一种燃气轮机余热锅炉的控制方法及系统与流程

本技术涉及锅炉发电，更具体地，涉及一种燃气轮机余热锅炉的控制及系统。

背景技术：

1、燃气轮机是一种高效的能源转换设备，广泛应用于发电、工业生产和供热等领域。在燃气轮机的运行过程中，大量的废热会以高温废气的形式排放到大气中，造成能源浪费和环境污染。为了有效利用这些废热资源，提高能源利用效率，燃气轮机余热锅炉被广泛应用于余热回收系统中。

2、现有技术中，往往采用固有的控制参数对余热锅炉进行控制，并未考虑燃气轮机的运行情况和余热锅炉自身的复杂情况，导致余热锅炉控制的精度较低，不能适应复杂的运行工况，从而降低了余热回收利用效率。

3、因此，如何提高余热锅炉控制准确性和适应性，是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种燃气轮机余热锅炉的控制，用以解决现有技术中余热锅炉控制精度低、适应性差的技术问题。所述方法包括：

2、获取燃气轮机的运行参数和余热参数，根据燃气轮机的运行参数和余热参数确定燃气轮机运行工况，依据运行参数确定燃气轮机的性能衰退等级；

3、基于燃气轮机运行工况控制余热锅炉的开启，根据燃气轮机的余热参数确定余热锅炉的初始控制参数，并基于初始控制参数对余热锅炉进行控制；

4、余热锅炉运行一段时间后，获取余热锅炉的评价参数和热负荷，并依据余热锅炉的评价参数确定余热锅炉的性能衰退等级；

5、通过燃气轮机的性能衰退等级和余热锅炉的性能衰退等级选择调节模式对余热锅炉控制参数进行调节，调节模式包括第一调节模式和第二调节模式；

6、在第一调节模式中，基于余热参数和热负荷调节控制参数；

7、在第二调节模式中，获取控制参数的影响因素，基于余热参数和热负荷确定控制参数，并根据控制参数的影响因素对控制参数进行多次微调；

8、在第二调节模式中，计算第一调节模式的调节效果和第二调节模式的调节效果，并计算第一调节模式的调节成本和第二调节模式的调节成本，若调节效果和调节成本符合预设要求，则将第二调节模式切换成第一调节模式。

9、本技术一些实施例中，根据燃气轮机的运行参数和余热参数确定燃气轮机运行工况，包括：

10、计算每个运行参数与余热参数的之间的相关度，并将相关度超过相关度阈值的对应的运行参数和余热参数筛选出来，从而建立运行参数变化曲线和余热参数变化曲线；

11、在运行参数变化曲线和余热参数变化曲线中选取多个标志点，从而计算相邻两点之间的斜率变化，从而分别得到第一综合斜率变化和第二综合斜率变化；

12、若第一综合斜率变化不超过第一斜率变化阈值、第二综合斜率变化不超过第二斜率变化阈值，且第一综合斜率变化与第二综合斜率变化符合对应的预设关系，则确定燃气轮机运行工况为稳定工况；

13、否则，确定燃气轮机运行工况为波动工况。

14、本技术一些实施例中，依据运行参数确定燃气轮机的性能衰退等级，包括：

15、获取燃气轮机的评价参数，将运行参数和评价参数代入预设性能衰退等级表中，从而确定燃气轮机的性能衰退等级，其中，性能衰退等级表中运行参数和评价参数共同对应有一个性能衰退等级。

16、本技术一些实施例中，基于燃气轮机运行工况控制余热锅炉的开启，根据燃气轮机的余热参数确定余热锅炉的初始控制参数，并基于初始控制参数对余热锅炉进行控制，包括：

17、当燃气轮机运行工况为稳定工况下，开启余热锅炉；

18、不同燃气轮机的余热参数的大小对应有不同的初始控制参数，并以固定的初始控制参数对余热锅炉进行控制。

19、本技术一些实施例中，通过燃气轮机的性能衰退等级和余热锅炉的性能衰退等级选择调节模式对余热锅炉控制参数进行调节，包括：

20、若燃气轮机的性能衰退等级超过第一等级阈值，且余热锅炉的性能衰退等级超过第二等级阈值，则选择第二调节模式对余热锅炉控制参数进行调节；

21、否则，选择第一调节模式对余热锅炉控制参数进行调节。

22、本技术一些实施例中，在第一调节模式中，基于余热参数和热负荷调节控制参数，包括：

23、余热参数包括废气温度和废气流量，控制参数包括进口水流量和水位；

24、设定废气温度为a，预设废气温度数组(a1，a2，a3，a4)，其中，a1，a2，a3，a4均为预设值，且a1＜a2＜a3＜a4；

25、预设第一进口水流量数组q01(q11，q12，q13，q14)，其中，q11，q12，q13，q14均为预设值，且q11＜q12＜q13＜q14；

26、根据废气温度所处区间选择第一进口水流量；

27、若a＜a1，则选择q11作为第一进口水流量；

28、若a1≤a＜a2，则选择q12作为第一进口水流量；

29、若a2≤a＜a3，则选择q13作为第一进口水流量；

30、若a3≤a＜a4，则选择q14作为第一进口水流量；

31、设定废气流量为b，预设废气流量数组(b1，b2，b3，b4)，其中，b1，b2，b3，b4均为预设值，且b1＜b2＜b3＜b4；

32、预设第二进口水流量数组q02(q21，q22，q23，q24)，其中，q21，q22，q23，q24均为预设值，且q21＜q22＜q23＜q24；

33、根据废气流量所处区间选择第二进口水流量；

34、若b＜b1，则选择q21作为第二进口水流量；

35、若b1≤b＜b2，则选择q22作为第二进口水流量；

36、若b2≤b＜b3，则选择q23作为第二进口水流量；

37、若b3≤b＜b4，则选择q24作为第二进口水流量；

38、将(q01+q02)/2作为进口水流量；

39、设定热负荷为c，预设热负荷数组(c1，c2，c3，c4)，其中，c1，c2，c3，c4均为预设值，且c1＜c2＜c3＜c4；

40、预设水位高度数组(w1，w2，w3，w4)，其中，w1，w2，w3，w4均为预设值，且w1＜w2＜w3＜w4；

41、若c＜c1，则选择w1作为水位高度；

42、若c1≤c＜c2，则选择w2作为水位高度；

43、若c2≤c＜c3，则选择w3作为水位高度；

44、若c3≤c＜c4，则选择w4作为水位高度。

45、本技术一些实施例中，并根据控制参数的影响因素对控制参数进行多次微调，包括：

46、将每种控制参数的影响因素进行量化处理，并构建影响数组(s1，s2，...，sn)，通过影响数组中影响因素的数量和权重确定每次微调的控制参数目标范围；

47、通过影响数组中各个影响因素的大小确定对应的修正系数，根据修正系数对控制参数进行修正，若修正后的控制参数处于控制参数目标范围内，则微调结束；

48、否则，进行下一次微调；

49、其中，影响数组(s1，s2，...，sn)对控制参数的修正顺序为s1，s2，...sn，从而实现依次修正。

50、本技术一些实施例中，若调节效果和调节成本符合预设要求，则将第二调节模式切换成第一调节模式，包括：

51、若第一调节模式的调节效果优于第一效果阈值、调节成本低于第一成本阈值，且第二调节模式的调节效果优于第二效果阈值、调节成本高于第二成本阈值，则将第二调节模式切换成第一调节模式；

52、否则，继续维持第二调节模式。

53、对应的，本技术还提供了一种燃气轮机余热锅炉的控制系统，所述系统包括：

54、第一模块，用于获取燃气轮机的运行参数和余热参数，根据燃气轮机的运行参数和余热参数确定燃气轮机运行工况，依据运行参数确定燃气轮机的性能衰退等级；

55、第二模块，用于基于燃气轮机运行工况控制余热锅炉的开启，根据燃气轮机的余热参数确定余热锅炉的初始控制参数，并基于初始控制参数对余热锅炉进行控制；

56、第三模块，用于余热锅炉运行一段时间后，获取余热锅炉的评价参数和热负荷，并依据余热锅炉的评价参数确定余热锅炉的性能衰退等级；

57、第四模块，用于通过燃气轮机的性能衰退等级和余热锅炉的性能衰退等级选择调节模式对余热锅炉控制参数进行调节，调节模式包括第一调节模式和第二调节模式；

58、第五模块，用于在第一调节模式中，基于余热参数和热负荷调节控制参数；

59、第六模块，用于在第二调节模式中，获取控制参数的影响因素，基于余热参数和热负荷确定控制参数，并根据控制参数的影响因素对控制参数进行多次微调；

60、第七模块，用于在第二调节模式中，计算第一调节模式的调节效果和第二调节模式的调节效果，并计算第一调节模式的调节成本和第二调节模式的调节成本，若调节效果和调节成本符合预设要求，则将第二调节模式切换成第一调节模式。

61、通过应用以上技术方案，获取燃气轮机的运行参数和余热参数，根据燃气轮机的运行参数和余热参数确定燃气轮机运行工况，依据运行参数确定燃气轮机的性能衰退等级；基于燃气轮机运行工况控制余热锅炉的开启，根据燃气轮机的余热参数确定余热锅炉的初始控制参数，并基于初始控制参数对余热锅炉进行控制；余热锅炉运行一段时间后，获取余热锅炉的评价参数和热负荷，并依据余热锅炉的评价参数确定余热锅炉的性能衰退等级；通过燃气轮机的性能衰退等级和余热锅炉的性能衰退等级选择调节模式对余热锅炉控制参数进行调节，调节模式包括第一调节模式和第二调节模式；在第一调节模式中，基于余热参数和热负荷调节控制参数；在第二调节模式中，获取控制参数的影响因素，基于余热参数和热负荷确定控制参数，并根据控制参数的影响因素对控制参数进行多次微调；在第二调节模式中，计算第一调节模式的调节效果和第二调节模式的调节效果，并计算第一调节模式的调节成本和第二调节模式的调节成本，若调节效果和调节成本符合预设要求，则将第二调节模式切换成第一调节模式。本技术通过运行参数和余热参数确定燃气轮机运行工况，从而判断是否开启余热锅炉。通过燃气轮机的性能衰退等级和余热锅炉的性能衰退等级选择调节模式，从而提高余热锅炉的适应性，保证余热锅炉的控制精度。