燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统的制作方法

本发明涉及机组控制，尤其涉及燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统。

背景技术：

1、随着城市的发展，以及对环保要求的逐渐提高，燃煤锅炉逐渐被燃气锅炉取代，而燃气锅炉燃烧后产生的烟气内依然具有一定的余热，这部分热量需要合理的利用。

2、现有技术中，燃气锅炉通过烟气管道与工艺下游的烟囱连通以将烟气排放至外界；同时，由于烟气中存在余热，因此现有技术中的系统都会加装余热控制系统，将烟气中的余热控制利用，并且降低烟气的热量也有利于满足环保排放要求。

3、但是，现有技术中的余热控制系统结构单一、仅通过一根支路将烟气连通至余热控制器，并最终控制热量，降低烟气的温度，再排放。因此，现有技术中的余热控制系统并没有管路的切换和控制，因此，对于不同温度和排量要求的烟气没有合理的应对方案，所以，现有技术中的余热控制系统还需要本领域技术人员的改进。

技术实现思路

1、本发明提供燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，用以解决现有技术中现有技术中的余热控制系统对于不同温度和排量要求的烟气没有合理的应对方案的缺陷。

2、一方面，本发明提供燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，包括：

3、循环加热模块：通过燃气轮机和蒸汽轮机对燃料循环加热，并控制进入燃气轮机的燃料或空气的温度；

4、控制模块：根据燃气-蒸汽联合循环机组的实际运行情况及进入燃气轮机的燃料或空气的温度，控制所述燃气轮机和蒸汽轮机的同步升负荷。

5、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述循环加热模块，包括：

6、循环加热单元一：燃料和空气进入燃气轮机中燃烧做功，做功后的烟气进入余热锅炉的余热烟道，并且对蒸汽循环回路的给水进行加热，给水被加热为水蒸气进入蒸汽轮机做功，做功后的水蒸气经过凝汽器被冷却为给水，再经过凝结水加热器后回流至余热锅炉；

7、循环加热单元二：凝结水加热器中部分给水从预热抽水口进入预热换热器，给水进入预热换热器的第一换热通道内，对预热换热器的第二换热通道内的燃料或空气进行预热，燃料或空气被升温，给水降温，升温后的燃料或空气进入燃气轮机燃烧，降温后的给水从预热补水口回流至凝结水加热器；

8、流量调节单元：根据温度传感器检测到的燃气轮机空气入口处空气的温度或燃料入口处燃料的温度，调节流量控制阀，控制从预热抽水口进入预热换热器的给水流量，从而控制进入燃气轮机的燃料或空气的温度；

9、供热策略制定单元：根据所述循环加热单元和流量调节单元制定供热策略，判断并执行最优供热策略。

10、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述供热策略制定单元，包括：

11、指数计算单元：根据实时天然气供气量计算燃气-蒸汽联合循环机组的各供热模式的实时最大供热能力和实时经济指数；

12、比较单元一：分别比较各供热模式的实时最大供热能力与供热公司下达的热负荷需求关系，若某个模式的实时最大供热能力大于热负荷需求则该模式被保留，反之则不保留；

13、比较单元二：比较在各供热模式的实时经济指数关系，将其中经济指数最大的供热模式设置为最优模式；

14、判断单元：判断当前各供热模式是否为最优模式，若当前各供热模式不为最优模式，则按照预制的各供热模式间切换步骤将当前供热模式切换至最优模式。

15、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述判断单元，包括：

16、判断单元一：判断当前各供热模式是否为最优模式，若当前各供热模式为最优模式，则判断燃气-蒸汽联合循环机组的实时供热量与热负荷需求的差值是否超出设计的限值，若两者差值超过限值，则按照预制的各供热模式运行参数优化方法优化运行参数，若两者差值不超过限值，则不进行参数优化；

17、优化单元：根据当前运行参数制定优化方案，得到优化后的参数。

18、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述优化单元，包括：

19、初始化单元：数据初始化，增加四个子种群，定义各设备的功率作为输入值蚂蚁，对应的局部最优解为蚁狮，确定蚂蚁和蚁狮的数量以及变量维数，在可行域内随机初始化它们的位置，并计算相应的适应度值；

20、选择单元：选择初始化后蚁狮群中适应度最好的作为精英蚁狮；

21、移动单元：通过轮盘赌算法为每只蚂蚁选择一只蚁狮，根据蚁狮位置更新的值，使该蚂蚁在蚁狮和精英蚁狮的附近随机游走，取平均值作为蚂蚁的位置；

22、更新单元：每次迭代后重新计算蚂蚁和蚁狮的适应值，根据蚂蚁的位置和适应度更新蚁狮的位置，适应度最好的位置为精英蚁狮的位置；

23、迭代判断单元：判断是否达到最大迭代次数，若达到，输出系统各设备出力的最优结果作为输入进入系统仿真，若未达到则返回移动单元。

24、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述控制模块，包括：

25、获取单元：获取燃气-蒸汽联合循环机组的实发功率值和目标负荷值，根据所述实发功率值与所述目标负荷值的偏差，控制燃气轮机的负荷，使所述实发功率值与所述目标负荷值一致；

26、修正单元：根据所述燃气-蒸汽联合循环机组的实际运行情况，修正燃气轮机和余热锅炉-蒸汽轮机的负荷比例；

27、控制单元：根据所述燃气轮机的负荷变化率上限、下限、排气温度和蒸汽轮机缸温变化速率自动计算所述燃气-蒸汽联合循环机组的负荷变化速率，并且，根据所述负荷变化速率，控制所述燃气轮机和蒸汽轮机的同步升负荷。

28、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述控制模块，还包括：

29、顺控启停单元，用于控制蒸汽轮机的冷态起动、温态起动、热态起动和正常停机工况下的带断点确认的顺控启停，以及控制燃气轮机的扩散燃烧、混合燃烧以及预混燃烧工况下的升负荷速率。

30、根据本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，所述控制模块，还包括：

31、机组负荷能力计算单元，用于计算所述燃气-蒸汽联合循环机组在不同运行工况下所能承担的最大负荷能力值，并将所述燃气-蒸汽联合循环机组在不同运行工况下的负荷限制限制在相应的所述最大负荷能力值。

32、本发明提供的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，系统包括循环加热模块：通过燃气轮机和蒸汽轮机对燃料循环加热，并控制进入燃气轮机的燃料或空气的温度；控制模块：根据燃气-蒸汽联合循环机组的实际运行情况及进入燃气轮机的燃料或空气的温度，控制所述燃气轮机和蒸汽轮机的同步升负荷，解决了现有技术中的余热控制系统并没有管路的切换和控制，对于不同温度和排量要求的烟气没有合理的应对方案的问题，取到了对于不同温度和排量要求的烟气制定对应的策略有益效果。

技术特征：

1.燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述循环加热模块，包括：

3.根据权利要求2所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述供热策略制定单元，包括：

4.根据权利要求3所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述判断单元，包括：

5.根据权利要求4所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述优化单元，包括：

6.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述控制模块，包括：

7.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述控制模块，还包括：

8.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，其特征在于，所述控制模块，还包括：

技术总结本发明提供的燃气‑蒸汽联合循环背压机组余热控制系统，系统包括循环加热模块：通过燃气轮机和蒸汽轮机对燃料循环加热，并控制进入燃气轮机的燃料或空气的温度；控制模块：根据燃气‑蒸汽联合循环机组的实际运行情况及进入燃气轮机的燃料或空气的温度，控制所述燃气轮机和蒸汽轮机的同步升负荷，解决了现有技术中的余热控制系统并没有管路的切换和控制，对于不同温度和排量要求的烟气没有合理的应对方案的问题，取到了对于不同温度和排量要求的烟气制定对应的策略有益效果。技术研发人员：张岩,王海龙,赵作让,刘海波,宋厅,韩宏孝,谢卫民,冯彦,林子杨,陈果,潘雪菲,阎雷,王晓彤受保护的技术使用者：华能桂林燃气分布式能源有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23