本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法。

背景技術(shù)：

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)是指將燃?xì)廨啓C(jī)作為前置透平，用余熱鍋爐來回收燃?xì)廨啓C(jī)的排氣余熱，產(chǎn)出若干檔新蒸汽注入汽輪機(jī)，蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功輸出電能。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站以其高效、環(huán)保、靈活的特性，成為目前世界上最重要的發(fā)電形式之一。在國內(nèi)，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組大多被定位為調(diào)峰機(jī)組，晝開夜停、啟停頻繁，啟停階段的運(yùn)行小時(shí)數(shù)在總運(yùn)行時(shí)間中占比大。燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)階段，負(fù)荷低、效率低，其氣耗水平遠(yuǎn)高于正常負(fù)荷情況。因而，提高機(jī)組啟動(dòng)過程的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行很重要。

目前，單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在汽輪機(jī)并網(wǎng)前，即在汽輪機(jī)暖機(jī)階段，燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷匹配策略是：通過將燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的可調(diào)進(jìn)氣導(dǎo)葉(inletguidevane，簡稱igv)關(guān)至零位，再限制燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度(outlettemperaturecalculated，簡稱otc)在一相對(duì)固定值，從而將暖機(jī)期間的燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷限制在一相對(duì)固定值。待汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)和升負(fù)荷完成后，燃?xì)廨啓C(jī)再根據(jù)汽輪機(jī)的應(yīng)力情況，放開上述排煙溫度限制，繼續(xù)升負(fù)荷，igv也隨之逐步開大。

按上述方式暖機(jī)時(shí)，做法雖簡單易行，但由于暖機(jī)期間燃?xì)廨啓C(jī)效率較差，隨著天然氣等燃料價(jià)格的逐步上升，而電價(jià)尚未形成相應(yīng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，導(dǎo)致機(jī)組經(jīng)濟(jì)性將變得更差。同時(shí)，不論機(jī)組啟動(dòng)狀態(tài)為冷態(tài)啟動(dòng)、溫態(tài)啟動(dòng)還是熱態(tài)啟動(dòng)均采用上述方式暖機(jī)時(shí)，還帶來一個(gè)問題：當(dāng)機(jī)組冷態(tài)或溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)，由于汽輪機(jī)暖機(jī)所要求的主蒸汽溫度處于較低值，因而在暖機(jī)階段將耗費(fèi)大量減溫水，又將增加輔機(jī)的功耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法，能夠?qū)θ細(xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整、提高聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)階段的經(jīng)濟(jì)性，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法，包括以下步驟：步驟s1、建立以燃料價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)為輸入量、以燃?xì)廨啓C(jī)的燃料消耗和發(fā)電出力為中間變量、以燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值和排煙溫度設(shè)定值為輸出量的燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型；步驟s2、在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)暖機(jī)階段，通過燃?xì)廨啓C(jī)控制回路對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度及排煙溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值及排煙溫度值與燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的igv開度設(shè)定值及排煙溫度設(shè)定值相匹配，實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)暖機(jī)負(fù)荷的調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，在步驟s2中，根據(jù)汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值進(jìn)行修正，得到排煙溫度修正設(shè)定值，燃?xì)廨啓C(jī)控制回路調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度值與排煙溫度修正設(shè)定值相匹配。

優(yōu)選地，在步驟s2中，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值大于汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值與煙汽換熱端差值之和時(shí)，排煙溫度修正設(shè)定值取排煙溫度設(shè)定值；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值小于汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值與煙汽換熱端差值之和時(shí)，排煙溫度修正設(shè)定值取汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值與煙汽換熱端差值之和。

優(yōu)選地，步驟s1包括：在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組單循環(huán)運(yùn)行時(shí)，通過試驗(yàn)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值和排煙溫度值，得到相應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電出力和燃料消耗數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)樣本；基于數(shù)據(jù)樣本，結(jié)合燃料價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)數(shù)據(jù)建立燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型。

優(yōu)選地，燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的igv開度設(shè)定值和排煙溫度設(shè)定值為使下式中f取得最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的igv開度值和排煙溫度值：f＝發(fā)電出力×上網(wǎng)電價(jià)-燃料消耗×燃料價(jià)格。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的進(jìn)步：

通過建立一個(gè)將燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值及排煙溫度設(shè)定值與燃料價(jià)格及上網(wǎng)電價(jià)相關(guān)聯(lián)的燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型，由該燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型計(jì)算出使聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在當(dāng)前燃料價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)下具有最佳經(jīng)濟(jì)性的燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值和排煙溫度設(shè)定值，并由燃?xì)廨啓C(jī)控制回路根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型的計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值和排煙溫度值，從而調(diào)節(jié)汽輪機(jī)暖機(jī)期間燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷，能夠達(dá)到提高聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)階段經(jīng)濟(jì)性的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。這些實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

如圖1所示，本發(fā)明的聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法的一種實(shí)施例，本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法用于在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)階段、汽輪機(jī)暖機(jī)期間，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

具體地，本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法包括以下步驟：

步驟s1、建立燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型，該燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型以燃料價(jià)格p1和上網(wǎng)電價(jià)p2為輸入量、以燃?xì)廨啓C(jī)的燃料消耗和發(fā)電出力為中間變量、以燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值k和燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度設(shè)定值t為輸出量。

優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，步驟s1中燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型的建立包括：在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組單循環(huán)運(yùn)行時(shí)，即在燃?xì)廨啓C(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，通過試驗(yàn)調(diào)整燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值和排煙溫度值，得到相應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電出力和燃料消耗數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)樣本；基于該數(shù)據(jù)樣本，結(jié)合燃料價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)數(shù)據(jù)建立燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型。進(jìn)一步，該燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的igv開度設(shè)定值k和排煙溫度設(shè)定值t為使下式中f取得最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的igv開度值和排煙溫度值：f＝發(fā)電出力×上網(wǎng)電價(jià)p2-燃料消耗×燃料價(jià)格p1。

通過該燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型，將燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值k及排煙溫度設(shè)定值t與燃料價(jià)格p1及上網(wǎng)電價(jià)p2相關(guān)聯(lián)，在燃料價(jià)格p1和上網(wǎng)電價(jià)p2發(fā)生變化時(shí)，由該燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型可以計(jì)算出使聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在當(dāng)前燃料價(jià)格p1和上網(wǎng)電價(jià)p2下具有最佳經(jīng)濟(jì)性的燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值k和排煙溫度設(shè)定值t。

步驟s2、在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)暖機(jī)階段，通過燃?xì)廨啓C(jī)控制回路對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度和排煙溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值及排煙溫度值與燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的igv開度設(shè)定值k及排煙溫度設(shè)定值t相匹配，實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)暖機(jī)負(fù)荷的調(diào)節(jié)。即在當(dāng)前燃料價(jià)格p1和上網(wǎng)電價(jià)p2下，燃?xì)廨啓C(jī)控制回路根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型的計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值和排煙溫度值，從而調(diào)節(jié)汽輪機(jī)暖機(jī)期間燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷，達(dá)到提高聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)階段經(jīng)濟(jì)性的目的。具體地，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度增加時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷增加，反之則減小；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度增加時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷增加，反之則減小。

進(jìn)一步，由于聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在不同的狀態(tài)(冷態(tài)、溫態(tài)或熱態(tài))下啟動(dòng)時(shí)，汽輪機(jī)暖機(jī)階段所要求的較佳的主蒸汽溫度不同，在冷態(tài)或溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)，汽輪機(jī)暖機(jī)階段所要求的主蒸汽溫度較熱態(tài)啟動(dòng)更低，為適應(yīng)不同啟動(dòng)狀態(tài)下汽輪機(jī)暖機(jī)階段對(duì)主蒸汽溫度的不同要求，本實(shí)施例在步驟s2中，根據(jù)汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值t進(jìn)行修正，得到排煙溫度修正設(shè)定值t′，燃?xì)廨啓C(jī)控制回路調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度值與排煙溫度修正設(shè)定值t′相匹配。

由于聯(lián)合循環(huán)機(jī)組是用余熱鍋爐回收燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽注入汽輪機(jī)中，而余熱鍋爐中存在煙汽換熱端差值δt，因此燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度值應(yīng)不小于汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0與該煙汽換熱端差值δt之和，才能滿足汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0的要求。因此，在本實(shí)施例的步驟s2中，根據(jù)汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值t的修正為：將燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值t與汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0與煙汽換熱端差值δt之和(t0+δt)進(jìn)行比較，取兩者之中的較大值為排煙溫度修正設(shè)定值t′。即當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值t大于汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0與煙汽換熱端差值δt之和(t0+δt)時(shí)，排煙溫度修正設(shè)定值t′取排煙溫度設(shè)定值t；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值t小于汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0與煙汽換熱端差值δt之和(t0+δt)時(shí)，排煙溫度修正設(shè)定值t′取汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0與煙汽換熱端差值δt之和(t0+δt)。以保證燃?xì)廨啓C(jī)控制回路根據(jù)排煙溫度修正設(shè)定值t′調(diào)節(jié)的燃?xì)廨啓C(jī)的排煙溫度能夠滿足汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求。

綜上所述，本實(shí)施例的聯(lián)合循環(huán)暖機(jī)負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配方法，通過建立一個(gè)將燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值k及排煙溫度設(shè)定值t與燃料價(jià)格p1及上網(wǎng)電價(jià)p2相關(guān)聯(lián)的燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型，由該燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型計(jì)算出使聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在當(dāng)前燃料價(jià)格p1和上網(wǎng)電價(jià)p2下具有最佳經(jīng)濟(jì)性的燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度設(shè)定值k和排煙溫度設(shè)定值t，并由燃?xì)廨啓C(jī)控制回路根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型的計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的igv開度值和排煙溫度值，從而調(diào)節(jié)汽輪機(jī)暖機(jī)期間燃?xì)廨啓C(jī)的暖機(jī)負(fù)荷，達(dá)到提高聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)階段經(jīng)濟(jì)性的目的。并進(jìn)一步根據(jù)汽輪機(jī)暖機(jī)階段的主蒸汽溫度需求值t0對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)態(tài)特性模型輸出的排煙溫度設(shè)定值t進(jìn)行修正，能夠適應(yīng)不同啟動(dòng)狀態(tài)下汽輪機(jī)暖機(jī)階段對(duì)主蒸汽溫度的不同要求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。