控制锅炉鼓水平的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及热回收蒸汽发生系统，并且更特别地，涉及控制热回收蒸汽发生系统的锅炉鼓中的水位。
【背景技术】
[0002]热回收蒸汽发生器(HRSG)回收来自气体流的热，并且产生蒸汽，其用于涡轮。在HRSG中，热气体流过蒸发器，蒸发器将蒸发器中的液体水转化成蒸汽。蒸汽供应到蒸汽鼓，蒸汽鼓将加压蒸汽供给到目的地，诸如蒸汽涡轮。通过监测和控制HRSG中的液体水、蒸汽和加热气体的流量来管理HRSG的运行。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一方面，一种控制蒸汽鼓中的水位的方法包括基于设备特性来预计蒸汽鼓中的瞬变，设备特性包括来自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓压力，以及燃气涡轮负载和旁通阀的位置中的一者或两者，旁通阀构造成控制从蒸汽鼓到两个或更多个蒸汽流导管的蒸汽流。方法还包括产生滑动设定点，以基于对蒸汽鼓中的瞬变的预计来控制水位。
[0004]根据本发明的另一方面，一种热回收蒸汽发生系统包括鼓锅炉(其包括蒸汽鼓)、接收来自蒸汽鼓的水和来自燃气涡轮的加热气体的蒸发器，以及在蒸发器和蒸汽鼓之间的提升部，提升部用来将蒸汽从蒸发器引导到蒸汽鼓。系统包括控制器，控制器构造成通过基于设备特性预计蒸汽鼓中的瞬变来控制蒸汽鼓中的水位，设备特性包括来自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓压力，以及燃气涡轮负载和旁通阀的位置中的一者或两者，旁通阀构造成控制从蒸汽鼓到两个或更多个蒸汽流导管的蒸汽流，以及基于对瞬变的预计来产生滑动设定点。
[0005]根据本发明的又一方面，一种热回收蒸汽发生器(HRSG)设备控制器包括构造成存储设备特性和滑动设定点转移函数的存储器和处理器。处理器构造成基于设备特性来预计HRSG的蒸汽鼓中的瞬变，设备特性包括来自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓压力，以及燃气涡轮负载和旁通阀的位置中的一者或两者，旁通阀构造成控制从蒸汽鼓到两个或更多个蒸汽流导管的蒸汽流。处理器进一步构造成产生滑动设定点，以基于对瞬变的预计来控制蒸汽鼓中的水位。
[0006]方案1:一种控制热回收蒸汽发生器(HRSG)设备的蒸汽鼓中的水位的方法，包括:
基于设备特性来预计蒸汽鼓中的瞬变，设备特性包括来自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓压力，以及燃气涡轮负载和旁通阀的位置中的一者或两者，旁通阀构造成控制从蒸汽鼓到两个或更多个蒸汽流导管的蒸汽流；以及基于预计瞬变来产生滑动设定点以控制水位。
[0007]方案2:根据方案I的方法，其中，预计瞬变包括对转移函数提供设备特性和HRSG设备的历史数据，转移函数根据蒸汽鼓中的流体的温度和压力中的一者或两者，将蒸汽鼓的收缩和膨胀考虑在内。
[0008]方案3:根据方案I的方法，其中，方法进一步包括:
产生第一设定点，第一设定点具有设定点模型，设定点模型接收下者作为输入:蒸汽流、提供给蒸汽鼓的给水的给水温度、气体燃料温度和气体燃料流；
基于蒸汽流和鼓压力来确定蒸汽鼓中的期望水位；以及
选择滑动设定点和第一设定点中的一个，以基于滑动设定点和第一设定点与期望水位的比较，来控制蒸汽鼓中的水位。
[0009]方案4:根据方案3的方法，其中，基于由基于模型的初始状态估计器产生的估计初始状态来确定期望水位，基于模型的初始状态估计器基于来自燃气涡轮的排气的排气温度、鼓压力和蒸汽鼓中的水位来估计初始状态。
[0010]方案5:根据方案3的方法，其中，选择滑动设定点和第一设定点中的一个来控制蒸汽鼓中的水位将下者考虑在内:燃气涡轮和包括蒸汽鼓的HRSG设备中的一者或两者的构件随时间的推移而退化。
[0011]方案6:根据方案I的方法，其中，方法进一步包括:
计算进入到提升管中的热耗率，提升管加热通往蒸汽鼓的水，以产生蒸汽，基于鼓压力的变化速率、蒸汽流、旁通阀的位置和燃气涡轮负载来计算进入到提升管中的热耗率。
[0012]方案7:—种热回收蒸汽发生系统，其包括:
鼓锅炉，其包括蒸汽鼓、用以接收来自蒸汽鼓的水和来自燃气涡轮的加热气体的蒸发器，以及蒸发器和蒸汽鼓之间的提升部，提升部用来将蒸汽从蒸发器引导到蒸汽鼓；以及控制器，其构造成基于设备特性来预计蒸汽鼓中的瞬变，设备特性包括来自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓压力，以及燃气涡轮负载和旁通阀的位置中的一者或两者，旁通阀构造成控制从蒸汽鼓到两个或更多个蒸汽流导管的蒸汽流，以及通过基于对蒸汽鼓中的瞬变的预计，产生滑动设定点，来控制蒸汽鼓中的水位。
[0013]方案8:根据方案7的系统，其中，预计瞬变包括对转移函数提供设备特性和HRSG设备的历史数据，转移函数根据蒸汽鼓的流体的温度和压力中的一者或两者，将蒸汽鼓的收缩和膨胀考虑在内。
[0014]方案9:根据方案7的系统，其中，控制器构造成产生第一设定点，第一设定点具有设定点模型，设定点模型接收下者作为输入:蒸汽流、提供给蒸汽鼓的给水的给水温度、气体燃料温度和气体燃料流，以基于蒸汽流和鼓压力来确定蒸汽鼓中的期望水位，以及选择滑动设定点和第一设定点中的一个，以基于滑动设定点和第一设定点与期望水位的比较，来控制蒸汽鼓中的水位。
[0015]方案10:根据方案9的系统，其中，基于由基于模型的初始状态估计器产生的估计初始状态来确定期望水位，基于模型的初始状态估计器基于来自燃气涡轮的排气的排气温度、鼓压力和蒸汽鼓中的水位来估计初始状态。
[0016]方案11:根据方案9的系统，其中，选择滑动设定点和第一设定点中的一个来控制蒸汽鼓中的水位将下者考虑在内:燃气涡轮和包括蒸汽鼓的HRSG设备中的一者或两者的构件随时间的推移而退化。
[0017]方案12:根据方案7的系统，其中，系统进一步包括:
计算进入到提升管中的热耗率，提升管加热通往蒸汽鼓的水，以产生蒸汽，基于鼓压力的变化速率、蒸汽流、旁通阀的位置和燃气涡轮负载，来计算进入到提升管中的热耗率。
[0018]方案13:—种热回收蒸汽发生器(HRSG)设备控制器，其包括:
存储器，其构造成存储设备特性和滑动设定点转移函数；以及
处理器，其构造成基于设备特性来预计HRSG设备的蒸汽鼓中的瞬变，设备特性包括来自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓压力，以及燃气涡轮负载和旁通阀的位置中的一者或两者，旁通阀构造成控制从蒸汽鼓到两个或更多个蒸汽流导管的蒸汽流，以及产生滑动设定点，以基于预计瞬变，来控制蒸汽鼓中的水位。
[0019]方案14:根据方案13的HRSG设备控制器，其中，处理器构造成通过对滑动设定点转移函数提供设备特性和HRSG设备的历史数据，来预计瞬变，滑动设定点转移函数根据蒸汽鼓中的流体的温度和压力中的一者或两者，将蒸汽鼓的收缩和膨胀考虑在内。
[0020]方案15:根据方案13的HRSG设备控制器，其中，存储器构造成存储设定点模型，以及
处理器构造成产生第一设定点，第一设定点具有设定点模型，设定点模型接收下者作为输入:蒸汽