大型火电机组运行优化目标值的研 究和确定.doc

大型火电机组运行优化目标值的研究和确定
发表时间:2004-9-23
作者:胡洪华,黄廷辉,艾卫国,吴涛
摘要:
0  前言
   随着火电机组性能监测和运行优化技术的发展,如何确定运行优化目标值变得越来越重要。目标值的合理确定是机组实施性能诊断和优化运行的前提和基础。火电机组的运行优化目标值的研究在方法上可分为3种:(1)建立以机组经济性为目标函数,采用机组变工况理论优化计算得到;(2)通过机组的最大量优化试验得到;(3)在机组实时运行过程中动态优化确定。而目前国内大量采用的方法为第(1)、(2)种,对第(3)种方法,国内尚未有真正的研究成查报道。国外,在机组优化运行方面做了大量的研究,可动态地给运行人员提供实时的控制目标值。由于影响机组经济性的指标和参数较多,且各种运行优化目标值之间相互关联和耦合,并有固定的层次,代表机组经济性的供电煤耗率是锅炉效率、汽轮机热耗率、厂用电率、管道效率和机械效率的函数,而锅炉效率又是燃料特性、排烟氧量、飞灰含碳量、排烟温度等的函数,并且排烟氧量、飞灰含碳量之间是互相耦合的。因此,研究和正确确定机组运行优化目标值,对提高火电机组的运行水平和经济性具有重要意义。现对火电机组运行优化目标值进行了系统研究,提出各主要参数目标值的确定方法,该方法在多台大型火电机组上的应用实践表明,按该方法确定的优化值,经实践运行证明,%~%。
一、火电机组运行经济性指标
机组标准供电煤耗率目标函数
    我国一般采用供电煤耗率作为机组经济性评价准则,它可全面反映机组的经济性。
         
    式中,b为机组供电煤耗率,g/();HR为汽轮机热耗率,kJ/();ηb为锅炉效率,%;ηp为管道效率,%;ξ为厂用电率,%。
    设机组在优化运行方式及参数下能达到的煤耗率为b。;机组在实际运行方式及运行参数下的煤耗率为ba。火电机组的运行优化就是在机组实际运行条件下,最大限度地降低△b=ba-bo,达到机组运行在最优工况的目的。
    因此,机组运行优化的关键是机组运行热力参数中影响经济性的目标值的确定。
    式(1)表示机组运行经济性的指标,火电机组的经济性优化问题为在任何工况、满足机组安全性前提下,机组的供电煤耗率为最小。火电厂是一个大型的复杂系统,供电煤耗率是众多参数的函数,且有些关系无法用确定的关系式描述,如果直接对供电煤耗率进行优化,将使优化问题变得非常复杂,而且会带来“维数灾”和增加计算机优化难度。为此将该优化问题简单化,将式(1)取自然对数得:
        
      1nb=1nHR--1nηb-1nηp-1n(1-ξ)          (2)
    将机组的优化工况看作是实际运行工况通过优化调整可得到的工况。在优化工况的基础上,将式(2)转化为:
          
    式中,bo为供电煤耗率目标值;HRo为汽轮机热耗率目标值;ηbo为锅炉效率目标值;ηpo为管道效率目标值;ξo为厂用电率目标值。
    △b、△HR、△ηb、△ηp、△ξ分别为机组的实际工况下供电煤耗率、汽轮机热耗率、锅炉效率、管道效率和厂用电率相对其目标值的变化数值。由于管道效率变化较小,可忽略其对供电煤耗率