耦合工业供气系统的气电联产机组运行优化方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113673778A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110997299.2F01D15/08(2006.01)(22)申请日2021.08.27F04B35/00(2006.01)F04B37/12(2006.01)(71)申请人西安热工研究院有限公司G06Q50/06(2012.01)地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路136号申请人西安西热节能技术有限公司(72)发明人马汀山吕凯王妍居文平程东涛谢天石慧薛朝囡张建元邓佳许朋江(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人朱海临(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)权利要求书4页说明书11页附图3页(54)发明名称耦合工业供气系统的气电联产机组运行优化方法及系统(57)摘要本发明公开了一种耦合工业供气系统的气电联产机组运行优化方法及系统。给定外供气量和供电负荷，采用单变量对比法，以气电联产机组标煤消耗量最低为寻优目标函数，依次调整热再抽汽至背压式蒸汽透平、或中排处抽汽至凝汽式蒸汽透平的蒸汽压力，将机组标煤消耗量与基准工况比较，若大于，则原工况仍为基准工况；若小于，将该参数对应工况作为新的基准工况，继续调整机组热再抽汽至背压式蒸汽透平、或中排处抽汽至凝汽式蒸汽透平的蒸汽压力，进行新的迭代寻优。本发明以标煤消耗最低为目标函数，在线获得燃煤气电联产机组在不同供气负荷和发电机功率等边界条件下的热再抽汽或中排处抽汽压力的最佳控制值，实现运行成本最低和盈利能力最大化。CN113673778ACN113673778A权利要求书1/4页1.耦合工业供气系统的气电联产机组运行优化方法，其特征在于，包含以下步骤：明确燃煤气电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤气电联产机组盈利值计算模型；根据边界参数总供气负荷和供电负荷，划定寻优工况；以燃煤气电联产机组总标煤消耗量值最低值为导向，确定各寻优工况的最佳运行方式。2.根据权利要求1所述的耦合工业供气系统的气电联产机组运行优化方法，其特征在于，所述明确燃煤气电联产机组最佳运行方式的表征参数，建立燃煤气电联产机组盈利值计算模型具体步骤如下：对于背压式蒸汽透平，燃煤气电联产机组最佳运行方式的表征参数为热再抽汽压力Prh；对于凝汽式蒸汽透平，燃煤气电联产机组最佳运行方式的表征参数为中排抽汽压力Pzp；燃煤气电联产机组盈利值M等于对外供气收入A加上供电收入E减去标煤消耗B，表达式为：M＝A+E‑B(1)对外售气收入A为：A＝ma×a(2)式中，ma气电联产机组对外供工业空气总负荷，t/h；a为工业供气单价，元/t；供电收入E为：E＝(Nge‑Ncy)×e＝Nnet×e(3)式中，Nge为发电机功率，MW；Ncy为厂用电功率，MW；Nnet为主变入口电功率，MW；e为上网电价，元/MWh；寻优操作过程的盈利值M的变量仅为燃煤气电联产机组标煤消耗B，即认为标煤消耗B最低值对应的工况为最佳工况；对于燃煤气电联产机组，锅炉主蒸汽压力按照已有的定‑滑‑定曲线调节，主汽温度、再热蒸汽温度按照额定参数调整，此时的机组标煤消耗量B是供电负荷Nnet、中排抽汽流量及压力或热再抽汽流量及压力的多元函数，表达式为：式中，hms、hrh、hrc、hgs、hzj和hgj分别为锅炉过热器出口主蒸汽焓值、锅炉再热器出口和进口蒸汽焓值、锅炉入口给水焓值、锅炉再热器和过热器减温水焓值；通过现场压力和温度测量值计算得出；ηb为锅炉热效率，不同机组的锅炉热效率各不相同，需要根据现场专项试验得出；ηb＝f1(Dms)(5)其中，ηp为管道效率，取定值0.99；Dms、Drh、Drc、Dgs、Dzj和Dgj分别为锅炉过热器出口主蒸汽流量、锅炉再热器出口和进口蒸汽流量、锅炉入口给水流量、锅炉再热器和过热器减温水流量，上述参数并不是各自独立，而是遵循一定关联性；2CN113673778A权利要求书2/4页式中，Dex1、Dex2和Dleak分别为高压缸1段抽汽、2段抽汽和轴封外漏量，其中Dex1和Dex2根据1段抽汽和2段抽汽对应的高压加热器热平衡计算得出，Dleak是主蒸汽流量Dms和主蒸汽压力Pms的二元函数，由汽轮机制造厂给出；Dleak＝f3(Dms,Pms)(7)综合式(4)、(5)、(6)和(7)，得出燃煤气电联产机组标煤消耗量B；给定总供气负荷ma和供电负荷Nnet条件下的寻优操作，燃煤气电联产机组标煤消耗量B值最低值即为最优工况，对应的热再抽汽压力Prh或中排抽汽压力Pzp为最佳运行方式。3.根据权利要求1所述的耦合工业供气系统的气电联产机组运行优化方法，其特征在于，所述根据边界参数总供气负荷和供电负荷，划