CN111123770B - 一种fcb工况下旁路模型开度确定方法及装置 - Google Patents

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CN111123770B CN201911282582.6A CN201911282582A CN111123770B CN 111123770 B CN111123770 B CN 111123770B CN 201911282582 A CN201911282582 A CN 201911282582A CN 111123770 B CN111123770 B CN 111123770B
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Abstract

本发明提供了一种FCB工况下旁路模型开度确定方法及装置。其中，FCB工况下旁路模型开度确定方法包括获取主蒸汽压力、主蒸汽流量和主蒸汽温度，计算出当前工况下的流量系数；根据旁路阀门的已知流量系数模型，计算出旁路阀门开度，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度下通过旁路的蒸汽流量；根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量；根据得到的所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数；由减温水阀门的已知流量系数模型，计算出减温水阀门开度。

Description

一种FCB工况下旁路模型开度确定方法及装置
技术领域
本发明属于火电机组控制领域，尤其涉及一种FCB工况下旁路模型开度确定方法及装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
火电机组运行过程中，因电网故障、发电机解列、汽轮机跳闸等情况下瞬间甩掉全部对外供电负荷，机组“带厂用电孤岛运行”、“汽机维持额定转速”、或“停机不停炉”的自动控制功能。完善的FCB(fast cut back，机组快速甩负荷功能)能够控制机组在甩负荷后继续运行，在线路、电网等外部故障排除后迅速再次并网带负荷，极大缩短再次带负荷的时间。同时，如发生电网大面积停电的极端情况时，还可以作为电网“黑启动”的启动电源点，为电网快速恢复提供支持，即便是电网外部故障短时间无法排除，机组也能更安全的进行停机操作。
FCB工况下根据当前机组负荷旁路自动快开合适开度是FCB成功的关键：一是旁路快速打开，防止锅炉超压，保护锅炉安全；二是旁路快速打开后，旁路后汽流量瞬时增加，需要旁路减温水调门快速打开一定开度以控制旁路后蒸汽温度，避免旁路后蒸汽温度超温导致旁路保护关闭，致使FCB失败。
发明人发现，FCB工况下旁路快开后蒸汽通流量与当时机组蒸汽量存在不匹配的问题以及旁路快开后旁路减温水投入量与瞬时需求的减温水量也存在不匹配的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种FCB工况下旁路模型开度确定方法及装置，其能够保障FCB成功率，提高发电机组运行效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供的一种FCB工况下旁路模型开度确定方法，包括：
获取主蒸汽压力P1、主蒸汽流量m和主蒸汽温度T，计算出当前工况下的流量系数Kv；
Figure BDA0002317174120000021
其中，a和b均为常数，Ts为主汽压力下的饱和蒸汽温度，Kf为校正系数；
根据旁路阀门的已知流量系数模型Kv＝f1(α)，计算出旁路阀门开度α，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；
根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度α下通过旁路的蒸汽流量FS；
根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量FW；
Figure BDA0002317174120000022
其中，HHP为主蒸汽焓值；HHP0为目标蒸汽焓值；HHP1为减温水焓值；
根据所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数Kv减温水；
Figure BDA0002317174120000023
其中，ρ(T减温水)为减温水温度T减温水对应密度函数；Δρ为阀门前后压差；
由减温水阀门的已知流量系数模型Kv减温水＝f2(β)，确定出减温水阀门开度β。
本发明第二方面提供的一种FCB工况下旁路模型开度确定装置，包括：
当前工况流量系数计算模块，其用于获取主蒸汽压力P1、主蒸汽流量m和主蒸汽温度T，计算出当前工况下的流量系数Kv；
Figure BDA0002317174120000031
其中，a和b均为常数，Ts为主汽压力下的饱和蒸汽温度，Kf为校正系数；
旁路阀门开度计算模块，其用于根据旁路阀门的已知流量系数模型Kv＝f1(α)，计算出旁路阀门开度α，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；
旁路蒸汽流量确定模块，其用于根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度α下通过旁路的蒸汽流量FS；
所需减温水流量计算模块，其用于根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量FW；
Figure BDA0002317174120000032
其中，HHP为主蒸汽焓值；HHP0为目标蒸汽焓值；HHP1为减温水焓值；
减温水阀门流量系数计算模块，其用于根据所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数Kv减温水；
Figure BDA0002317174120000033
其中，ρ(T减温水)为减温水温度T减温水对应密度函数；Δρ为阀门前后压差；
减温水阀门开度确定模块，其用于由减温水阀门的已知流量系数模型：
Kv减温水＝f2(β)，确定出减温水阀门开度β。
本发明第三方面提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的FCB工况下旁路模型开度确定方法中的步骤。
本发明第四方面提供的一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的FCB工况下旁路模型开度确定方法中的步骤。
本发明的有益效果是：
(1)本发明获取主蒸汽压力、主蒸汽流量和主蒸汽温度，计算出当前工况下的流量系数；根据旁路阀门的已知流量系数模型，计算出旁路阀门开度，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压，解决了FCB工况下旁路快开后蒸汽通流量与当时机组蒸汽量不匹配的问题；
(2)根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路开度下通过旁路的蒸汽流量；根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量；根据得到的所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数；由减温水阀门的已知流量系数模型，计算出减温水阀门开度，解决了旁路快开后旁路减温水投入量与瞬时需求的减温水量不匹配的问题，能够快速打开旁路减温水调门以控制旁路后温度，避免旁路后蒸汽温度超温导致旁路保护关闭，保障FCB成功率，提高发电机组运行效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例提供的一种FCB工况下旁路模型开度确定方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种FCB工况下旁路模型开度确定装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
图1给出了本实施例的一种FCB工况下旁路模型开度确定方法流程图。
如图1所示，本实施例的FCB工况下旁路模型开度确定方法，包括：
步骤S101：获取主蒸汽压力P1、主蒸汽流量m和主蒸汽温度T，计算出当前工况下的流量系数Kv；
Figure BDA0002317174120000051
其中，a和b均为常数，Ts为主汽压力下的饱和蒸汽温度，Kf为校正系数；
在具体实施中，主蒸汽压力由设置在锅炉主管道上的压力传感器检测得到；主蒸汽流量由设置在锅炉主管道上的流量传感器检测得到；主蒸汽温度由设置在锅炉主管道上的温度传感器检测得到。
步骤S102：根据旁路阀门的已知流量系数模型Kv＝f1(α)，计算出旁路阀门开度α，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；
步骤S103：根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度α下通过旁路的蒸汽流量FS；
其中，阀门流量特性曲线的横坐标为阀门开度，纵坐标为相应阀门开度下的蒸汽流量。
不同阀门对应的阀门流量特性曲线不同。
步骤S104：根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量FW；
Figure BDA0002317174120000061
其中，HHP为主蒸汽焓值；HHP0为目标蒸汽焓值；HHP1为减温水焓值；
在具体实施中，焓值可采用焓值传感器测量得到，比如HTC105-H焓值传感器等。
步骤S105：根据所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数Kv减温水；
Figure BDA0002317174120000062
其中，ρ(T减温水)为减温水温度T减温水对应密度函数；Δρ为阀门前后压差；
步骤S106：由减温水阀门的已知流量系数模型Kv减温水＝f2(β)，确定出减温水阀门开度β。
本实施例通过获取主蒸汽压力、主蒸汽流量和主蒸汽温度，计算出当前工况下的流量系数；根据旁路阀门的已知流量系数模型，计算出旁路阀门开度，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压，解决了FCB工况下旁路快开后蒸汽通流量与当时机组蒸汽量不匹配的问题；
本实施例根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路开度下通过旁路的蒸汽流量；根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量；根据得到的所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数；由减温水阀门的已知流量系数模型，计算出减温水阀门开度，解决了旁路快开后旁路减温水投入量与瞬时需求的减温水量不匹配的问题，能够快速打开旁路减温水调门以控制旁路后温度，避免旁路后蒸汽温度超温导致旁路保护关闭，保障FCB成功率，提高发电机组运行效率。
实施例2
图2给出了本实施例的一种FCB工况下旁路模型开度确定装置结构示意图。
如图2所示，本实施例提供的FCB工况下旁路模型开度确定装置，包括：
(1)当前工况流量系数计算模块，其用于获取主蒸汽压力P1、主蒸汽流量m和主蒸汽温度T，计算出当前工况下的流量系数Kv；
Figure BDA0002317174120000071
其中，a和b均为常数，Ts为主汽压力下的饱和蒸汽温度，Kf为校正系数；
在具体实施中，主蒸汽压力由设置在锅炉主管道上的压力传感器检测得到；主蒸汽流量由设置在锅炉主管道上的流量传感器检测得到；主蒸汽温度由设置在锅炉主管道上的温度传感器检测得到。
(2)旁路阀门开度计算模块，其用于根据旁路阀门的已知流量系数模型Kv＝f1(α)，计算出旁路阀门开度α，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；
(3)旁路蒸汽流量确定模块，其用于根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度α下通过旁路的蒸汽流量FS；
其中，阀门流量特性曲线的横坐标为阀门开度，纵坐标为相应阀门开度下的蒸汽流量。
不同阀门对应的阀门流量特性曲线不同。
(4)所需减温水流量计算模块，其用于根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量FW；
Figure BDA0002317174120000081
其中，HHP为主蒸汽焓值；HHP0为目标蒸汽焓值；HHP1为减温水焓值；
在具体实施中，焓值可采用焓值传感器测量得到，比如HTC105-H焓值传感器等。
(5)减温水阀门流量系数计算模块，其用于根据所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数Kv减温水；
Figure BDA0002317174120000082
Figure BDA0002317174120000083
其中，ρ(T减温水)为减温水温度T减温水对应密度函数；Δρ为阀门前后压差；
(6)减温水阀门开度确定模块，其用于由减温水阀门的已知流量系数模型：
Kv减温水＝f2(β)，确定出减温水阀门开度β。
本实施例通过获取主蒸汽压力、主蒸汽流量和主蒸汽温度，计算出当前工况下的流量系数；根据旁路阀门的已知流量系数模型，计算出旁路阀门开度，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压，解决了FCB工况下旁路快开后蒸汽通流量与当时机组蒸汽量不匹配的问题；
本实施例根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路开度下通过旁路的蒸汽流量；根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量；根据得到的所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数；由减温水阀门的已知流量系数模型，计算出减温水阀门开度，解决了旁路快开后旁路减温水投入量与瞬时需求的减温水量不匹配的问题，能够快速打开旁路减温水调门以控制旁路后温度，避免旁路后蒸汽温度超温导致旁路保护关闭，保障FCB成功率，提高发电机组运行效率。
实施例3
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1所示的FCB工况下旁路模型开度确定方法中的步骤。
本实施例通过获取主蒸汽压力、主蒸汽流量和主蒸汽温度，计算出当前工况下的流量系数；根据旁路阀门的已知流量系数模型，计算出旁路阀门开度，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压，解决了FCB工况下旁路快开后蒸汽通流量与当时机组蒸汽量不匹配的问题；
本实施例根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路开度下通过旁路的蒸汽流量；根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量；根据得到的所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数；由减温水阀门的已知流量系数模型，计算出减温水阀门开度，解决了旁路快开后旁路减温水投入量与瞬时需求的减温水量不匹配的问题，能够快速打开旁路减温水调门以控制旁路后温度，避免旁路后蒸汽温度超温导致旁路保护关闭，保障FCB成功率，提高发电机组运行效率。
实施例4
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如图1所示的FCB工况下旁路模型开度确定方法中的步骤。
本实施例通过获取主蒸汽压力、主蒸汽流量和主蒸汽温度，计算出当前工况下的流量系数；根据旁路阀门的已知流量系数模型，计算出旁路阀门开度，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压，解决了FCB工况下旁路快开后蒸汽通流量与当时机组蒸汽量不匹配的问题；
本实施例根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路开度下通过旁路的蒸汽流量；根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量；根据得到的所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数；由减温水阀门的已知流量系数模型，计算出减温水阀门开度，解决了旁路快开后旁路减温水投入量与瞬时需求的减温水量不匹配的问题，能够快速打开旁路减温水调门以控制旁路后温度，避免旁路后蒸汽温度超温导致旁路保护关闭，保障FCB成功率，提高发电机组运行效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种FCB工况下旁路模型开度确定方法，其特征在于，包括：
获取主蒸汽压力P1、主蒸汽流量m和主蒸汽温度T，计算出当前工况下的流量系数Kv；
Figure FDA0003089307760000011
其中，a和b均为常数，Ts为主汽压力下的饱和蒸汽温度，Kf为校正系数；主蒸汽压力由设置在锅炉主管道上的压力传感器检测得到；主蒸汽流量由设置在锅炉主管道上的流量传感器检测得到；主蒸汽温度由设置在锅炉主管道上的温度传感器检测得到；
根据旁路阀门的已知流量系数模型Kv＝f1(α)，计算出旁路阀门开度α，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；
根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度α下通过旁路的蒸汽流量FS；
根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量FW；
Figure FDA0003089307760000012
其中，HHP为主蒸汽焓值；HHP0为目标蒸汽焓值；HHP1为减温水焓值；
根据所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数Kv减温水；
Figure FDA0003089307760000013
其中，ρ(T减温水)为减温水温度T减温水对应密度函数；Δρ为阀门前后压差；
由减温水阀门的已知流量系数模型Kv减温水＝f2(β)，确定出减温水阀门开度β。
2.如权利要求1所述的FCB工况下旁路模型开度确定方法，其特征在于，阀门流量特性曲线的横坐标为阀门开度，纵坐标为相应阀门开度下的蒸汽流量。
3.如权利要求1所述的FCB工况下旁路模型开度确定方法，其特征在于，不同阀门对应的阀门流量特性曲线不同。
4.一种FCB工况下旁路模型开度确定装置，其特征在于，包括：
当前工况流量系数计算模块，其用于获取主蒸汽压力P1、主蒸汽流量m和主蒸汽温度T，计算出当前工况下的流量系数Kv；
Figure FDA0003089307760000021
其中，a和b均为常数，Ts为主汽压力下的饱和蒸汽温度，Kf为校正系数；主蒸汽压力由设置在锅炉主管道上的压力传感器检测得到；主蒸汽流量由设置在锅炉主管道上的流量传感器检测得到；主蒸汽温度由设置在锅炉主管道上的温度传感器检测得到；
旁路阀门开度计算模块，其用于根据旁路阀门的已知流量系数模型Kv＝f1(α)，计算出旁路阀门开度α，满足瞬时通流量需求，避免锅炉超压；
旁路蒸汽流量确定模块，其用于根据旁路阀门的已知阀门流量特性曲线，计算出当前旁路阀门开度α下通过旁路的蒸汽流量FS；
所需减温水流量计算模块，其用于根据通过旁路的蒸汽流量及焓值计算得出将当前蒸汽温度降至目标温度所需的减温水流量FW；
Figure FDA0003089307760000022
其中，HHP为主蒸汽焓值；HHP0为目标蒸汽焓值；HHP1为减温水焓值；
减温水阀门流量系数计算模块，其用于根据所需减温水流量，通过阀门流量系数计算公式得出减温水阀门流量系数Kv减温水；
Figure FDA0003089307760000023
其中，ρ(T减温水)为减温水温度T减温水对应密度函数；Δρ为阀门前后压差；
减温水阀门开度确定模块，其用于由减温水阀门的已知流量系数模型：
Kv减温水＝f2(β)，确定出减温水阀门开度β。
5.如权利要求4所述的FCB工况下旁路模型开度确定装置，其特征在于，阀门流量特性曲线的横坐标为阀门开度，纵坐标为相应阀门开度下的蒸汽流量。
6.如权利要求4所述的FCB工况下旁路模型开度确定装置，其特征在于，不同阀门对应的阀门流量特性曲线不同。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的FCB工况下旁路模型开度确定方法中的步骤。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的FCB工况下旁路模型开度确定方法中的步骤。
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