[发明专利]基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法

说明书

技术领域

本发明属于火力发电机组技术领域，尤其涉及一种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法。

背景技术

汽轮机的阀门流量特性是指，汽轮机调节汽门开度与进入汽轮机蒸汽流量的对应关系。这种对应关系一般具有非线性特征，从而不利于机组的控制。汽轮机的阀门流量函数通过设置流量指令与调节汽门映射关系，以期建立流量指令与蒸汽流量的线性关系，最终优化系统的控制特性。由于阀门流量函数一般由厂家预设，而机组在安装、运行、检修过程中流量特性存在改变的可能，此时流量函数与实际特性存在不匹配的可能。这时就需要对流量函数进行重新设置，以达到改善系统控制特性的目的。

目前，阀门流量函数的优化方法是以阀门流量特性试验为依据的。通常的阀门流量特性试验流程是：在手动方式，保持主汽压力稳定，逐渐改变流量指令，从而得到对应流量指令条件下的调节级压力、功率、阀门开度等数据；根据阀门流量试验数据，计算得到流量指令/阀门开度与蒸汽流量的对应关系，最终实现对阀门流量函数的优化。

在现有的阀门流量函数优化方法中，阀门流量特性试验是实现优化的关键。而基于阀门流量特性试验的优化方法存在以下不足：1、试验时间较长，充分的试验数据，需要在足够多的工况下进行试验；2、试验精度受机组主参数波动的影响，试验要求主汽压稳定，主汽压的绝对稳定是不可能的，而主汽压力的波动最终影响试验的精度；3、试验效果难于直接确认，目前对试验效果的确认是根据系统控制性能是否提高来判断的，仍无法直观地对优化效果进行判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法。使用该方法可提高阀门流量函数的优化效率和优化精度，改善火电机组的控制性能。

本发明提供的这种基于机组运行数据的阀门流量函数优化方法包括以下步骤：

（1）利用机组运行数据获得实际阀门流量特性曲线：

（1.1）利用火电机组分散控制系统或数字电液系统，采集包括调节级压力、主汽压力、流量指令f₂、功率运行数据；

（1.2）利用步骤（1.1）采集的运行数据获得理论蒸汽流量百分比                                               ，式中Q为汽轮机的理论蒸汽流量，；是额定理论蒸汽流量，其值根据流量指令f₂=100%时的调节级压力与主汽压力之比计算得到；

（1.3）以流量指令f₂为自变量，以（1.2）所述理论蒸汽流量百分比为因变量，作出实际阀门流量特性曲线；

（2）以理论蒸汽流量百分比=流量指令，此流量指令称为理论流量指令f₁,建立理想阀门流量特性曲线；

（3）通过检查火电机组数字电液系统中的组态设置，得到机组现有的阀门流量函数；该阀门流量函数反映了流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系;

（4）阀门流量函数优化：

（4.1）根据步骤（2）所述理想阀门流量特性曲线，确定理论流量指令f₁所对应的理论蒸汽流量百分比；

（4．2）根据步骤（4.1）的理论蒸汽流量百分比，在步骤（1.3）所得的实际阀门流量特性曲线上按照其映射关系确定流量指令f₂；

（4.3）根据步骤（3）所述流量指令与调节汽门阀位指令的映射关系，由流量指令f₂确定当前调节汽门阀位指令；利用步骤（2）所得到的理论流量指令f₁和所述调节汽门阀位指令，建立两者之间的映射关系，此映射关系就是理想的阀门流量函数；               

（4．4）在火电机组数字电液系统中，按照（4.3）所述理想阀门流量函数对组态进行设置，使实际阀门流量函数与理想阀门流量函数一致，实现对阀门流量函数的优化。

本发明的有益效果是：

1、根据机组运行数据而无需进行阀门流量特性试验即可实现对阀门流量函数的优化，减少了优化时间，提高了优化效率。

2、对理论蒸汽流量计算中已充分考虑了主汽压力影响，避免了由于主汽压力波动而引起的计算误差，提高了优化精度。

附图说明

图1是实际阀门流量特性曲线图。

图2是理想阀门流量特性曲线图。

图3机组现有的阀门流量函数图。

图4理想阀门流量函数图（实线所示）。