[发明专利]一种间接空冷控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种间接空冷控制系统，包括数据采集模块、大数据模型计算模块、机理模型计算模块、水温偏差处理模块、安全模块、执行处理模块和工业控制器，所述数据采集模块同时与大数据模型计算模块、机理模型计算模块、水温偏差处理模块、安全模块连接，所述执行处理模块与大数据模型计算模块、机理模型计算模块、水温偏差处理模块连接，执行处理模块和安全模块与工业控制器连接。本发明利用大数据模型、机理模型和水温偏差模型相结合，提升了间接空冷运行的稳定性，利用安全模块提升了间接空冷运行的安全性，利用各个模块的系统能够使得在管束不冻结的前提下降低扇区出口冷水温度，达到降低汽轮机背压从而降低能耗的目的。

技术领域

本发明涉及火电厂间接空冷系统仿真、系统控制、大数据分析和人工智能技术领域，具体涉及一种间接空冷控制系统和方法。

背景技术

在火力发电厂及核能发电厂中，汽轮机乏汽需要通过凝汽器冷却凝结成水，再返回锅炉循环使用，而在我国北方缺水的地区，凝汽器的换热通常是通过间接空冷系统来完成。在间接空冷系统中，循环水通过凝汽器冷却汽轮机排出的乏汽，冷却乏汽后循环水的温度升高，进入间接空冷中被空气冷却，冷却之后的循环水继续通过凝汽器冷却乏汽。为了保证循环水能够将乏汽冷却到符合需求的温度区间，需要调节空气与循环水的换热量，现今的方法是通过改变间接空冷百叶窗的开度。当改变间接空冷百叶窗的开度时，与循环水换热的空气流量会改变。根据热力学第一定律及牛顿冷却公式，空气与循环水的换热量会因此发生变化。当循环水与空气的换热量太少则无法将循环水冷却到适宜的温度，这会导致汽轮机的背压过高从而提升能耗，当循环水与空气的换热量太多则会导致循环水温度过低，冬季时当循环水温度降低至0℃以下时会发生冻管现象。因此通过控制百叶窗开度来控制循环水温度十分重要。

现有技术是采用人工操作来控制百叶窗开度，或者采用传统的控制方式如PID控制。人工控制需要耗费人力成本，而且由于人的情绪化等原因，无法精准控制百叶窗开度。传统控制在冬季环境温度低于0℃时，为防止循环水冻结，需要提高循环水温度，导致汽轮机背压升高从到使得能耗增大。同时传统控制在外界条件发生变化时，控制手段滞后。随着人工智能的发展，有些地方开始使用人工智能来控制百叶窗开度，但是人工智能是基于大数据模型的，大数据模型的局限性在于有时会输出偏差很大的数值，即使是成熟的模型也只是将输出大偏差数值的概率降低。另外，大数据模型无法处理其数据库中不存在的工况，这就导致了模型的适用性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种间接空冷控制系统和方法，间接空冷的百叶窗在无人操控的情况下能够根据情况自动增大或减小开度，达到安全稳定运行及节能的目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种间接空冷控制系统，包括数据采集模块、大数据模型计算模块、机理模型计算模块、水温偏差处理模块、安全模块、执行处理模块和工业控制器，所述数据采集模块同时与大数据模型计算模块、机理模型计算模块、水温偏差处理模块、安全模块连接，所述执行处理模块与大数据模型计算模块、机理模型计算模块、水温偏差处理模块连接，执行处理模块和安全模块与工业控制器连接。

优选的，所述大数据模型计算模块为基于大数据处理算法及人工智能算法而建立的模型，输入数据采集模块所采集到的数据，利用大数据模型进行计算，输出间接空冷中各个扇区百叶窗的大数据开度。

优选的，所述机理模型计算模块为基于间接空冷内水和空气的换热特性和流动特性建立的模型，输入数据采集模块采集的数据，输出间接空冷中各个扇区百叶窗的机理平均开度。

优选的，所述水温偏差处理模块为基于扇区出口冷水温度和扇区设定出口冷水温度而建立的模型，此模块输入数据采集模块采集的扇区出口冷水温度和扇区设定出口冷水温度，输出间接空冷中各个扇区百叶窗的补充平均开度。

优选的，所述机理模型计算模块将机组热水母管温度、扇区冷水母管温度、进入间接空冷用于换热的水的流量、间接空冷外界的风速、环境温度这些参数单个或多个作为变量。