[发明专利]基于循环水温度的发电机组背压控制方法及循环水系统

权利要求书

1.一种基于循环水温度的发电机组背压控制方法，其特征是：利用DCS控制单元(4)对凝汽器(3)、汽轮机低压缸(1)、循环水泵、间接空冷塔(5)、管道、阀门及附属设备组成的循环水系统进行自动控制，使凝汽器热负荷和循环水入口温度变化情况下实时控制循环水流量，维持发电机组在最佳经济背压运行；控制过程为：

㈠生成最佳主机循环水泵综合频率指令，基于机理模型推导出最佳经济背压对应的流量，形成最佳主机循环水泵综合频率，建立“凝汽器循环水进水温度-机组凝汽器热负荷-主机循环水泵频率”的三维对应关系图；所述三维对应关系图中凝汽器循环水进水温度、机组凝汽器热负荷覆盖机组运行的全工况；

㈡实现综合频率对单台循泵变频指令的分配，依据不同主机循环水系统的配置，随凝汽器循环水进水温度和机组凝汽器热负荷的变化，生成不同的综合频率，并对单台循泵变频指令的分配；

㈢在DCS控制单元(4)设置：⑴主机循环泵变频器自动投、退功能；⑵主机循环泵频率指令手动偏置功能；⑶频率安全下限；⑷最优综合频率指令生成之后设定惯性环节，防止温度或凝汽器热负荷变化导致最优频率的阶跃变化；⑸根据最优综合频率的变化，需要启停泵时系统设置控制裕量。

2.根据权利要求1所述的基于循环水温度的发电机组背压控制方法，其特征是：所述三维对应关系图进行降维处理过程包括：

⑴通过降低维度，将“凝汽器循环水进水温度-机组凝汽器热负荷-主机循环水泵频率”三维关系图转换为不同凝汽器循环水进水温度下的机组凝汽器热负荷-主机循环水泵频率的二维曲线簇关系；

⑵将凝汽器循环水进水温度按照不同的温度区间，划分为不同的温度点；以某一温度点来代表该温度点所在的温度区间；在该温度区间内，机组凝汽器热负荷和最优主机循环水频率为二维对应关系，实现降维处理；

⑶按照步骤⑵的方法将凝汽器入口温度分为若干个温度区间，覆盖机组运行过程中凝汽器循环水进水温度的全工况变化范围。

3.根据权利要求1所述的基于循环水温度的发电机组背压控制方法，其特征是：所述综合频率对单台循泵变频指令的分配过程如下：

⑴在循环水系统仅设有变频泵的配置下，当主机循环水泵的最优综合频率随着机组工况变化而变化时，系统平均分配综合频率指令至各台并联变频循环泵；

⑵在循环水系统设有变频泵和工频泵的配置下，主机循环水泵的最优综合频率随凝汽器循环水进水温度升高或机组凝汽器热负荷逐渐增加而增加，DCS控制单元(4)根据耗电率判断是否需要启动工频泵运行，DCS控制单元启动一台工频循环泵后，其它运行变频循环泵频率指令为：

每台变频循环水泵频率指令＝(最优综合频率—50)/n

式中：n＝变频循环泵的运行数量；工频循环水泵启动后变频循环水泵频率下调，频率不低于允许下限值；

⑶机组凝汽器热负荷不变情况下改变凝汽器循环水进水温度，单台变频循环泵循的变频控制指令与步骤⑴相同；工况变化最优综合频率需要降低时，控制停止工频泵后进行变频泵频率指令与步骤⑵相同。

4.一种基于循环水温度的发电机组背压控制方法的循环水系统，其特征是：所述系统包括汽轮机低压汽缸(1)、凝汽器(3)、DCS控制单元(4)、间接空冷塔(5)和变频循环泵，所述汽轮机低压汽缸(1)与凝汽器(3)相连，所述凝汽器(3)经循环水管路(11)通过并联运行的变频循环泵连接到间接空冷塔(5)，所述间接空冷塔通过循环回水管路(10)连接到凝汽器(3)；汽轮机带动的发电机设有发电机及功率信号变送器(2)，所述凝汽器(3)的循环水入口设有温度传感器，所述发电机及功率信号变送器(2)和温度传感器通信连接到DCS控制单元(4)，所述DCS控制单元通信连接到变频循环泵。

5.根据权利要求4所述的基于循环水温度的发电机组背压控制循环水系统，其特征是：所述系统还设有工频循环泵，所述凝汽器(3)经循环水管路(11)通过并联运行的变频循环泵和/或工频循环泵连接到间接空冷塔(5)；所述DCS控制单元通信连接到变频循环泵和/或工频循环泵。

6.根据权利要求4所述的基于循环水温度的发电机组背压控制循环水系统，其特征是：所述凝汽器(3)为表面换热器，水侧通过循环水，冷却汽侧的汽轮机低压排汽。

7.根据权利要求4所述的基于循环水温度的发电机组背压控制循环水系统，其特征是：所述间接空冷塔(5)外围垂直布置表面式散热器。