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 PDF

Info

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
Application number
FI770824A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI770824A7 (fi
FI65337B (fi
Inventor
Louis S Adler
S Keith Swanson
Original Assignee
Measurex Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Measurex Corp filed Critical Measurex Corp
Publication of FI770824A7 publication Critical patent/FI770824A7/fi
Publication of FI65337B publication Critical patent/FI65337B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI65337C publication Critical patent/FI65337C/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006Controlling or regulating processes
    • B01J19/0033Optimalisation processes, i.e. processes with adaptive control systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02Controlling, e.g. stopping or starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/24Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined 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)

65337 11 Jos siten höyryn kysyntä kasvaa, PBl huolehtisi muutoksesta (Af2 = 0), koska höyrytuotannon kasvattamiseksi tarvittavat differentiaaliset kustannukset ovat pienemmät. Höyrykysynnän pienetessä huolehtisi PB2 muutoksesta (Af^ = 0), koska höyrytuotannon vähentämisen aiheuttamat differentiaaliset säästöt tällöin ovat suuremmat. Näin ollen esillä oleva keksintö aikaansaa menetelmän voimakatti-loiden ja höyrynjakelun säätämiseksi integroidulla tavalla massa-ja paperiteollisuudessa.
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.
FI770824A 1976-03-16 1977-03-15 Foerfarande och anordning foer optimering av funktionen hos ett av flere enheter bestaoende kraftverk. FI65337C (fi)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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