[发明专利]一种基于功率值计算的汽轮机流量曲线辨识及优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机发电技术领域，尤其涉及一种基于功率值计算的汽轮机流量曲线辨识及优化方法。

背景技术

汽轮机是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机，其调门阀组的流量特性曲线是根据原始设计而定，然而许多在役的老机组，尤其是经过DEH改造、汽机通流部分改造或者经过大修的机组，经常发生调门阀组流量特性设定曲线与实际曲线不一致的情况。汽轮机调门阀组作为DEH系统的主要执行机构，其流量特性偏差过大会导致汽轮机节流损失加大、一次调频的响应负荷不足或者过大、AGC响应变慢、阀门切换负荷波动等问题，最终影响机组的安全稳定运行。

在汽轮机机组的运行过程中，DCS系统每日存储大量历史数据，这些数据来源于运行实际，是对机组运行特性的全面、客观反映，不可改变，具备绝对真实性。如何正确运用历史数据，提取机组运行特性，使其更好地为运行实际服务，也是摆在工程技术人员面前的一个课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功率值计算的汽轮机流量曲线辨识及优化方法，能够辨识并优化汽轮机调门阀组在特定主汽压力下的实际流量特性曲线，使调门阀组流量特性设定曲线与实际曲线一致，保证汽轮机机组的安全稳定运行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于功率值计算的汽轮机流量曲线辨识及优化方法，包括以下步骤：A、在汽轮机机组设置若干个采样测点，并设定采样周期和采样时长，采集汽轮机机组的实时工况数据，分析每个采样测点的实时工况数据包含的参数类型是否完整，如果参数类型有缺失则重新采集，如果参数类型无缺失则进入步骤B；

B、在同一采样周期内，若一个或多个采样测点的实时工况数据中参数大小为零，或者超出受其物理意义约束的数值范围，则清除该采样周期内所有采样测点的实时工况数据，得到基本采样数据，然后进入步骤C；

C、从基本采样数据中选取输出功率值、主汽压力值和总阀位值均连续稳定若干个采样周期的实时工况数据，并对实时工况数据中各个类型的参数进行均值化处理，得到稳定采样数据，然后进入步骤D；

D、根据得到的稳定采样数据，采用聚类分析方法中的K-中心点算法挖掘出表征汽轮机机组运行特性的目标数据集，得到采样工况数据，然后进入步骤E；

E、通过对汽轮机机组的输出功率方程式求全微分，计算在总阀位值不变的情况下，将机组的采样工况修正到特定主汽压力下时机组输出功率值的改变量，然后根据采样工况下机组的输出功率值计算修正到特定主汽压力下时机组的输出功率值，从而辨识出特定主汽压力下机组总阀位值与输出功率值之间的关系，即为汽轮机调门阀组流量特性曲线，然后进入步骤F；

F、提取特定主汽压力值为额定主汽压力的汽轮机调门阀组流量特性曲线，根据机组负荷调整的快速性和稳定性对机组流量特性曲线的要求，分析额定主汽压力下汽轮机调门阀组流量特性曲线的线性度，然后采用分段线性方法对线性度不合理的区段进行优化，得到优化后的机组总阀位值与输出功率值以及各阀阀位值之间的关系。

所述的步骤E中汽轮机机组的输出功率方程式为：

Pi=DΔhtmacηi3.6]]>

式中P_i、D分别为采样工况下机组的输出功率标幺值和机组进汽量标幺值，η_i为全机相对内效率，为机组理想比焓降，通过对汽轮机机组的输出功率方程式求全微分，得到机组的采样工况修正到特定主汽压力下时机组输出功率值的改变量ΔP_i