一种引风机小汽轮机的控制方法及系统

技术领域

本申请涉及引风机技术领域，特别是涉及一种引风机小汽轮机的控制方法及系统。

背景技术

引风机小机为单缸、单流、反动背压式定转速汽轮机。主机正常运行时，引风机小机是利用锅炉一级再热器出口蒸汽作为其工作汽源，调试、启动汽源采用辅助蒸汽。

引风机小汽轮机投运后，由于没有主蒸汽流量，引风机小汽轮机的出力调整均是手动调整，且无法估算机组对外供汽流量，此流量＞150t/h后会导致主汽轮机末级叶片寿命损失。现阶段为了防止汽轮机末级叶片损伤，长期控制引风机小机出力，保守运行，厂用电率无法达到预期。

发明内容

本申请的目的是：为解决上述技术问题，本申请提供了一种引风机小汽轮机的控制方法及系统，旨在实现小汽轮机的智能控制，防止汽轮机末级叶片损伤。

本申请的一些实施例中，通增设处理单元，采用弗留格尔公式计算引风机小机主蒸汽流量，进行逻辑组态，在DCS上直观展示出每台引风机小机的主蒸汽流量，结合机组总的供热量，合理分配机组抽汽量，从而实现机组最佳厂用电率和最大的经济效益。避免运行人员因调整不及时导致汽轮机末级叶片寿命损伤，保证设备安全。

本申请的一些实施例中，通过弗留格尔公式计算并修正阀门特性偏差后，得出引风机小机修正后的实际流量。利用设备规范中给出的标准流量值进行插值计算，模拟出不同调门开度下的流量曲线，将通过弗留格尔公式计算出的流量曲线进行对比进行误差分析，从而建立小汽轮机流量－调门开度模型，从而通过动态调整调门，保证机组对外供汽不超限的前提下实现厂用电率达到最优化。

本申请的一些实施例中，提供了一种引风机小汽轮机的控制方法，包括：

根据预设反馈时间节点获取需求供汽量，根据所述需求供汽量生成主蒸汽流量总值；

根据所述引风机主蒸汽流量总值设定小汽轮机的运行流量；

建立小汽轮机流量－调门开度模型，根据所述小汽轮机的运行流量和所述汽轮机流量－调门开度模型设定小汽轮机的调门开度。

本申请的一些实施例中，建立小汽轮机流量－调门开度模型时，包括：

建立小汽轮机主蒸汽流量模型，所述小汽轮机主蒸汽流量模型为：

其中，G

P为小汽轮机调节压力，T为小汽轮机调节温度，G为小机主蒸汽流量。

本申请的一些实施例中，建立小汽轮机流量－调门开度模型时，还包括：

根据所述小汽轮机主蒸汽流量模型生成初始流量曲线；

获取阀门特性偏差，根据所述阀门特性偏差和所述初始流量曲线生成不同调门开度下的流量曲线；

根据所述全部流量曲线生成小汽轮机流量－调门开度模型。

本申请的一些实施例中，根据所述引风机主蒸汽流量总值设定小汽轮机的运行流量时，包括：

获取小汽轮机数量和小汽轮机的运行评价值；

根据所述小汽轮机的运行评价值生成分配顺序；

根据所述引风机主蒸汽流量和所述分配顺序生成各个小汽轮机的运行流量。

本申请的一些实施例中，所述根据预设反馈时间节点获取需求供汽量时，包括：

获取热用户参数，根据所述热用户参数设定需求波动评价值a；

根据所述热用户需求波动评价值a设定相邻反馈时间间隔之间的时间间隔t。

本申请的一些实施例中，根据所述热用户参数设定需求波动评价值a时，包括：

建立反馈时间轴，根据所述反馈时间轴获取多个历史反馈时间节点的需求供汽量；

相邻所述历史反馈节点之间根据对应的需求供汽量依次作差，生成多个需求差值；

根据全部所述需求差值生成需求总差值，根据所述需求总差值生成第一评价值a1

根据全部所述需求差值生成需求方差值，根据所述需求方差值生成第二评价值a2；

生成需求波动评价值a，a＝n1＊a1+a2＊n2，其中n1为预设第一权重系数，n2为预设第二权重系数。

本申请的一些实施例中，所述设定时间间隔t时，包括：

预设时间间隔矩阵T，设定T(T1，T2，T3，T4)，其中，T1为预设第一时间间隔，T2为预设第二时间间隔，T3为预设第三时间间隔，T4为预设第四时间间隔，且T1＜T2＜T3＜T4；

预设需求波动评价值矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一需求波动评价值，A2为预设第二需求波动评价值，A3为预设第三需求波动评价值，A4为预设第四需求波动评价值，且A1＜A2＜A3＜A4；

若A1＜a＜A2，设定时间间隔t为预设第四时间间隔T4，即t＝T4；

若A2＜a＜A3，设定时间间隔t为预设第三时间间隔T3，即t＝T3；

若A3＜a＜A4，设定时间间隔t为预设第二时间间隔T2，即t＝T2；

若a＞A4，设定时间间隔t为预设第一时间间隔T1，即t＝T1。

本申请的一些实施例中，提供了一种引风机小汽轮机的控制系统，包括：

需求单元，用于采集热用户的需求供汽量；

处理单元，用于根据所述需求供汽量设定小汽轮机的运行流量；

建模单元，用于建立小汽轮机流量－调门开度模型；

所述处理单元包括：

第一处理模块，用于设定反馈时间节点，所述第一处理模块还用于根据所述反馈时间节点获取需求供汽量，并根据所述需求供汽量生成主蒸汽流量总值；

第二处理模块，根据所述引风机主蒸汽流量总值设定小汽轮机的运行流量；

第三处理模块，根据所述小汽轮机的运行流量和所述汽轮机流量－调门开度模型设定小汽轮机的调门开度。

本申请的一些实施例中，所述建模单元包括：

第一建模模块，用于建立小汽轮机主蒸汽流量模型，所述小汽轮机主蒸汽流量模型为：

其中，G

P为小汽轮机调节压力，T为小汽轮机调节温度，G为小机主蒸汽流量；

第二建模模块，用于根据所述小汽轮机主蒸汽流量模型生成初始流量曲线；所述第二建模模块还用于获取阀门特性偏差，并根据所述阀门特性偏差和所述初始流量曲线生成不同调门开度下的流量曲线；

所述第二建模模块还用于根据所述全部流量曲线生成小汽轮机流量－调门开度模型。

本申请的一些实施例中，所述第一处理模块还用于：

获取热用户参数，根据所述热用户参数设定需求波动评价值a；

根据所述热用户需求波动评价值a设定相邻反馈时间间隔之间的时间间隔t。

本申请实施例一种引风机小汽轮机的控制方法及系统与现有技术相比，其有益效果在于：

通增设处理单元，采用弗留格尔公式计算引风机小机主蒸汽流量，进行逻辑组态，在DCS上直观展示出每台引风机小机的主蒸汽流量，结合机组总的供热量，合理分配机组抽汽量，从而实现机组最佳厂用电率和最大的经济效益。避免运行人员因调整不及时导致汽轮机末级叶片寿命损伤，保证设备安全。

通过弗留格尔公式计算并修正阀门特性偏差后，得出引风机小机修正后的实际流量。利用设备规范中给出的标准流量值进行插值计算，模拟出不同调门开度下的流量曲线，将通过弗留格尔公式计算出的流量曲线进行对比进行误差分析，从而建立小汽轮机流量－调门开度模型，从而通过动态调整调门，保证机组对外供汽不超限的前提下实现厂用电率达到最优化。

附图说明

图1是本申请实施例优选实施例中一种引风机小汽轮机的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例优选实施例的一种

如图1所示，本申请实施例优选实施例的一种引风机小汽轮机的控制方法，包括：

S101：根据预设反馈时间节点获取需求供汽量，根据需求供汽量生成主蒸汽流量总值；

S102：根据引风机主蒸汽流量总值设定小汽轮机的运行流量；

S103：建立小汽轮机流量－调门开度模型，根据小汽轮机的运行流量和汽轮机流量－调门开度模型设定小汽轮机的调门开度。

具体而言，建立小汽轮机流量－调门开度模型时，包括：

建立小汽轮机主蒸汽流量模型，小汽轮机主蒸汽流量模型为：

其中，G0为额定工况小汽轮机主蒸汽流量，P0为小汽轮机额定压力，T0为小汽轮机额定温度；

P为小汽轮机调节压力，T为小汽轮机调节温度，G为小机主蒸汽流量。

具体而言，建立小汽轮机流量－调门开度模型时，还包括：

根据小汽轮机主蒸汽流量模型生成初始流量曲线；

获取阀门特性偏差，根据阀门特性偏差和初始流量曲线生成不同调门开度下的流量曲线；

根据全部流量曲线生成小汽轮机流量－调门开度模型。

根据引风机主蒸汽流量总值设定小汽轮机的运行流量时，包括：

获取小汽轮机数量和小汽轮机的运行评价值；

根据小汽轮机的运行评价值生成分配顺序；

根据引风机主蒸汽流量和分配顺序生成各个小汽轮机的运行流量。

具体而言，根据小汽轮机的运行历史时长，叶片损耗量等参数设定运行评级值，其运行评级值越高说明小汽轮机的性能越好，分配顺序越靠前，根据小汽轮机的历史运行数据设定最优运行负荷，设定单个小汽轮机的分配量，根据其分配顺序，当前一个小汽轮机达到最优分配量后，下一个小汽轮机开始分配剩余量，直至全部分配完成，若全部汽轮机分配完成后仍有剩余，则对剩余量进行均分。

具体而言，需求供汽量是指在运行中对外供汽的总量，包含对外供热流量，引风机小机用汽量等，需求供气量供汽量＝供热总量和+引风机小机主蒸汽流量和。

具体而言，通过弗留格尔公式计算并修正阀门特性偏差后，得出引风机小机修正后的实际流量。利用设备规范中给出的标准流量值进行插值计算，模拟出不同调门开度下的流量曲线，将通过弗留格尔公式计算出的流量曲线进行对比进行误差分析，从而建立小汽轮机流量－调门开度模型，从而通过动态调整调门，保证系统稳定运行。

本申请实施例优选实施例中，根据预设反馈时间节点获取需求供汽量时，包括：

获取热用户参数，根据热用户参数设定需求波动评价值a；

根据热用户需求波动评价值a设定相邻反馈时间间隔之间的时间间隔t。

具体而言，根据热用户参数设定需求波动评价值a时，包括：

建立反馈时间轴，根据反馈时间轴获取多个历史反馈时间节点的需求供汽量；

相邻历史反馈节点之间根据对应的需求供汽量依次作差，生成多个需求差值；

根据全部需求差值生成需求总差值，根据需求总差值生成第一评价值a1

根据全部需求差值生成需求方差值，根据需求方差值生成第二评价值a2；

生成需求波动评价值a，a＝n1＊a1+a2＊n2，其中n1为预设第一权重系数，n2为预设第二权重系数。

具体而言，其第一评价值和第二评价值取值范围相同，需求总差值越高，对应的第一评价值也越高，需求方差值越高，对应的第二评价值也越高。其需求总差值和第一评价值，需求方差值和第二评价值之间的关系可根据历史数据进行设定。

具体而言，设定时间间隔t时，包括：

预设时间间隔矩阵T，设定T(T1，T2，T3，T4)，其中，T1为预设第一时间间隔，T2为预设第二时间间隔，T3为预设第三时间间隔，T4为预设第四时间间隔，且T1＜T2＜T3＜T4；

预设需求波动评价值矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一需求波动评价值，A2为预设第二需求波动评价值，A3为预设第三需求波动评价值，A4为预设第四需求波动评价值，且A1＜A2＜A3＜A4；

若A1＜a＜A2，设定时间间隔t为预设第四时间间隔T4，即t＝T4；

若A2＜a＜A3，设定时间间隔t为预设第三时间间隔T3，即t＝T3；

若A3＜a＜A4，设定时间间隔t为预设第二时间间隔T2，即t＝T2；

若a＞A4，设定时间间隔t为预设第一时间间隔T1，即t＝T1。

可以理解的是，上述实施例中，通过需求波动评价值动态调整时间间隔，从而及时对小汽轮机的调门开度进行调节，保证供热需求的稳定。避免因流量过大，导致主汽轮机末级叶片寿命损失。

基于上述任一优选实施例中引风机小汽轮机的控制方法的又一优选实施例，本实施例中提供了一种引风机小汽轮机的控制系统，包括：

需求单元，用于采集热用户的需求供汽量；

处理单元，用于根据需求供汽量设定小汽轮机的运行流量；

建模单元，用于建立小汽轮机流量－调门开度模型；

处理单元包括：

第一处理模块，用于设定反馈时间节点，第一处理模块还用于根据反馈时间节点获取需求供汽量，并根据需求供汽量生成主蒸汽流量总值；

第二处理模块，根据引风机主蒸汽流量总值设定小汽轮机的运行流量；

第三处理模块，根据小汽轮机的运行流量和汽轮机流量－调门开度模型设定小汽轮机的调门开度。

具体而言，建模单元包括：

第一建模模块，用于建立小汽轮机主蒸汽流量模型，小汽轮机主蒸汽流量模型为：

其中，G0为额定工况小汽轮机主蒸汽流量，P0为小汽轮机额定压力，T0为小汽轮机额定温度；

P为小汽轮机调节压力，T为小汽轮机调节温度，G为小机主蒸汽流量；

第二建模模块，用于根据小汽轮机主蒸汽流量模型生成初始流量曲线；第二建模模块还用于获取阀门特性偏差，并根据阀门特性偏差和初始流量曲线生成不同调门开度下的流量曲线；

第二建模模块还用于根据全部流量曲线生成小汽轮机流量－调门开度模型。

具体而言，第一处理模块还用于：

获取热用户参数，根据热用户参数设定需求波动评价值a；

根据热用户需求波动评价值a设定相邻反馈时间间隔之间的时间间隔t。

具体而言，第一处理模块定义了需求供汽量，具体是指在运行中对外供汽的总量，包含对外供热流量，引风机小机用汽量等，需求供气量供汽量＝供热总量和+引风机小机主蒸汽流量和

具体而言，通增设处理单元，采用弗留格尔公式计算引风机小机主蒸汽流量，进行逻辑组态，在DCS上直观展示出每台引风机小机的主蒸汽流量，结合机组总的供热量，合理分配机组抽汽量，从而实现机组最佳厂用电率和最大的经济效益。避免运行人员因调整不及时导致汽轮机末级叶片寿命损伤，保证设备安全。

具体而言，通过弗留格尔公式计算并修正阀门特性偏差后，得出引风机小机修正后的实际流量。利用设备规范中给出的标准流量值进行插值计算，模拟出不同调门开度下的流量曲线，将通过弗留格尔公式计算出的流量曲线进行对比进行误差分析，从而建立小汽轮机流量－调门开度模型，从而通过动态调整调门，保证机组对外供汽不超限的前提下实现厂用电率达到最优化。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。