火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法
【专利摘要】本发明公开了一种火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法，包括以下步骤：建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型；根据第一数学模型和负荷调度预测曲线，对未来一段时间内的不同循环水系统运行方式下的单元机组耗煤量进行计算，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果；对比分析各个优化分析结果之间的耗差，并以影响火电机组运行安全为约束条件，以耗煤量最低为优化目标，选择未来一段时间内循环水系统的最优运行方式，在线指导循环水系统经济运行。本发明提出在未来一个时段内的最优运行方式，在保证循环水系统处在最佳运行状态的同时，避免其最佳运行方式频繁变化带来的安全隐患。
【专利说明】
火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法
技术领域
[0001]本发明涉及海水冷却火电机组节能技术，具体涉及火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法。
【背景技术】
[0002]我国沿海地区，工业发展迅速，为应对工业对电力日趋增加的需求，建立了一批火电厂、核电厂，由于沿海地区淡水资源有限，所以其循环冷却系统多采用海水直流循环冷却系统。
[0003]海水直流循环冷却系统虽然解决了沿海淡水资源紧缺的问题，且具有取水温度低、冷却效果好等优点，但是海水直流冷却循环水系统却受很多自然因素影响，如潮汐、海水温度等，使其最佳运行方式和最优运行参数不容易得到。
[0004]目前，我国沿海地区对海水直流冷却循环水系统运行方式多采用粗放型管理，多数为按季节调整循环水栗运行台数来调整其运行状态，但由于受自然因素影响，以及近年火力发电机组调峰幅度较大导致的负荷波动频繁，使得该循环水系统运行方式调整滞后，导致机组不在最优运行状态，这将直接影响凝汽器真空，而真空作为火电机组的重要指标之一，对机组运行经济性有重大影响，节能潜力较大;且频繁改变运行状态也将给系统带来很大安全隐患。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是以煤耗量最低为目标，安全运行作为约束条件，在线优化循环水系统运行方式调整滞后导致机组不在最优运行状态和频繁改变运行状态的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法，包括以下步骤:
[0007]步骤100、建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型；
[0008]步骤200、根据第一数学模型和负荷调度预测曲线，对未来一段时间内的不同循环水系统运行方式下的单元机组耗煤量进行计算，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果；
[0009]步骤300、对比分析各个优化分析结果之间的耗差，并以影响火电机组运行安全为约束条件，以耗煤量最低为优化目标，选择未来一段时间内循环水系统的最优运行方式，在线指导循环水系统经济运行。
[0010]在上述方法中，所述建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型的方法为:
[0011]通过一年的试验和调试，测出在不同海水温度和潮位的情况下对应的机组出力和循环水系统各个运行方式的数据，建立循环水系统潮汐特性、循环水运行特性、凝汽器循环水流量与真空间特性和真空与机组热耗间特性四个数学模型，再根据所述四个数学模型建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型。
[0012]在上述方法中，在步骤200中，
[0013]当所述单元机组中各个机组均运行时，进入单元模式，单元模式以单元机组煤耗量最低为优化目标进行耗煤量计算，得到实时优化分析结果；
[0014]当所述单元机组内仅有一台机组运行时，进入单机模式，单机模式以单机煤耗量最低为优化目标进行耗煤量计算，得到实时优化分析结果。
[0015]在上述方法中，步骤200具体包括以下步骤:
[0016]步骤201、利用调度提供的负荷调度预测曲线，预测未来一段时间内的负荷变化情况；
[0017]步骤202、根据最近一段时间的潮汐特性变化情况，预测未来一段时间内的潮位信息;
[0018]步骤203、根据当日循环水系统入口海水温度变化情况，预测未来一段时间内的海水温度；
[0019]步骤204、结合未来一段时间内潮位信息、海水温度和负荷变化情况，利用第一数学模型计算未来一段时间内不同的循环水系统运行方式对应的煤耗量，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果。
[0020]在上述方法中，根据未来一段时间内不同的循环水系统运行方式对应的煤耗量的计算结果，绘制当前潮位、海水温度下的将所有的循环水系统运行方式随负荷变化后的节能量，形成不同的循环水运行方式下的节能量曲线族；
[0021]所述节能量曲线族中的交点就是当前潮位、海水温度下交点处负荷的运行方式切换点。
[0022]在上述方法中，分析所述节能量曲线族，得到各个负荷下的最佳运行方式，将各个负荷点下的最佳运行方式连接起来，绘制循环水系统负荷趋势优化图。
[0023]本发明将影响机组安全运行作为约束条件，以煤耗量最低为优化目标，获得循环水系统最佳运行方式，并与耗差分析系统软件相结合，在线指导机组的节能运行，达到节能降耗的目的；并首次提出在未来一个时段内的最优运行方式，在保证循环水系统实时处在最佳运行状态的同时，避免循环水系统最佳运行方式频繁变化带来的安全隐患，提高了循环水系统在线运行优化的安全性。
【附图说明】
[0024]图1为本发明火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。
[0026]如图1所示，本发明提供的火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法，包括以下步骤:
[0027]步骤100、以影响火电机组运行安全为约束条件，以耗煤量最低为优化目标，建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型，进一步提高循环水系统运行优化的安全性和准确性。
[0028]建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型的方法为:
[0029]通过长时间(一般以一年为周期)的试验和调试，测出在不同海水温度和潮位的情况下对应的机组出力和循环水系统各个运行方式的数据，建立循环水系统潮汐特性、循环水运行特性、凝汽器循环水流量与真空间特性和真空与机组热耗间特性四个数学模型，再根据所述四个数学模型建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型。
[0030]步骤200、根据第一数学模型和负荷调度预测曲线，对未来一段时间内的不同循环水系统运行方式下的单元机组耗煤量进行计算，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果。
[0031 ]在本发明中，当单元机组中各个机组均运行时，进入单元模式，单元模式以单元机组煤耗量最低为优化目标进行耗煤量计算，得到实时优化分析结果；当单元机组内仅有一台机组运行时，进入单机模式，单机模式以单机煤耗量最低为优化目标进行耗煤量计算，得到实时优化分析结果。
[0032]步骤200具体包括以下步骤:
[0033]步骤201、利用调度提供的负荷调度预测曲线，预测未来一段时间内(例如24小时)的负荷变化情况。
[0034]步骤202、根据过去几天(两天以上)的潮汐特性变化情况，预测未来一段时间内(例如24小时)的潮位信息。
[0035]步骤203、根据当日循环水系统入口海水温度变化情况，预测未来一段时间内(例如24小时)的海水温度。
[0036]步骤204、结合未来一段时间内潮位信息、海水温度和负荷变化情况，利用第一数学模型计算未来一段时间内不同的循环水系统运行方式对应的煤耗量，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果。
[0037]通过对未来一段时间内最佳运行方式的预测，在保证循环水系统实时处在最佳运行状态的同时，避免频繁的启停循环水系统设备带来的安全隐患，而且还将循环水设备切换带来的收益量化和可视化，使得在线优化循环水系统运行更具科学性和指导性。
[0038]步骤300、对比分析各个优化分析结果之间的耗差，并以影响火电机组运行安全为约束条件，以耗煤量最低为优化目标，选择相同负荷变化情况下耗煤量最少的为未来一段时间内循环水系统的最优运行方式，在线指导循环水系统经济运行。
[0039]在本发明中，还能够根据未来一段时间内不同的循环水系统运行方式对应的煤耗量的计算结果，绘制当前潮位、海水温度下的将所有的循环水系统运行方式随负荷变化后的节能量，形成不同的循环水运行方式下的节能量曲线族，节能量曲线族中的交点就是当前潮位、海水温度下交点处负荷的运行方式切换点;通过对该节能量曲线族分析，可以得到各个负荷下的最佳运行方式，将各个负荷点下的最佳运行方式连接起来，得到循环水系统负荷趋势优化图。
[0040]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.火电机组海水直流冷却循环水系统在线运行优化的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤100、建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型； 步骤200、根据第一数学模型和负荷调度预测曲线，对未来一段时间内的不同循环水系统运行方式下的单元机组耗煤量进行计算，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果; 步骤300、对比分析各个优化分析结果之间的耗差，并以影响火电机组运行安全为约束条件，以耗煤量最低为优化目标，选择未来一段时间内循环水系统的最优运行方式，在线指导循环水系统经济运行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型的方法为: 通过一年的试验和调试，测出在不同海水温度和潮位的情况下对应的机组出力和循环水系统各个运行方式的数据，建立循环水系统潮汐特性、循环水运行特性、凝汽器循环水流量与真空间特性和真空与机组热耗间特性四个数学模型，再根据所述四个数学模型建立潮位、温度变化对循环水系统运行特性参数影响的第一数学模型。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤200中， 当所述单元机组中各个机组均运行时，进入单元模式，单元模式以单元机组煤耗量最低为优化目标进行耗煤量计算，得到实时优化分析结果； 当所述单元机组内仅有一台机组运行时，进入单机模式，单机模式以单机煤耗量最低为优化目标进行耗煤量计算，得到实时优化分析结果。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤200具体包括以下步骤: 步骤201、利用调度提供的负荷调度预测曲线，预测未来一段时间内的负荷变化情况； 步骤202、根据最近一段时间的潮汐特性变化情况，预测未来一段时间内的潮位信息； 步骤203、根据当日循环水系统入口海水温度变化情况，预测未来一段时间内的海水温度； 步骤204、结合未来一段时间内潮位信息、海水温度和负荷变化情况，利用第一数学模型计算未来一段时间内不同的循环水系统运行方式对应的煤耗量，得到不同循环水系统运行方式的优化分析结果。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据未来一段时间内不同的循环水系统运行方式对应的煤耗量的计算结果，绘制当前潮位、海水温度下的将所有的循环水系统运行方式随负荷变化后的节能量，形成不同的循环水运行方式下的节能量曲线族； 所述节能量曲线族中的交点就是当前潮位、海水温度下交点处负荷的运行方式切换点。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，分析所述节能量曲线族，得到各个负荷下的最佳运行方式，将各个负荷点下的最佳运行方式连接起来，绘制循环水系统负荷趋势优化图。
【文档编号】F01D25/12GK106091515SQ201610448025
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】徐敬, 林文斌, 方向明, 刘勇
【申请人】福建大唐国际宁德发电有限责任公司