CN110989360A - 一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，具体包括以下步骤：选取机组运行时的负荷、环境温度、收到基低位发热量和供热流量四个参数，建立四维寻优工况数据库；在火电厂SIS实时/历史数据库中采集计算机组供电煤耗所需的热力参数，根据在线热力计算模型计算出不同工况下的机组性能指标；然后判断机组运行状态；当机组运行状态是稳态时，则根据当前时刻点计算的供电煤耗与历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗进行比较，确定当前时刻点的最优工况。本方法相较于其它运行优化指导方法，能够输出全量的热力计算指标和运行参数；寻优对象为机组历史上曾经运行过的数据，操作指导目标值具有高度的可复现性，实际应用中适用性强。

Description

一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，特别是涉及一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法。
背景技术
目前，在世界能源不足和发电原料成本不断增加的情况下，同时我国计划2020年将能源消耗控制在50亿吨标准煤以内，因此各火力发电企业都在考虑提高电厂经济性和机组运行效率，降低机组发电煤耗，来增强市场竞争力，通过对火电机组的可控运行参数进行合理优化，确保机组在不同的运行条件下都能够达到最佳的运行状态，实现火电机组节能降耗的目的。但是火电机组在实际运行过程中会频繁出现供电煤耗分散度大且长时间偏离历史最优值的现象，这主要是由于机组的经济性能没有达到其应有的水平，机组运行的经济性能受诸多因素影响，其中主要有设计水平、负荷、煤质、设备健康状况以及操作人员水平等。而运行参数偏离最佳值所引起的损失是可以得到有效控制的，以往是根据设计值、经验值或者在设定的理想条件下通过理论计算得到最优运行参数值，这些方法都存在一些弊端，不能求取电厂机组实际稳定运行过程中的主要相关设备运行参数的最优值，没有实现机组在不同工况下达到最低供电煤耗运行，提高电厂整体经济性的目的。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，解决火电机组在运行过程中出现的供电煤耗分散度大且长时间偏离历史最优值的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，具体包括以下步骤：
S1：选取机组运行时的负荷、环境温度、收到基低位发热量和供热流量四个参数，并采用等宽度法进行工况划分，建立四维寻优工况数据库；
S2：在火电厂SIS实时/历史数据库中采集计算机组供电煤耗所需的热力参数，根据在线热力计算模型计算出不同工况下的机组性能指标；
S3：通过采集机组运行中的相关数据，判断机组运行状态是否是稳态；
S4：当S3中判断机组的运行状态是稳态时，则根据当前时刻采集的负荷、环境温度、收到基低位发热量及供热流量参数确定当前时刻所处的运行工况，再根据机组在当前时刻点计算的供电煤耗与历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗进行比较，确定当前时刻点的最优工况；
S5：将当前时刻点的机组性能指标及对应的热力全量输入参数，连同历史寻优工况表中记录煤耗最优时刻点的性能指标及对应时刻的热力全量输入参数一起输出到标准数据表中，为机组参数调整提供参考范围。
进一步的，S2中根据在线热力计算模型计算出不同工况下机组的供电煤耗、锅炉效率及汽机热耗性能指标。
进一步的，S3中逐条采集机组运行数据，根据机组多项参数对比筛选稳态工况，剔除非稳态工况。
进一步的，S3中对比判断机组运行状态时所需采集的相关数据为：与前一时刻相比，当前时刻点的机组负荷变化率是否超限、是否存在主要辅机启停操作、汽轮机调节阀是否做过调整、环保指标是否超标。
进一步的，S4中当机组在当前时刻点计算的供电煤耗高于历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗，确定历史工况表中的数据为最优值记录；
当机组在当前时刻点计算的供电煤耗低于历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗，或者当前工况无历史最优值记录时，将当前时刻点的数据写入历史最优工况表；
当后续的某一时刻，机组再次运行到该寻优工况时，再次将新时刻点的计算煤耗与该工况下的历史最优值进行比较，确定最优工况，如此循环重复，实现最优工况的动态寻优。
进一步的，当机组设备发生重大技术改造或者出现明显性能劣化时，清除历史寻优记录，根据S1-S5中给出的寻优过程重新进行机组历史寻优。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提出的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，相较于现有的其他的运行寻优只能输出主要指标，本方法能够输出全量的热力计算指标和运行参数，将当前时刻点的数据与历史寻优数据同步输出到标准数据表中，方便运维人员合理调整，且由于寻优对象是历史数据，具有操作上的可重复再现性；而且寻优工况采用迭代循环，动态寻优的方式，可逐步逼近机组性能极限值；当设备性能发生重大变化时可通过重建历史寻优工况表，重复寻优过程。
附图说明
图1为采用本发明实施例所述的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法的流程图。
具体实施方式
展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的精神和范围之内。
如图1所示，一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，包括以下步骤：
S1：将机组运行时的负荷、环境温度、收到基低位发热量和供热流量按照等宽度进行工况划分，例如：600MW机组，将负荷从200MW-600MW按照每5MW进行划分，环境温度从10℃-40℃按每1℃进行划分，收到基低位发热量从18000kJ/kg-32000kJ/kg按每100kJ/kg进行划分，供热流量从0-600t/h按每5t/h进行划分，建立四维寻优工况数据库；
S2：选取实际稳态运行工况下的负荷、环境温度、收到基低位发热量和供热流量四个参数；如下表1所示：
表1实际稳态运行下的参数
参数名称 单位 稳态运行值
负荷 MW 304.1
环境温度 ℃ 19.98
收到基低位发热量 kJ/kg 22900
供热流量 t/h 0
供电煤耗 g/kWh 334.44
时标 时间 2019/10/1208:25
……
S3：在寻优工况数据库中按照负荷，环境温度，收到基低位发热量和供热流量四个参数进行自动匹配历史寻优工况，选取最低煤耗的运行工况及其时标，如下表2所示：
表2历史寻优工况与实际稳态运行参数对照表
参数名称 单位 稳态运行值 寻优工况
负荷 MW 304.1 300-305
环境温度 ℃ 19.44 18-19
收到基低位发热量 kJ/kg 22900 22800-23000
供热流量 t/h 0 0
供电煤耗 g/kWh 334.44 335.68
时标 时间 2019/10/1208:25 2019/10/1018:10
……
当机组在当前时刻点计算的供电煤耗低于历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗，或者当前工况无历史最优值记录时，将当前时刻点的数据写入历史最优工况表；当机组在当前时刻点计算的供电煤耗高于历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗，确定历史工况表中的数据为最优值记录；如下表3所示；
表3新的寻优工况与实际稳态运行参数对照表
参数名称 单位 稳态运行值 寻优工况
负荷 MW 304.1 300-305
环境温度 ℃ 19.44 18-19
收到基低位发热量 kJ/kg 22900 22800-23000
供热流量 t/h 0 0
供电煤耗 g/kWh 334.44 334.44
时标 时间 2019/10/1208:25 2019/10/1208:25
……
S4：查询最优工况时标所对应的全量可控参数值，供现场人员参考调整，如下表4所示：
表4最优工况时标所对应的全量可控参数表
参数名称 单位 稳态运行值 寻优参数值
主蒸汽温度 ℃ 567.485 568.293
主蒸汽压力 MPa 13.154 13.233
再热蒸汽温度 ℃ 566.323 567.918
给水温度 ℃ 244.73 238.668
烟气温度 ℃ 116.207 117.499
氧量 ％ 4.795 5.252
凝汽器真空 -KPa -97.105 -97.418
过热减温水量 t/h 59.8 53.6
凝汽器端差 ℃ 7.6 7.2
… … … …
当组设备发生重大技改或者发生明显性能劣化时，可通过重建历史最优工况表，将此前所有历史寻优结果数据进行清除，重复S1-S4的稳态历史寻优过程。
综上，本申请提出的机组稳态寻优方法，在线寻优机组最低煤耗运行工况，确定最优运行工况时标下的可控参数值，方便运行人员调整，实现燃煤电厂节能降耗的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：选取机组运行时的负荷、环境温度、收到基低位发热量和供热流量四个参数，并采用等宽度法进行工况划分，建立四维寻优工况数据库；
S2：在火电厂SIS实时/历史数据库中采集计算机组供电煤耗所需的热力参数，根据在线热力计算模型计算出不同工况下的机组性能指标；
S3：通过采集机组运行中的相关数据，判断机组运行状态是否是稳态；
S4：当S3中判断机组的运行状态是稳态时，则根据当前时刻采集的负荷、环境温度、收到基低位发热量及供热流量参数确定当前时刻所处的运行工况，再根据机组在当前时刻点计算的供电煤耗与历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗进行比较，确定当前时刻点的最优工况；
S5：将当前时刻点的机组性能指标及对应的热力全量输入参数，连同历史寻优工况表中记录煤耗最优时刻点的性能指标及对应时刻的热力全量输入参数一起输出到标准数据表中，为机组参数调整提供参考范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，其特征在于，S2中根据在线热力计算模型计算出不同工况下机组的供电煤耗、锅炉效率及汽机热耗性能指标。
3.根据权利要求1所述的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，其特征在于，S3中逐条采集机组运行数据，根据机组多项参数对比筛选稳态工况，剔除非稳态工况。
4.根据权利要求3所述的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，其特征在于，S3中对比判断机组运行状态时所需采集的相关数据为：与前一时刻相比，当前时刻点的机组负荷变化率是否超限、是否存在主要辅机启停操作、汽轮机调节阀是否做过调整、环保指标是否超标。
5.根据权利要求1所述的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，其特征在于，S4中当机组在当前时刻点计算的供电煤耗高于历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗，确定历史工况表中的数据为最优值记录；
当机组在当前时刻点计算的供电煤耗低于历史寻优工况表中记录的最优时刻供电煤耗，或者当前工况无历史最优值记录时，将当前时刻点的数据写入历史最优工况表；
当后续的某一时刻，机组再次运行到该寻优工况时，再次将新时刻点的计算煤耗与该工况下的历史最优值进行比较，确定最优工况，如此循环重复，实现最优工况的动态寻优。
6.根据权利要求1所述的一种基于全量数据的火电机组稳态历史寻优方法，其特征在于，当机组设备发生重大技术改造或者出现明显性能劣化时，清除历史寻优记录，根据S1-S5中给出的寻优过程重新进行机组历史寻优。
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