本发明涉及火电厂节能控制
技术领域：
，尤其涉及的是一种火电厂低温省煤器优化运行方法及控制系统。
背景技术：
：火电厂锅炉空预器后排烟温度较高，一般在110～130℃，特别是燃用高硫份煤或者褐煤的锅炉，排烟温度在150℃左右，因此合理回收这部分余热，对于电厂节能降耗具有重要意义。低温省煤器原理为从汽轮机低压加热器引出部分或全部凝结水，送往锅炉侧低温省煤器，吸收烟气余热，降低排烟温度，吸收余热升温后的凝结水返回汽轮机热力系统，在汽轮机主蒸汽流量不变的条件下，使得汽轮机做功增加，提高了装置的经济性。目前电厂在投入低温省煤器运行后，存在以下问题：(1)大部分电厂均未在低温省煤器水侧管路安装流量测量装置，无法了解低温省煤器水侧流量。(2)电厂不了解阀门A开度该如何确定，以确保低温省煤器节能效果最好，因此运行中阀门A经常处于全开状态。(3)所有配置低温省煤器的发电厂均无自动控制阀门开度的逻辑，以使低温省煤器热力经济性最大。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种低温省煤器优化运行控制系统及其控制方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种低温省煤器优化运行控制系统，包括低温省煤器和水侧接入管路和水侧接出管路，所述低温省煤器通过水侧接入管路和水侧接出管路跨接在回热加热器两端，在低温省煤器流入端的水侧接入管路上安装有控制阀门，其特征在于：在水侧接入管路上还设置有凝结水流量计，所述凝结水流量计安装在控制阀门的下游侧，在所述回热加热器的凝结水入口一侧的管路上设置有二号温度仪表，所述二号温度仪表设置在水侧接入管路接入口的上游一侧，在凝结水流量计的下游侧设置有三号温度仪表，在水侧接出管路上设置有四号温度仪表，所述回热加热器的凝结水出口一侧的管路上设置有五号温度仪表，所述五号温度仪表设置在水侧接出管路接入口上游一侧。作为对上述方案的进一步改进，所述凝结水流量计选用孔板流量计。作为对上述方案的进一步改进，在回热加热器的上游侧还设置有上游回热加热器，在回热加热器的下游设置有下游回热加热器，在上游回热加热器的凝结水入口侧设置有一号温度仪表，在回热加热器与下游回热加热器之间的凝结水管路上设置有压力仪表，所述压力仪表设置在水侧接出管路接入口的下有一侧。作为对上述方案的进一步改进，所述控制阀门选用电磁控制阀门，所述控制阀门、一号温度仪表、二号温度仪表、三号温度仪表、四号温度仪表、五号温度仪表、压力仪表和凝结水流量计均与DCS控制系统连接。本发明还提供一种上述低温省煤器优化运行控制系统的控制方法，其特征在于步骤如下：步骤一、通过DCS控制系统将控制阀门的开度调整为20％，并计算低温省煤器的在当前状态下的吸热量QDW-1，记录当前状态下的凝结水流量计的流量q1；QDW-1＝q1(h1smq-h1j+1)其中h1smq是低温省煤器当前的进水焓值，是采用当前状态下四号温度仪表获取的温度和压力仪表的获取的压力P1，利用水蒸气函数公式求得，h1j+1是低温省煤器当前的出水焓值，是采用当前状态下三号温度仪表获取的温度和压力仪表的获取的压力P1，利用水蒸气函数公式求得；步骤二、保持机组负荷不变，通过DCS控制系统将控制阀门的开度依次以5％的开度增加直至100％开度，并计算每次增加开度后的低温省煤器的吸热量QDW-n，记录每次增加开度后凝结水流量计的流量qn，其中n取区间[2，17]内的整数，定义第一次增加控制阀门开度时，n＝2；QDW-n＝qn(hnsmq-hnj+1)其中hnsmq是每次增加开度后低温省煤器的进水焓值，采用每次增加开度后四号温度仪表获取的温度和压力仪表的获取的压力Pn，利用水蒸气函数公式求得，hnj+1是每次增加开度后低温省煤器的出水焓值，采用每次增加开度后三号温度仪表获取的温度和压力仪表的获取的压力Pn，利用水蒸气函数公式求得，其中n取区间[2，17]内的整数；步骤三、计算QDW-1/q1和QDW-n/qn的数值，并与q1和qn进行函数拟合，拟合为对数函数，并定义为低温省煤器吸热特性函数，QDW/q＝ALn(q)+B；步骤四、计算最佳流量qmax，qmax=e(-Aηj-1-τj+1ηj+1ηj-1BA)]]>其中：ηj-1是下游回热加热器的抽汽效率，ηj+1是上游回热加热器的抽汽效率，τj+1＝hj+1_C-hj+1_J，hj+1_J是上游回热加热器进水的焓值，采用一号温度仪表读取的温度的平均值t1和压力仪表读取的压力的平均值P，利用水蒸气函数公式求得，t1=Σk=117tn117,]]>P=Σk=117Pn17,]]>是一号温度仪表在步骤一中获取的温度，是每次增加控制阀门开度后一号温度仪表获取的温度，其中n取区间[2，17]内的整数，定义第一次增加控制阀门开度时，n＝2，hj+1_C是上游游回热加热器出水的焓值，采用二号温度仪表读取的温度的平均值t2和压力仪表读取的压力的平均值P，利用水蒸气函数公式求得，t2=Σk=117tn217,]]>是二号温度仪表在步骤一中获取的温度，是每次增加控制阀门开度后二号温度仪表获取的温度，其中n取区间[2，17]内的整数，定义第一次增加控制阀门开度时，n＝2；步骤五、DCS控制系统调整阀门A开度，使得孔板流量计测量流量信号q＝qmax。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明首先利用性能试验，计算出低温省煤器热负荷特性，并将热负荷与低温省煤器水侧流量q关系拟合为函数，并推导出具有创新性和应用性的最佳水侧流量计算公式，是自动控制实现的基础；所有信号送至DCS控制系统，并根据公式自动计算和控制阀门开度，免去运行人员监控和操作的负担，并能实现时时刻刻低温省煤器节能量效益最大化。附图说明图1是低温省煤器优化运行控制系统示意图。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种低温省煤器1优化运行控制系统，包括低温省煤器1和水侧接入管路91和水侧接出管路92，所述低温省煤器1通过水侧接入管路91和水侧接出管路92跨接在回热加热器4两端，在低温省煤器1流入端的水侧接入管路91上安装有控制阀门6，其特征在于：在水侧接入管路91上还设置有凝结水流量计7，所述凝结水流量计7安装在控制阀门6的下游侧，在所述回热加热器4的凝结水入口一侧的管路上设置有二号温度仪表22，所述二号温度仪表22设置在水侧接入管路91接入口的上游一侧，在凝结水流量计7的下游侧设置有三号温度仪表23，在水侧接出管路92上设置有四号温度仪表24，所述回热加热器4的凝结水出口一侧的管路上设置有五号温度仪表25，所述五号温度仪表25设置在水侧接出管路92接入口上游一侧。所述凝结水流量计7选用孔板流量计。在回热加热器4的上游侧还设置有上游回热加热器5，在回热加热器4的下游设置有下游回热加热器3，在上游回热加热器5的凝结水入口侧设置有一号温度仪表21，在回热加热器4与下游回热加热器3之间的凝结水管路上设置有压力仪表8，所述压力仪表8设置在水侧接出管路92接入口的下有一侧。所述控制阀门6选用电磁控制阀门，所述控制阀门6、一号温度仪表21、二号温度仪表22、三号温度仪表23、四号温度仪表24、五号温度仪表25、压力仪表8和凝结水流量计7均与DCS控制系统连接。实施例2本发明还提供一种上述低温省煤器1优化运行控制系统的控制方法，其特征在于步骤如下：步骤一、通过DCS控制系统将控制阀门6的开度调整为20％，并计算低温省煤器1的在当前状态下的吸热量QDW-1，记录当前状态下的凝结水流量计7的流量q1；QDW-1＝q1(h1smq-h1j+1)其中h1smq是低温省煤器1当前的进水焓值，是采用当前状态下四号温度仪表24获取的温度和压力仪表8的获取的压力P1，利用水蒸气函数公式求得，h1j+1是低温省煤器1当前的出水焓值，是采用当前状态下三号温度仪表23获取的温度和压力仪表8的获取的压力P1，利用水蒸气函数公式求得；步骤二、保持机组负荷不变，通过DCS控制系统将控制阀门6的开度依次以5％的开度增加直至100％开度，并计算每次增加开度后的低温省煤器1的吸热量QDW-n，记录每次增加开度后凝结水流量计7的流量qn，其中n取区间[2，17]内的整数，定义第一次增加控制阀门6开度时，n＝2；QDW-n＝qn(hnsmq-hnj+1)其中hnsmq是每次增加开度后低温省煤器1的进水焓值，采用每次增加开度后四号温度仪表24获取的温度和压力仪表8的获取的压力Pn，利用水蒸气函数公式求得，hnj+1是每次增加开度后低温省煤器1的出水焓值，采用每次增加开度后三号温度仪表23获取的温度和压力仪表8的获取的压力Pn，利用水蒸气函数公式求得，其中n取区间[2，17]内的整数；步骤三、计算QDW-1/q1和QDW-n/qn的数值，并与q1和qn进行函数拟合，拟合为对数函数，并定义为低温省煤器1吸热特性函数，QDW/q＝ALn(q)+B；步骤四、计算最佳流量qmax，qmax=e(-Aηj-1-τj+1ηj+1ηj-1BA)]]>其中：ηj-1是下游回热加热器3的抽汽效率，ηj+1是上游回热加热器5的抽汽效率，τj+1＝hj+1_C-hj+1_J，hj+1_J是上游回热加热器5进水的焓值，采用一号温度仪表21读取的温度的平均值t1和压力仪表8读取的压力的平均值P，利用水蒸气函数公式求得，t1=Σk=117tn117,]]>P=Σk=117Pn17,]]>是一号温度仪表21在步骤一中获取的温度，是每次增加控制阀门6开度后一号温度仪表21获取的温度，其中n取区间[2，17]内的整数，定义第一次增加控制阀门6开度时，n＝2，hj+1_C是上游游回热加热器4出水的焓值，采用二号温度仪表22读取的温度的平均值t2和压力仪表8读取的压力的平均值P，利用水蒸气函数公式求得，t2=Σk=117tn217,]]>是二号温度仪表22在步骤一中获取的温度，是每次增加控制阀门6开度后二号温度仪表22获取的温度，其中n取区间[2，17]内的整数，定义第一次增加控制阀门6开度时，n＝2；步骤五、DCS控制系统调整阀门A开度，使得孔板流量计测量流量信号q＝qmax。步骤六，当一号温度计读取的温度数据超出了范围(0.9t1,1.1t1)时，重新启动步骤一至步骤五。由于低温省煤器1水侧流量不能过小，否则将会导致低温省煤器1管路内蒸发沸腾，影响安全运行，因此将控制阀门6开度以20％为最小运行点。在机组年平均负荷下，阀门A开度调整为20％，计算低温省煤器1的吸热量QDW-1，同时测量低温省煤器1流量q1。保持机组负荷不变，将阀门A开度增加5％，计算低温省煤器1的吸热量QDW-2，同时测量低温省煤器1流量q2。仍然保持机组负荷不变，将阀门A开度以5％幅度增加，直至将阀门A开度增加至100％全开，并分别计算低温省煤器1的吸热量QDW-3、QDW-4、…、QDW-17和测量低温省煤器1流量q3、q4、…、q17。将上述数据处理，计算出QDW-1/q1、QDW-2/q2、…QDW-17/q17，并与q1、q2、…、q17进行函数拟合，拟合为对数函数，并定义为低温省煤器1吸热特性函数，如下式(1)。QDW/q＝ALn(q)+B式(1)根据汽轮机定主蒸汽流量等效焓降节能原理，低温省煤器1投入使用后，对机组做功收益计算方法如式(2)。ΔH＝ad[(hsmq-hj)ηj-1+τj+1ηj+1]式(2)其中：ΔH：在主汽流量不变的前提下，系统获得的做功收益；ad：低温省煤器1占据主蒸汽流量的比例；hsmq：低温省煤器1的出水焓；hj：回热加热器4的出水焓；ηj-1：下游回热加热器3的抽汽效率；τj+1：上游回热加热器5的加水侧焓升；ηj+1：上游回热加热器5的抽汽效率；为保证低温省煤器1投入使用后机组经济性最高，即需确保式(2)中ΔH最大，将式(2)进行推导如下：ad[(hsmq-hj)ηj-1+τj+1ηj+1]=qqms[QDWqηj-1+τj+1ηj+1]=1qms[QDWηj-1+qτj+1ηj+1]]]>其中：qms：汽轮机主蒸汽流量。因为是定流量计算原理，因此qms不变，即只要保证[QDWηj-1+qτj+1ηj+1]最大即可，因此联合式(1)，并将[QDWηj-1+qτj+1ηj+1]对流量q求偏导，并设偏导函数等于零，最后推导出热力系统经济性最佳状态下的流量q，具体推导过程如下：(QDWηj-1+qτj+1ηj+1)'＝0(q(ALn(q)+B)ηj-1+qτj+1ηj+1)'＝0(ALn(q)+B)ηj-1+q(Aq)ηj-1+τj+1ηj+1=0]]>(ALn(q)+B)ηj-1+Aηj-1+τj+1ηj+1＝0最终求解上述公式，得出式(3)。根据上述结论，只要计算机根据公式(3)，实时计算出对应汽轮机热力工况下的低温省煤器1水侧流量qmax，即可确保热力系统经济性最佳。以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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