977-03-15 | Foerfarande och anordning foer optimering av funktionen hos ett av flere enheter bestaoende kraftverk. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4069675A (fi) |
| JP (1) | JPS52112038A (fi) |
| AT (1) | AT364909B (fi) |
| CA (1) | CA1170750A (fi) |
| DE (1) | DE2710353A1 (fi) |
| FI (1) | FI65337C (fi) |
| FR (1) | FR2344712A1 (fi) |
| GB (1) | GB1544332A (fi) |
| IT (1) | IT1077370B (fi) |
| NO (1) | NO770929L (fi) |
| SE (1) | SE443053B (fi) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4209831A (en) * | 1978-09-05 | 1980-06-24 | Leeds & Northrup Company | Method and apparatus for controlling an interconnected distribution system which includes a jointly owned generating unit |
| US4271473A (en) * | 1979-09-27 | 1981-06-02 | Leeds & Northrup Company | Control of parallel operated turbines in cogeneration |
| US4486148A (en) * | 1979-10-29 | 1984-12-04 | Michigan Consolidated Gas Company | Method of controlling a motive power and fluid driving system |
| DE3235909A1 (de) * | 1981-03-06 | 1983-02-24 | Clayton Manufacturing Co | Regelungsvorrichtung fuer dampf- bzw. heisswasser-erzeugungsanlagen mit mehreren dampf- bzw. heisswasser-erzeugern |
| US4403293A (en) * | 1981-03-06 | 1983-09-06 | Clayton Manufacturing Company | Control apparatus for use in multiple steam generator or multiple hot water generator installations |
| US4607325A (en) * | 1981-10-21 | 1986-08-19 | Honeywell Inc. | Discontinuous optimization procedure modelling the run-idle status of plural process components |
| US4685072A (en) * | 1981-12-10 | 1987-08-04 | The Babcock & Wilcox Company | Steam generator on-line efficiency monitor |
| US4418541A (en) * | 1982-03-11 | 1983-12-06 | The Babcock & Wilcox Company | Boiler loading system |
| US4463574A (en) * | 1982-03-15 | 1984-08-07 | Honeywell Inc. | Optimized selection of dissimilar chillers |
| US4421068A (en) * | 1982-07-06 | 1983-12-20 | Measurex Corporation | Optimization of steam distribution |
| US4612621A (en) * | 1983-03-17 | 1986-09-16 | The Babcock & Wilcox Company | Distributed system for optimizing the performance of a plurality of multi-stage steam turbines using function blocks |
| US4559785A (en) * | 1985-01-09 | 1985-12-24 | Phillips Petroleum Company | Boiler control |
| CH667717A5 (de) * | 1985-04-23 | 1988-10-31 | Landis & Gyr Ag | Verfahren zur leistungsmaessig gesteuerten inbetriebnahme bzw. abschaltung von heizkesseln. |
| US4636931A (en) * | 1985-06-28 | 1987-01-13 | Shikoku Denryoku Kabushiki Kaisha | Photovoltaic power control system |
| US4686832A (en) * | 1986-04-28 | 1987-08-18 | Miliaras Emmanuel S | Integrated fuel cleaning and power generation |
| US4745758A (en) * | 1986-05-08 | 1988-05-24 | Westinghouse Electric Corp. | System for economic unit load distribution during process load transition |
| US4752697A (en) * | 1987-04-10 | 1988-06-21 | International Cogeneration Corporation | Cogeneration system and method |
| US4864972A (en) * | 1987-06-08 | 1989-09-12 | Batey John E | Boiler optimization for multiple boiler heating plants |
| JP2629436B2 (ja) * | 1989-10-31 | 1997-07-09 | 日本電気株式会社 | 車載電子機器用電源装置 |
| US5347466A (en) * | 1991-07-15 | 1994-09-13 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Method and apparatus for power plant simulation and optimization |
| US5278772A (en) * | 1992-05-06 | 1994-01-11 | Honeywell Inc. | Real-time economic load allocation |
| JPH06236202A (ja) * | 1993-02-10 | 1994-08-23 | Hitachi Ltd | プラントの運転方法及び装置 |
| WO1995016296A1 (de) * | 1993-12-09 | 1995-06-15 | B + H Ingenieur-Software Gmbh | Verfahren zur steuerung von im verbund betriebenen elektrische und/oder thermische energie erzeugenden anlagen |
| US5621654A (en) * | 1994-04-15 | 1997-04-15 | Long Island Lighting Company | System and method for economic dispatching of electrical power |
| US5666297A (en) * | 1994-05-13 | 1997-09-09 | Aspen Technology, Inc. | Plant simulation and optimization software apparatus and method using dual execution models |
| WO1996010219A1 (en) * | 1994-09-26 | 1996-04-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and system for optimizing plant utility |
| CA2273182A1 (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-04 | Steag Ag | Method for optimizing fossil-fueled power stations |
| US7120610B1 (en) * | 1999-03-04 | 2006-10-10 | Ascom Hasler Mailing Systems, Inc. | Technique for effective management of resource consumption |
| US20040059691A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Higgins Robert L. | Method for marketing energy-use optimization and retrofit services and devices |
| US7288921B2 (en) * | 2004-06-25 | 2007-10-30 | Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. | Method and apparatus for providing economic analysis of power generation and distribution |
| US8596034B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-12-03 | Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc | Hybrid power generation cycle systems and methods |
| US8161724B2 (en) * | 2010-03-31 | 2012-04-24 | Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc | Hybrid biomass process with reheat cycle |
| DE102011078203A1 (de) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Zusatzölbefeuerung zur sofortigen, schnellen und temporären Leistungssteigerung eines kohlebefeuerten Dampfkraftwerks |
| US8495878B1 (en) | 2012-04-09 | 2013-07-30 | Eif Nte Hybrid Intellectual Property Holding Company, Llc | Feedwater heating hybrid power generation |
| EP2856024B1 (en) * | 2012-05-04 | 2023-06-07 | Enero Inventions Inc. | Control system for allocating steam flow through elements |
| WO2016099412A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Turkiye Petrol Rafinerileri A. S. Tupras | A steam load shedding system |
| US10323547B2 (en) | 2016-02-23 | 2019-06-18 | General Electric Company | Steam drum level control system, computer program product and related methods |
| US11208920B2 (en) | 2019-06-06 | 2021-12-28 | General Electric Company | Control of power generation system with water level calibration for pressure vessel |
| US20250015601A1 (en) * | 2023-07-07 | 2025-01-09 | Saudi Arabian Oil Company | Multi-site optimization of energy systems |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5119100B2 (fi) * | 1971-09-01 | 1976-06-15 | ||
| US3942327A (en) * | 1972-05-05 | 1976-03-09 | Thermo Electron Corporation | Control system for external combustion engine |
| NL7217434A (fi) * | 1972-12-21 | 1974-06-25 | ||
| JPS5096824A (fi) * | 1973-12-27 | 1975-08-01 |
-
1976
- 1976-03-16 US US05/667,347 patent/US4069675A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-02-24 GB GB7844/77A patent/GB1544332A/en not_active Expired
- 1977-03-10 DE DE19772710353 patent/DE2710353A1/de not_active Ceased
- 1977-03-15 FI FI770824A patent/FI65337C/fi not_active IP Right Cessation
- 1977-03-15 SE SE7702894A patent/SE443053B/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-03-15 IT IT21239/77A patent/IT1077370B/it active
- 1977-03-15 NO NO770929A patent/NO770929L/no unknown
- 1977-03-15 FR FR7707710A patent/FR2344712A1/fr active Granted
- 1977-03-15 JP JP2857077A patent/JPS52112038A/ja active Pending
- 1977-03-15 CA CA000273956A patent/CA1170750A/en not_active Expired
- 1977-03-16 AT AT0179877A patent/AT364909B/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI770824A7 (fi) | 1977-09-17 |
| SE443053B (sv) | 1986-02-10 |
| ATA179877A (de) | 1981-04-15 |
| SE7702894L (sv) | 1977-09-17 |
| IT1077370B (it) | 1985-05-04 |
| GB1544332A (en) | 1979-04-19 |
| DE2710353A1 (de) | 1977-09-15 |
| NO770929L (no) | 1977-09-19 |
| JPS52112038A (en) | 1977-09-20 |
| US4069675A (en) | 1978-01-24 |
| FR2344712A1 (fr) | 1977-10-14 |
| FR2344712B1 (fi) | 1980-04-04 |
| FI65337B (fi) | 1983-12-30 |
| AT364909B (de) | 1981-11-25 |
| CA1170750A (en) | 1984-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI65337C (fi) | Foerfarande och anordning foer optimering av funktionen hos ett av flere enheter bestaoende kraftverk. | |
| Arrieta et al. | Influence of ambient temperature on combined-cycle power-plant performance | |
| US6591225B1 (en) | System for evaluating performance of a combined-cycle power plant | |
| CN103279658B (zh) | 火力发电机组工况寻优方法 | |
| US7028479B2 (en) | Method and device for operating a steam turbine comprising several no-load or light-load phases | |
| WO2017050207A1 (zh) | 发电机组能效分析方法 | |
| CN114583766A (zh) | 面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法 | |
| CN105303032A (zh) | 影响发电机组能效的客观因素分析方法 | |
| CN101142375B (zh) | 由组合式燃气和蒸汽轮机装置提供调整功率的方法和设备 | |
| CN106991515A (zh) | 一种e级燃气‑蒸汽联合循环发电机组耗差分析方法 | |
| US4031863A (en) | Process and a control system for controlling the exit temperature of vapor flowing through a contact heating surface of a vapor generator | |
| US6378285B1 (en) | Method for rapid startup and increase in output of a gas turbine plant | |
| JP2021193298A (ja) | ガスタービンエンジンの拡張された排出量適合動作のためのシステムおよび方法 | |
| Salvini et al. | Economic analysis of small size gas turbine based CHP plants in the present Italian context | |
| CN103459786A (zh) | 船舶用发电系统 | |
| Guédez et al. | Techno-economic comparative analysis of innovative combined cycle power plant layouts integrated with heat pumps and thermal energy storage | |
| CN108931928A (zh) | 一种超临界机组参与风功率消纳的两区域系统调频的仿真方法 | |
| Garievskii | Optimization of CCGT operating modes at variable loads taking into account equivalent operating hours | |
| KR20140135260A (ko) | 가스 터빈을 제어하기 위한 적어도 하나의 착화 온도를 결정하기 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 가스 터빈 | |
| Macchi et al. | A cogeneration plant based on a steam injection gas turbine with recovery of the water injected: Design criteria and initial operating experience | |
| CN113255248B (zh) | 一种单轴联合循环机组燃机功率的计算方法 | |
| US20220099033A1 (en) | Gas Turbine and Method for Adjusting Flow Rate of Fuel Supplied Thereto | |
| EP2098691A1 (en) | Method and device for controlling a combined-cycle plant, and combined-cycle plant | |
| Cerri et al. | Models for simulation and diagnosis of energy plant components | |
| Degerfeld et al. | Modelling of heat generators: technical standards vs detailed dynamic simulation tools |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: MEASUREX CORPORATION |