一种深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法
文献发布时间：2023-06-19 16:11:11
技术领域
本发明涉及汽轮机发电机组技术领域，尤其涉及一种深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法。
背景技术
随着能源转型和新能源装机在各地的高速发展，汽轮机组尤其是火电机组深度调峰成为常态化趋势，机组偏离设计工况较多较大，运行安全压力增加。
国内对于大型汽轮机组，典型设计为基荷、尖峰、部分调峰考虑，而对于当前国内出现的深度调峰需求，尤其是供热工况下热电解耦的问题，导致汽轮机小流量工况和超低背压运行工况经常出现，而且往往低负荷下机组进汽参数不宜控制导致过热度欠热，机组排汽末叶的水蚀压力日益增加。
对于汽轮机叶顶水蚀而言，通过控制进汽参数保证过热度，一定程度可以缓解，而且闭环自动手段相对较多。而对于深度调峰下末叶根部水蚀控制问题，尤其是如何保证末叶安全背压及经济背压的联合主动控制，还是业内的难点。
发明内容
本发明的目的是一种深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法，实现在同步实现经济背压运行基础上，从根本上主动保障机组末叶始终处在根部水蚀安全背压之内，确保末叶长期运行安全。
本发明提供了一种深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法，包括以下步骤：步骤1，实时获取深度机组运行状态参数，包括：
采集机组实时功率、背压、排汽温度、进汽温度、进汽压力、循环水泵功率参数、，确保涉及机组最佳运行背压、安全运行背压的相关状态参数特征值的实时监测和识别；所述状态参数特征值包括：
A
B
C
D
E
步骤2，经济背压优化的模糊控制，包括：
通过步骤1机组状态特征参数的识别，以微增净出力法原则，进行机组经济背压Ptm计算，并通过最佳背压模糊控制策略提供循环水泵优化运行指导；经济背压优化模糊控制策略包括：
δ(Nt，Np)>0，即通过循环水泵功率Np的调整以改变循环水量来改变机组运行背压Pt，进而改变机组出力Nt；当微增出力大于零时则收益为正；此时，继续增加循环水泵功率Np，以增加循环冷却水流量以继续降低机组背压；
δ(Nt，Np)<0，即当微增出力小于零时，则收益为负；不继续增加循环水泵功率Np，停止调整减少循环冷却水流量；
δ(Nt，Np)正向增加趋近零时，即当正收益不再增加时的背压，为经济背压Ptm；
步骤3，安全背压优化的模糊控制，包括：
将步骤2)经济背压优化的计算结果和控制策略，作为机组安全背压优化的决策条件之一，并依据实际背压与安全边界背压的差值，进行模糊判断，提供最终安全背压的循环水泵优化运行指导；安全背压优化模糊控制策略包括：
△(Pt，Pt0)>0，即经过步骤2经济背压优化的模糊控制结果Pt，与厂家给定的机组安全边界背压Pt0进行比较和模糊分析，当前者高于后者时，即处在安全背压运行边界之内，可防止末叶水蚀侵害；
△(Pt，Pt0)<0，即经济背压优化的模糊控制结果Pt在厂家给定的机组安全边界背压Pt0边界之外，此时为不安全运行背压，且容易导致末叶水蚀；
△低压缸轴振Fx，y>20um或△低压缸瓦振Fw>10um，即低压缸轴系稳定性发生显著变化时，停止经济背压、安全背压的之前调整方向并保持严密观察；
将根据上述安全背压边界、轴系稳定性边界的判断，继而调整循环水量来控制背压在安全范围之内，防止水蚀发生或轴系振动劣化；
步骤4,经济安全背压的循环优化，包括：
结合最佳背压和轴系稳定性考虑，在机组确保在安全背压Pt0运行边界内，将步骤3安全背压优化模糊控制策略反馈至步骤2经济背压优化模糊控制，进而实现循环优化控制；经济安全背压循环优化模糊控制策略包括：
δ(Nt，Np)&△(Pt，Pt0)→循环最优控制，即在安全背压Pt0和经济背压Ptm耦合同步循环优化控制策略基础上，确保末叶根部水蚀的主动安全控制；
△低压缸轴振Fx，y<20um或△低压缸瓦振Fw<10um，轴系稳定性安全，继续背压优化调整。
进一步地，所述步骤1还包括：
提取低压缸转子轴系振动数据F振动参数的轴振和瓦振运行数据，当机组背压优化控制中振动突然劣化，停止优化运行操作，以确保机组在背压优化运行下轴系稳定性安全控制。
借由上述方案，通过深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法，可以实现基于深度调峰机组末叶水蚀安全的整体经济背压、安全背压的耦合主动优化，一方面避免了单一经济背压优化时安全性欠妥或单一安全背压优化时经济性欠妥的弊端，另一方面提出了兼顾轴系稳定考虑的背压安全模糊控制策略，更为周全和工程适用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种深度调峰机组末叶湿度安全主动模糊控制方法包括以下步骤：
1)深度机组运行状态参数实时获取：采集机组实时功率、背压、排汽温度、进汽温度、进汽压力、循环水泵功率等运行参数，确保涉及机组最佳运行背压、安全运行背压的相关状态参数特征值可以实时监测和识别。状态参数特征值主要有如下：
A
B
C
D
E
此外，步骤1)中的机组状态参数特征值不局限于上述范围，例如为确保机组在背压优化运行下轴系稳定性安全控制，还应该提取低压缸转子轴系振动数据F
F
2)经济背压优化的模糊控制：通过步骤1)机组状态特征参数的识别，以微增净出力法原则，进行机组经济背压Ptm计算，并通过最佳背压模糊控制策略提供循环水泵优化运行指导。主要模糊控制策略有：
δ(Nt，Np)>0，即通过循环水泵功率Np的调整以改变循环水量来改变机组运行背压Pt，进而改变机组出力Nt。当微增出力大于零时则收益为正。此时，可以继续增加循环水泵功率Np以增加循环冷却水流量以继续降低机组背压。
δ(Nt，Np)<0，即当微增出力小于零时，则收益为负。即不应继续增加循环水泵功率Np，可考虑停止调整减少循环冷却水流量。
δ(Nt，Np)正向增加趋近零时，即当正收益不再增加时的背压，为经济背压Ptm。
3)安全背压优化的模糊控制：步骤2)经济背压优化的计算结果和控制策略，作为机组安全背压优化的决策条件之一，并依据实际背压与安全边界背压的差值，进行模糊判断，提供最终安全背压的循环水泵优化运行指导。主要模糊控制策略有：
△(Pt，Pt0)>0，即经过步骤2)经济背压优化的模糊控制结果Pt，与厂家给定的机组安全边界背压Pt0进行比较和模糊分析，当前者高于后者时，即处在安全背压运行边界之内，可防止末叶水蚀侵害。
△(Pt，Pt0)<0，即经济背压优化的模糊控制结果Pt在厂家给定的机组安全边界背压Pt0边界之外，此时为不安全运行背压，且容易导致末叶水蚀。
△低压缸轴振Fx，y>20um或△低压缸瓦振Fw>10um，即低压缸轴系稳定性发生显著变化时，应停止经济背压、安全背压的之前调整方向并保持严密观察。
安全背压优化模糊控制策略将根据上述安全背压边界、轴系稳定性边界的判断，继而调整循环水量来控制背压在安全范围之内，防止水蚀发生或轴系振动劣化。
4)经济安全背压的循环优化：在机组确保在安全背压Pt0运行边界内，将安全背压运行策略3)反馈至步骤2)经济背压优化模糊控制，进而实现循环优化控制。主要模糊控制策略有：
δ(Nt，Np)&△(Pt，Pt0)→循环最优控制，即在安全背压Pt0和经济背压Ptm耦合同步循环优化控制策略基础上，确保末叶根部水蚀的主动安全控制。
△低压缸轴振Fx，y<20um或△低压缸瓦振Fw<10um，轴系稳定性安全，可继续背压优化调整。
该方法在步骤4)中设置循环优化控制，联合步骤2)经济背压的模糊控制和步骤3)的轴系稳定控制，进一步结合最佳背压和轴系稳定性考虑，确保了末叶水蚀安全条件下的机组本质性保障。在步骤4)中设置循环优化控制，联合步骤2)经济背压的模糊控制和步骤3)安全背压的模糊控制，可以实现整体经济背压、安全背压的耦合主动优化。
本方法步骤2)和步骤3)分别设置了经济背压模糊控制和安全背压模糊控制，用于将专家经验固化到实际运行策略优化，且在步骤4)中设置循环优化控制，结合最佳背压和轴系稳定性考虑，可以实现整体经济背压、安全背压的耦合主动优化，避免了单一经济背压优化时安全性欠妥或单一安全背压优化时经济性欠妥的弊端。
通过本方法可以避免机组在深度调峰和环境温度较低时，运行背压过低而导致偏离最佳运行背压，同时确保背压寻优时轴系振动安全，而且从根本上主动保障了运行背压始终处在根部水蚀安全背压之上，确保末叶长期运行安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。