火力发电厂湿冷机组冷端系统运行优化控制技术导则.docx

CSEE中国电机工程学会标准T/CSEEXXXX-XXXX火力发电厂湿冷机组冷端系统运行优化控制技术导则Technicaldirectivesforoptimalcontrolofcoldendsystemoperationofwet-cooledunitsinfossilfuelpowerplant（征求意见稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国电机工程学会前5I1范围12规范性引用文件13术语和定义14总则错误!未定义书签.45冷端优化目标4S6冷端优化功能设定456.1基本功能56.2可附加的功能566.3技术间支撑关系错误!未定义书签.67控制优化前置改造568控制系统配置679必要的性能试验689.1试脸条件689.2背压-微增功率测定试验789.3循环水泵特性分析试验789.4凝汽器换热特性分析试验7910能效评估分析与验收8910.1 冷端优化控制系统性能验收8910.2 冷端优化控制能效评估分析8910.3 验收测试资料89*.刖本文件按照中国电机工程学会团体标准管理办法（皙行）的要求，依据GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的货任。本文件由中国电机工程学会提出。本文件由中国电机工程学会热工自动化专业委员会技术归11并解释，本文件起草单位：本文件主要起草人：本文件为首次发布。本文件执行过程中的意见或建议反馈至中国电机工程学会标准执行办公室（地址：100761,网址：，邮箱：）.火力发电厂湿冷机组冷端系统运行优化控制技术导则1范围本文件提供了火力发电厂湿冷机组冷端系统运行优化的技术功能、控制系统配置、必要性试验、实施要点及性能评估方法的建议。本文件适用于水冷凝汽式汽轮发电机组湿冷系统（包括直流供水冷却系统和循环供水冷却系统）冷端优化技术实施过程.2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3216-2016回转动力泵水力性能瞬收试验1级、2级和3级GB/T8117.1-2008汽轮机热力性能验收试验规程第1部分:方法A大型凝汽式汽轮机高准确度试验GB/T26863-2011火电站监控系统术语GB/T37761-2019电力变压器冷却系统P1.C控制装置技术要求D1./T893-2004电站汽轮机名称术语D1./T659-2016火力发电厂分散控制系统验收测试规程D1./T932-2019凝汽器与真空系统运行维护导则D1./T1078-2007表面式凝汽器运行性能试验规程D1./T581-2021凝汽器胶球清洗装置和循环水二次过灌装置JJG0002-1994超声流量计（传播速度差法多普勒法）YB/T4919-2021钢铁行业余热发电汽轮机冷端系统优化技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1厂用电率stationauxiliarypowerrate发电厂同一时期的自用电量与发电量之比。来源：DUT893-2004,2.113.2冷端系统coolendsystem由汽轮机低压排汽缸、凝汽器、冷却水系统及部分其他设备组成的系统。来源：DUT893-2004,4.2冷却水流量CoOlingWaIerflowrate单位时间内的冷却水量。来源：DUT893-2004,4.23.4冷却水温度COOlingwatertemperature冷却水在凝汽器进口处的温度。来源：DUT893-2004,4.2J3.5冷却水温升coolingwatertemperaturerise冷却水在凝汽器出口处的温度与冷却水温度之差。来源：DUT893-2004,4.2J3.6凝汽器压力COndenSerpressure凝汽器第一排冷却水管前某一位置处（一般相距30Omm）的蒸汽绝时压力。来源：DUT893-2004,4.23.7凝汽器特性condensercharacteristics凝汽器压力随凝结蒸汽量、冷却水进口温度及冷却水流量而变化的规律。来源：DUT893-2004,4.43.8总水头totalhead任一截面处的总能量。注1：总水头由式（1）给出：HX=ZX+自+詈（1）式中：Z横截面中心相对基准面的高度：p一所述横截面中心的表压。注2：任一截面处的绝对总水头由式（2）给出：Hs=ZX+.+$+.（2）来源：GB3216-2016,3.2.12J3.9扬程pumptotalhead出口总水头和入口总水头的代数差。注1：如果液体的压缩性可忽略不计，RiJH=H2-H1O如果泵输送液体的压缩性明显，则密度P应用平均值替代：Pm=空扬程应用式(4)计算：W=(¾-z1)+1注2：入口总水头Hl和出口总水头H2分别由式(5)和式(6)给出：HI=ZI+包+J(5)11Pff2H=Z2+立+冬(7)ZiPS2来源：GB3216-20I6.3.2.13-3.2.153.10泵输出功率pumppoweroutput泵出口液体的TI效功率Pu.注：泵输出功率由式(7)给出：Pu=PQgH=pQyI来源：GB3216-2016,3.2,253.11驱动机输入功率driverpowerinput泵驱动机吸收的功率。来源：GB3216-2016,3.2.263.12智能控制器intelligentcontroller具备多模式、变结构、变参数等特点，应用模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等智能算法以及自适应控制、自组织控制和学习控制等技术，实现发电过程的智能信息处理、智能信息反馈和智能控制决策的自动控制器。3.13可编程逻辑控制器programmablelogiccontroller,P1.C常特指用于顺序控制的专用计算机，通过控制器上的编程板或主计算机，通常利用布尔逻辑或维电器梯形图编程语言来改变顺序控制逻辑。也可泛指用于机电过程自动控制的数字计算机，也称可编程控制器。不同于通用计算机，P1.C配置有多个输入和输出装置，可承受更宽的温度变化范围、更苛刻的电气噪声、振动和冲击等。来源：GB/T26863-2011,8.153.14净热耗率netheatrate指汽轮机发电总消耗热量除以汽轮机轴功率减去冷端设备输入功率的差。来源：YB/T4919-2021»3.23.15能效基准energyefficiencybenchmark指用能设备、用能环节在实施节能技术改造前某一时间段内的能源消耗状况。一般情况下，能效基准至少选取机组实施节能技术改造前一个及以上正常生产年度的运行及能耗数据作为能效基准数据。来源：YB/T4919-2021,3.3J3.16能效评估energyefficiencyassessment指对汽轮机冷端系统优化前后机组运行经济性变化而产生的节能效果进行专业评估。来源：YB/T4919-2021,3.44总则4.1 湿冷机组冷端优化对象为水冷凝汽式汽轮发电机组湿冷系统，项目实施之前需根据机组冷端系统结构、工作原理以及设备运行情况，制定冷端优化H标。4.2 基本功能包括循环水泵组运行优化、性能模型的自适应校正以及多变量自适应优化技术：同时可根据需要选择附加功能，实施后可进步提升冷端优化控制效果.通过冷端优化功能设定配置，从而指导控制策略设计与编制工作。4.3 根据冷端优化功能设定、冷端系统结构及设备运行情况，对冷端系统进行前置改造，从而满足冷端优化技术实施要求。4.4 控制系统需满足冷端优化控制实施需求，具备数据分析运算、运行参数优化等功能，具备统一的组态调试环境和冗余机制，信息安全等级满足等保要求，易维护、易扩展。4.5 冷端优化控制策略设计与组态包括冷端优化功能设定、保护与投切逻辑等内容，需获得循环水泵、凝汽器、汽轮机等关键设备的基础性能特性曲线，对于必要的性能特性应按照相关试验标准进行性能试验，为冷端优化提供基础数据与约束边界。4.6 冷端优化技术实施完成后，宜进行能效评估分析与验收。5冷端优化目标熟悉湿冷机组冷端系统工作原理、设备情况及运行状态，结合系统前置改造，通过性能试验、建模仿真、历史数据分析掌握冷端系统相关设备的运行特性，并结合在线数据采集、能效评估分析、多目标寻优和运行控制优化及安全保护等功能，完成湿冷机组冷端优化闭环控制，使机组在任何运行工况下净热耗率最低。相较于冷端优化实施之前，实现节能降耗、势济效益提升的H标。6冷端优化功能设定6.1 基本功能6. 1.1循环水泵组运行优化针对具备变频循泵或高低速泵配置的冷端系统，循环水泵组运行具有不同的组合形式。宜对不同组合运行工况下，循环水泵泵耗功的运行特性曲线进行分析，依托其运行特性试验结果，结合冷端系统多变量自适应优化技术计算循泵耗功与汽机微增功率之间的最优运行工况点,从而完成循环水泵组合方式或转速的调整，实现循环水泵组运行优化。7. 1.2性能模型的自适应校正受冷端设备结垢、老化等原因影响，制造厂试验核定或者仿真建模分析获得的特性曲线往往会产生偏差,从而造成寻优结果不精确。宜依据冷端设备运行参数的实时数据，包括但不限于当前凝汽器背压、冷却水温度、冷却温升、当前潮位或冷却塔液位、循环水泵出口压力、循环水泵转速、循环水泵电流数据，计算获得总水头、扬程、泵输出功率，完成冷端关键设备的在线监测及性能模型的自适应校正，从而确定多变量稳态优化模型的边界条件，给出可靠精确的性能模型。8. 1.3冷端系统多变量自适应优化建议综合采用理论、仿真与试验相结合的方法，获取循环水泵、凝汽器、汽轮机微增功率的变工况特性，根据环境温度、海水潮差、负荷、冷端设备运行性能等多变量变化进行实时监测、性能评估和优化控制，采用寻优算法完成多变量在线寻优，实现当前设备运行工况下可控参数的闭环调节，深度发掘机组冷端的节能运行潜力,使冷端系统运行在最佳经济收益区，实现综合热耗率或燃料耗量最低为目标，获得可观的节能收益。6.2 可附加的功能6 .2.1凝汽器换热清洁度在线优化针对配置有保证冷却管清洁设备的机组，如胶球清洗装置等（其中胶球质量、清洗时间间隔以及收球率等技术指标应符合DIJT581标准要求），推荐增加全天24h自动间歇运行清洗控制优化功能，通过实时测量数据完成凝汽器换热清洁度的计算，根据凝汽器清洁度情况，完成胶球泵的释放与回收，保证凝汽器换热特性维持在较优的控制效果，保证凝汽器冷却管长期保持清洁，提升凝汽器换热效率。7 .2.2抽真空系统节能结合当前运行工况，寻找历史相同工况下的背压数据，并结合当前工况凝汽器热负荷和凝汽器性能特性曲线，获得该工况下的理论背压。如果当前背压与理论背压偏差大于预设定值时，即说明凝汽器存在不可凝结气体，建议通过自动开启抽真空系统，使得凝汽器运行在最佳的工作状态，避免抽真空系统多度使用或使用不及时造成的能量损失。6.2.3循泵动态变频辅助变负荷响应对于具备变频循环水泵配置的机组，循环冷却水系统具有较大的热惯性和蓄能。推荐开展动态扰动实验，通过循环水