[发明专利]背压影响下汽轮机配汽方式的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机配汽方式的优化。

背景技术

汽轮机是一种以蒸汽为动力，将蒸汽的能量转化成机械功的旋转机械，广泛应用于现代大型发电系统中。为满足用户实际用电量需求，汽轮机必须经常调整其功率，以使电机功率与外界变动的负荷保持平衡。改变汽轮机功率最直接、最有效的方式就是控制其进汽量，进汽量发生变化时汽轮机的功率也会随之发生变化，即汽轮机配汽。

一般来讲，汽轮机配汽有两种方式，即单阀和多阀(多阀也可称为顺序阀)。单阀是指在汽轮机的高压缸进汽时，各个高压调节阀门同时进汽的方式，此时各高压调节阀门的指令和开度都是一样的。多阀是指在汽轮机进汽时采用单个高压调节阀门逐步进汽的方式，各个高压调节阀门的指令和开度都是不一样的，各调节阀按照一定的顺序有计划地动作从而改变汽轮机的进汽面积。由于阀门流量的非线性特性，调整阀门开启速度、开启次序、开启重叠度等，理论上来说，单阀配汽和多阀配汽方式又各自衍生出无穷多个配汽方式。实际中考虑种种限制，为了使机组运行安全、运行稳定，或效率最高，通常只有有限种配汽方式。

在机组实际运行的过程中，根据安全性、稳定性、经济性等不同需求，需要及时在这几种有限的配汽方式之间进行切换。

例如，一般情况下，机组启动时采用单阀方式运行，以保证汽缸转子受热均匀、机组运行灵活性好；机组日常运行时采用多阀方式运行，以保证机组较高的效率和经济性。而多阀方式下，不同配汽方式又对应不同的效率曲线。为了使相对内效率最高，机组运行经济性好，各种多阀配汽方式之间又需要进行切换。

综合机组运行的各种需求，可以得到机组不同功率下对应的最优的配汽方式、各个配汽方式之间的切换点，即汽轮机配汽方式优化曲线，如图3所示。

背压变化对汽轮机配汽方式优化曲线有很大影响。不同背压下，汽轮机配汽方式优化曲线上配汽方式、切换点都有可能发生变化。在北方，不同季节机组背压相差很大。为了获得更高的效率，应该考虑不同背压下的配汽方式的优化。而目前的配汽优化方案没有考虑背压的影响，即不同季节、一天之内不同时段都采用相同的配汽优化曲线，汽轮机效率不能达到最优。

发明内容

本发明是要解决目前的配汽优化方案没有考虑背压的影响，即不同季节、一天之内不同时段都采用相同的配汽优化曲线，汽轮机效率不能达到最优的问题，而提供了背压影响下汽轮机配汽方式的优化方法。

背压影响下汽轮机配汽方式的优化方法包括以下内容：

一、试验确定某背压下的配汽优化曲线；

二、试验确定相邻背压下的配汽优化曲线；

三、构造配汽方式切换边界，使各个配汽方式的应用扩展到特定区域中；

四、由相对功率或背压确定相应的配汽方式：当由背压或功率的确定的点落在某个区域，则采用该区域对应的配汽方式；

五、相对功率或背压发生变化，判断变化是否超过裕度进行配汽方式切换；是，由相对功率或背压确定新的配汽方式，否，保持原有的配汽方式不变。

发明效果：

本发明是在已有的汽轮机配汽优化曲线的基础上，考虑了背压的影响，实现不同功率下汽轮机配汽方式的优化的同时，也实现了不同背压下汽轮机配汽方式的优化，进一步提高汽轮机运行时的相对内效率：如对于一台：200MW的空冷机组，夏季在200MW负荷点运行时(背压为30kPa左右)的相对内效率，较冬季在200MW负荷点运行时(背压为15kPa左右)的相对内效率下降可达3％左右；而此时考虑背压影响，对配汽方式进行优化，最大可使内效率的下降量减少0.2％左右，折合煤耗降低0.5g/KWh左右。

本发明能够实现在满足某些特定性能要求的基础上(如在某背压下的安全性、稳定性等)，对不同的配汽方式进行组合优化，使汽轮机运行时的相对内效率进一步提高。

本发明优化方案遍历机组运行的所有背压和功率负荷点；

本发明设置背压裕度和功率裕度，避免了配汽方式切换频繁而导致阀门的频繁动作；

本发明将每种配汽方式的应用范围扩展到特定的区域中，克服了数据不足(无法得到所有背压下的汽轮机配汽优化曲线)的难题。

附图说明

图1是本发明流程图；

图2是具体实施方式一中具有四个调节阀的蒸汽室结构布置示意图；

图3是具体实施方式一中具有四个调节阀的喷嘴结构布置示意图；其中，1-#1蒸汽室；2-#2蒸汽室；3-#3蒸汽室；4-#4蒸汽室；5-蒸汽管道；6-控制阀；7-#1喷嘴组；8-#2喷嘴组；9-#3喷嘴组；10-#4喷嘴组；