[发明专利]一种烧结余热发电系统的优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁企业烧结余热回收领域，尤其涉及一种烧结余热发电系统的优化控制方法。

背景技术

目前烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的9％～12％，其排放的余热约占烧结总能耗热能的50％。烧结矿在冷却过程中，通过冷却机空气带走的热量占烧结总能耗的30％左右，回收利用这部分热能(环冷或带冷机冷却风排放)，对烧结工序的节能降耗具有举足轻重的作用。另外还有约占烧结总能耗热能20％的热能是由主抽风机排放的。

余热回收主要用途有：1)用作点火、保温炉的助燃空气，以节约煤气；2)用于预热混合料，以降低焦粉消耗；3)用于余热锅炉产生蒸汽，以部分代替燃料锅炉蒸汽；4)用于余热发电等。

大部分钢铁企业一般都应用前三种方式实现烧结能耗的降低，但还有很大一部分低温余热没有充分的利用，并且大部分钢铁企业主管网蒸汽都有余量，所以这些企业都在考虑用余热发电来进一步降低烧结能耗。

烧结环冷或带冷机余热发电技术难点在于：

1)烧结冷却机废气流量很大，但是，低温段(150℃以下)和部分中温段废气没有利用价值，而高温段和可利用部分中温段废气的平均温度在300～380℃之间，受烧结机落矿温度和冷却机漏风率影响，余热质量不高，回收利用难度较大。

2)另外发电系统对余热蒸汽的品质要求较高，由于烧结热力系统不稳定，废气温度波动范围在±100℃以上，造成余热蒸汽温度的波动超标，迫使余热电站频繁停机，严重威胁汽轮机的安全性、稳定性和寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结余热发电系统的优化控制方法，针对烧结系统废气温度波动范围大，热电站频繁停机现象，跟踪模型参数最优值并对其在线控制，使汽轮机随烧结余热锅炉参数变化自动保持最优运行状态。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种烧结余热发电系统的优化控制方法，当余热锅炉和汽轮机设备参数和余热锅炉烟气流量和进出口温度一定时，汽轮机发电能力仅与余热锅炉输出的中、低压蒸汽压力有关，通过对余热锅炉输出的中、低压蒸汽压力进行控制，即可使汽轮机发电能力达到最大，其控制步骤如下：

1)确定控制模型目标，以汽轮机发电功率最大为模型目标：

Max W_e＝η_eW_m  (1)

式中：W_e为发电功率，W；η_e为发电机效率，无量纲；

W_e为汽轮机轴输出机械功率，W；

2)建立能量平衡约束方程

(1)汽轮机能量平衡方程

Wm=ηmΣi=1Mηc,iΔHi---(2)]]>

其中：ηc,i=1-T0Ti]]>(i＝1，2，…，M)  (3)