一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法与流程

技术特征：

1.一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：从现场DCS实时数据库中获取给定时刻的机组运行数据，具体包括：低压冷凝器循环水入口温度、高压冷凝器循环水出口温度、主蒸汽质量流量、高压和低压冷凝器真空度及环境大气压力；

步骤2：计算低压缸排汽湿度，并在抽汽份额给定的条件下，根据可覆盖全操作工况的工质物性参数数据库，分别计算该给定时刻高压和低压冷凝器入口排汽质量流量、入口排汽比焓、凝结水比焓和饱和蒸汽温度；步骤2的计算是在采用步骤1的数据基础上进行的；

步骤3：根据低压冷凝器和高压冷凝器内换热过程能量衡算模型，计算循环水实际质量流量、低压冷凝器循环水出口温度及高压冷凝器的当前端差；步骤3的计算是在采用步骤2的计算结果上进行的；

步骤4：保持步骤2给定的排汽湿度和抽汽份额不变，令循环水质量流量从D_w增加为D_w+ΔD_w，计算与循环水质量流量D_w+ΔD_w对应的低压冷凝器循环水出口温度以及高压和低压冷凝器的饱和蒸汽温度，并计算与循环水质量流量D_w+ΔD_w对应的高压和低压冷凝器入口排汽比焓；步骤4的计算结果是为了用于步骤5的寻优；

步骤5：定义循环水质量流量增加后机组的微增功率与循环水泵的功耗增量之差为循环水质量流量增量优化效益函数，在给定的低压缸机械效率、发电机效率和循环水单位功耗条件下，以循环水质量流量增量ΔD_w为待寻优变量，采用连续寻优方法优化效益函数，得到最优循环水质量流量增量ΔD_w；

在每一采样时刻，重复上述计算步骤1-5，即可实现冷端系统循环水质量流量的滚动优化。

2.根据权利要求1所述的一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法，其特征在于：步骤4中，循环水质量流量从D_w增加为(D_w+ΔD_w)后，与之对应的高压和低压冷凝器的饱和蒸汽温度的计算公式分别为：

$t_{w2}^{\′}=t_{w1}+\frac{D_{LEB}(h_{LEB}-h_{cw1})}{c_{pw}(D_w+{\mathrm{\ΔD}}_w)}$

t'_sB＝t_sB+(t'_w2-t_w2)

${\mathrm{\δ}}_{tA}^{\′}=\frac{{\mathrm{\δ}}_{tA}(31.5+t_{w2})}{31.5+t_{w2}^{\′}}$

$t_{sA}^{\′}=t_{w2}^{\′}+\frac{D_{LEA}(h_{LEA}-h_{cw2})+D_{LEB}(h_{cw1}-h_{cw2})}{c_{pw}(D_w+\mathrm{\Δ}Dw)}+{\mathrm{\δ}}_{tA}^{\′}$

以上式中：

t'_sA为循环水质量流量增加后高压冷凝器饱和蒸汽温度，K；

t_sB和t'_sB分别为循环水质量流量增加前后低压冷凝器饱和蒸汽温度，K；

δ_tA和δ′_tA分别为循环水质量流量增加前后高压冷凝器端差，K；

t_w2和t'_w2分别为循环水质量流量增加前后低压冷凝器出口循环水温度，K；

D_LEB和D_LEA分别为低压冷凝器和高压冷凝器的入口排汽质量流量，kg/s；

h_LEB和h_LEA分别为循环水质量流量增加前低压冷凝器和高压冷凝器的入口排汽比焓,J/kg；

h_cw1和h_cw2分别为低压冷凝器和高压冷凝器的凝结水比焓,J/kg；

t_w1为低压冷凝器循环水入口温度,K；

t_w2为低压冷凝器循环水出口水温,K；

D_w为循环水质量流量,kg/s；

ΔD_w为循环水质量流量增加量；

c_pw为水的等压比热容。

3.根据权利要求1所述的一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法，其特征在于，步骤5中，用ΔP表示循环水质量流量增加后机组的微增功率，用ΔP_p表示循环水泵的功耗增量，循环水质量流量增量优化效益函数为：

$J=\underset{{\mathrm{\ΔD}}_w}{\max \{\mathrm{\ΔP}-{\mathrm{\ΔP}}_p\}}$

ΔP＝[D_LEA(h_LEA-h'_LEA)+D_LEB(h_LEB-h'_LEB)]η_mη_g

ΔP_p＝K·ΔD_w

式中：

D_LEB和D_LEA分别为低压冷凝器和高压冷凝器的入口排汽质量流量，kg/s；

h_LEB和h_LEA分别为循环水质量流量增加前低压冷凝器和高压冷凝器的入口排汽比焓,J/kg；

h'_LEA和h'_LEB为循环水质量流量增加后高压冷凝器和低压冷凝器的入口排汽比焓,J/kg；

η_m为低压缸机械效率,％；

η_g为发电机效率,％；

K为循环水泵单位功耗,J/kg；

ΔD_w为循环水质量流量增加量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法，其特征在于，步骤3中，所述低压冷凝器和高压冷凝器内换热过程能量衡算模型：

D_LEB(h_LEB-h_cw1)＝D_wc_pw(t_w2-t_w1)

D_LEA(h_LEA-h_cw2)＝D_LEB(h_cw2-h_cw1)+D_wc_pw(t_w3-t_w2)

式中：

D_LEB和D_LEA分别为低压冷凝器和高压冷凝器的入口排汽质量流量,kg/s；

h_LEB和h_LEA分别为低压冷凝器和高压冷凝器的入口排汽比焓,J/kg；

h_cw1和h_cw2分别为低压冷凝器和高压冷凝器的凝结水比焓,J/kg；

D_w为循环水质量流量,kg/s；

t_w1和t_w3分别为低压冷凝器循环水入口温度和高压冷凝器循环水出口温度,K；

t_w2为低压冷凝器循环水出口水温,K；

c_pw为水的等压比热容。

5.根据权利要求4所述的一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法，其特征在于，所述D_LEB和D_LEA的计算为：

D_LE＝D_ms(1-α)

D_LEB＝0.5D_LE

D_LEA＝D_LE-D_LEB

式中：

D_LE为低压缸总排汽质量流量,kg/s；

D_ms为机组主蒸汽质量流量,kg/s；

α为主蒸汽抽汽份额,％。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种火电机组双背压冷端系统变频泵循环水流量优化方法，其特征在于，步骤3中，所述高压冷凝器的当前端差δt_A计算方法为：

δt_A＝t_sA-t_w3

t_sA为高压冷凝器饱和蒸汽温度,K；

t_w3为高压冷凝器循环水出口温度,K。