火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法及装置与流程

1.本发明涉及一种火力发电机组控制技术领域，是一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法及装置。

背景技术：

2.随着国家节能减排要求日益提高，及电力市场竞价上网试点的逐步开展，如何最大程度的减低火力发电机组的运行成本提高发电厂经济效益，成为每个火力发电企业面临的重大课题。在实际生产中存在不少火电机组的凝结水泵运行电流过大、功耗较高的问题，故造成机组的整体厂用电较高。
3.在对凝结水系统除氧器水位及凝结水泵出口母管压力调节自动调节过程中，经常性存在除氧器上水调节阀没有完全开启，有个别机组甚至存在调节阀半开的状态，使凝结水上水存在节流，造成了能量损耗，系统运行经济性不佳。而提升凝结水系统运行的经济性就需要求除氧器上水调节阀的节流损失最小，即在自动控制有效提升除氧器上水调节阀的开度。

技术实现要素：

4.本发明提供了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有凝结水系统中在除氧器水位及凝结水泵出口母管压力自动调节过程中，存在除氧器上水调节阀门不能完全开启，使的凝结水上水存在节流，造成能量损耗的问题。
5.本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，包括：
6.获取当前除氧器水位自动控制策略；
7.确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；
8.响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；
9.响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；
10.响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。
11.下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
12.上述除氧器上水调阀是否全开即为除氧器上水调阀开度是否大于最低阀位定值。
13.上述当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配即为除氧器上水调阀开度大于最低阀位定值且小于最高阀位定值。
14.上述还包括除氧器水位自动控制策略切换，包括：
15.在机组除氧器上水调阀自动运行时，将除氧器水位自动控制策略设置为单冲量控制；
16.判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值；
17.响应于是，将除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制，且自动控制策略设置为除氧器上水调阀自动控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水泵出口母管压力；
18.判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值；
19.响应于是，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。
20.上述当前机组运行负荷小于第二负荷定值时，判断该机组运行负荷是否小于第二负荷定值与死区值的差值，响应于否，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。
21.上述减小凝结水泵出口母管压力设定值，包括：将凝结水泵出口母管压力设定值以恒定速度变化率减小，且凝结水泵出口母管压力设定值大于凝结水泵出口母管压力最小安全边际值。
22.上述增加凝结水泵出口母管压力设定值，包括：将凝结水泵出口母管压力设定值以恒定速度变化率增加，且凝结水泵出口母管压力设定值大于凝结水泵出口母管压力最小安全边际值。
23.本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化装置，包括：
24.获取单元，获取当前除氧器水位自动控制策略；
25.后调控单元，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。
26.下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
27.上述还包括前调控单元，前调控单元包括：
28.第一调节模块，在机组除氧器上水调阀自动运行时，将除氧器水位自动控制策略设置为单冲量控制；
29.第二调节模块，判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值；响应于是，将除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制，且自动控制策略设置为除氧器上水调阀自动控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水泵出口母管压力；
30.第三调节模块，判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值；响应于是，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。
31.本发明通过提升除氧器上水调阀的开度，减小除氧器上水调阀开度低造成的节流损失，同时使除氧器上水调节阀的节流损失最小且凝结水泵出口母管压力最大，在减少能量损耗的同时保证凝结水泵运行的经济性。
附图说明
32.附图1为本发明的一种方法流程示意图。
33.附图2为本发明的又一种方法流程示意图。
34.附图3为本发明中除氧器水位自动控制策略切换的方法流程示意图。
35.附图4为本发明的一种方法流程示意图。
36.附图5为本发明的又一种方法流程示意图。
37.附图6为本发明的自动控制策略示意图。
具体实施方式
38.本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
39.下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
40.实施例1：如附图1所示，本发明实施例公开了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，包括：
41.步骤s101，获取当前除氧器水位自动控制策略；
42.步骤s102，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；
43.步骤s103，响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；
44.步骤s104，响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；
45.步骤s105，响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。
46.本发明实施例为避免除氧器上水调阀未全开造成凝结水至除氧器上水管路的节流损失，通过步骤102至步骤105优化自动控制策略，在除氧器上水调阀存在节流时，通过提高凝结水泵运行频率以抵消调阀节流造成的损失，克服现有提高设备功耗牺牲机组运行经济性维持除氧器水位稳定缺陷的控制方式。
47.步骤102至步骤104中，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力时，则判断除氧器上水调阀是否全开，若未全开，则说明机组存在凝结水节流损失，凝结水泵运行功耗高，运行经济性欠佳，此时减小凝结水泵出口母管压力设定值，随着凝结水泵出口母管压力设定值的减小，除氧器上水调节阀以安全的速度变化率向满开度100％方向变化，使凝结水因除氧器上水调节阀造成的节流损失得以改善。
48.步骤104至步骤105中，由于在除氧器上水调阀全开且凝结水泵出口母管压力为最高的状态下，凝结水系统正常运行功耗最低，因此，在确定除氧器上水调阀全开后，需凝结水泵出口母管压力与除氧器上水调阀开度符合节能匹配条件，即确定当前凝结水泵出口母管压力是否为系统运行最佳值，若凝结水泵出口母管压力与除氧器上水调阀开度不符合节能匹配条件，则增加凝结水泵出口母管压力设定，使得除氧器上水调节阀开始以安全的速度变化率向开度100％的反方向变化，使除氧器上水调节阀的节流损失最小且凝结水泵出口母管压力最大，在减少能量损耗的同时保证凝结水泵运行的经济性。
49.综上本发明实施例公开了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，提升除氧器上水调阀的开度，减小除氧器上水调阀开度低造成的节流损失，同时使除氧
器上水调节阀的节流损失最小且凝结水泵出口母管压力最大，在减少能量损耗的同时保证凝结水泵运行的经济性。
50.实施例2：如附图2所示，本发明实施例公开了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，包括：
51.步骤s201，获取当前除氧器水位自动控制策略。
52.步骤s202，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀开度是否大于最低阀位定值。
53.这里由于除氧器上水调阀的位置反馈大于阀位定值低限时，则说明除氧器上水调阀全开，故本实施例以判断除氧器上水调阀开度是否大于最低阀位定值，确定除氧器上水调阀是否全开。
54.步骤s203，响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀开度大于最低阀位定值。
55.这里减小凝结水泵出口母管压力设定值具体包括：
56.(1)机组当前的凝结水泵出口母管压力设定值为sp-θ,其中θ的值为正，量纲为mpa；
57.(2)凝结水泵出口母管压力设定值sp-θ以恒定速度变化率v开始减小，此过程中由于凝结水泵出口母管压力设定值减小，除氧器上水调节阀开始以安全的速度变化率向满开度100％方向变化，使凝结水因除氧器上水调节阀造成的节流损失得以改善。
58.步骤s204，响应于是，判断除氧器上水调阀开度是否大于最低阀位定值且小于最高阀位定值。
59.这里由于在除氧器上水调阀全开且泵出口母管压力为最高的状态下，凝结水系统正常运行功耗最低。因此判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配，即在判断除氧器上水调阀开度大于最低阀位定值的同时是否小于最高阀位定值。
60.当除氧器上水调阀开度大于最高阀位定值，说明虽然当前除氧器上水调阀的节流损失可以忽略不计，但当前的凝结水系统母管压力较低，为维持机组除氧器水位稳定，凝结水泵变频输出功率仍然较大，凝结水泵运行经济性能仍然不佳。故需保证使凝结水系统除氧器上水调阀的节流损失最小(除氧器上水调阀开度大于最低阀位定值)，且凝结水系统凝泵出口母管压力最大(除氧器上水调阀开度小于最高阀位定值)。
61.步骤s205，响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀开度大于最低阀位定值且低于最高阀位定值。
62.这里增加凝结水泵出口母管压力设定值，具体包括：
63.(1)机组当前的凝结水泵出口母管压力设定值为sp+θ,其中θ的值为正，量纲为mpa；
64.(2)凝结水泵出口母管压力设定值sp+θ以恒定速度变化率v开始增加，此过程中由于凝结水泵出口母管压力设定值增加，除氧器上水调节阀开始以安全的速度变化率向满开度100％反方向(即最低阀位定值方向)变化，使凝结水因除氧器上水调节阀造成的节流损失最小且凝结水泵出口母管压力最大。
65.本实施例中除氧器上水调阀开度介于最低阀位定值与最高阀位定值时，凝结水泵出口母管压力设定值sp保持当前恒定值，此时除氧器上水调节阀造成的节流损失最小且凝
结水泵出口母管压力最大，凝结水泵功耗最小，节能效果最佳。
66.实施例3：如附图3所示，本发明实施例公开了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其中还进一步除氧器水位自动控制策略切换，包括：
67.步骤s301，在机组除氧器上水调阀自动运行时，将除氧器水位自动控制策略设置为单冲量控制。
68.这里机组除氧器上水调阀自动运行，即机组启动后根据机组当前的运行负荷、凝结水泵出力、凝结水泵出口压力、除氧器水位变化等工况适，将机组除氧器上水调阀由手动控制状态投入自动控制状态，将凝结水泵由工频运行模式切换为变频运行模式，将凝结水泵的控制方式由手动控制方式切换为自动控制方式。
69.步骤s302，判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值。
70.这里设置当前机组运行负荷p1，第一负荷定值α％pe，其中pe为机组额定负荷，α为系数，判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值，即为判断是否p1＞α％pe。
71.步骤s303，响应于是，将除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制，且自动控制策略设置为除氧器上水调阀自动控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水泵出口母管压力。
72.这里响应于否，则判断是否p1＜α％p
e-δ，响应于否，则将自动控制策略设置为除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制；响应于是，将自动控制策略设置为凝泵变频控制凝结水泵出口压力，除氧器上水调节阀单冲量控制除氧器水位。
73.其中，δ为死区值；凝结水泵出口压力控制为自动控制器对凝结水泵出口压力偏差进行计算自动作用于凝结水泵变频器；除氧器水位控制为自动控制器对除氧器水位偏差进行计算自动作用于除氧器上水调节阀。
74.步骤s304，判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值。
75.这里设置当前机组运行负荷p2，第二负荷定值β％pe，其中pe为机组额定负荷，β为系数，判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值，即为判断是否p2＞β％pe。
76.步骤s305，响应于是，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。
77.步骤s306，响应于否，判断该机组运行负荷是否小于第二负荷定值与死区值的差值，响应于否，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。
78.这里响应于否，判断是否p2＜β％p
e-δ，响应于否，则将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位；响应于是，具体控制策略切换为：凝结水泵变频器控制凝结水泵出口母管压力，除氧器上水调节阀单冲量控制除氧器水位。
79.其中，凝结水泵出口压力控制为自动控制器对凝结水泵出口压力偏差进行计算自动作用于凝结水泵变频器；除氧器水位控制为主控制器对除氧器水位偏差进行计算并叠加机组主给水流量经g(x)折算后的除氧器上水量作为副控制器的设定值；副控制器对除氧器上水流量偏差计算后作为除氧器上水调节阀的指令输出。
80.上述实施例1至实施例3的组凝结水泵自动控制系统节能优化方法对应的具体自动控制策略如附图6所示。
81.实施例4：如附图4所示，本发明实施例公开了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化装置，包括：
82.获取单元，获取当前除氧器水位自动控制策略；
83.后调控单元，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。
84.实施例5：如附图5所示，本发明实施例公开了一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化装置，包括：
85.获取单元，获取当前除氧器水位自动控制策略；
86.后调控单元，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配；
87.前调控单元，包括：
88.第一调节模块，在机组除氧器上水调阀自动运行时，将除氧器水位自动控制策略设置为单冲量控制；
89.第二调节模块，判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值；响应于是，将除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制，且自动控制策略设置为除氧器上水调阀自动控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水泵出口母管压力；
90.第三调节模块，判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值；响应于是，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。
91.以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

技术特征：

1.一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，包括：获取当前除氧器水位自动控制策略；确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。2.根据权利要求1所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，所述除氧器上水调阀是否全开即为除氧器上水调阀开度是否大于最低阀位定值；或/和；所述当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配即为除氧器上水调阀开度大于最低阀位定值且小于最高阀位定值。3.根据权利要求1或2所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，还包括除氧器水位自动控制策略切换，包括：在机组除氧器上水调阀自动运行时，将除氧器水位自动控制策略设置为单冲量控制；判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值；响应于是，将除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制，且自动控制策略设置为除氧器上水调阀自动控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水泵出口母管压力；判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值；响应于是，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。4.根据权利要求3所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，所述当前机组运行负荷小于第二负荷定值时，判断该机组运行负荷是否小于第二负荷定值与死区值的差值，响应于否，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。5.根据权利要求1或2或4所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，所述减小凝结水泵出口母管压力设定值，包括：将凝结水泵出口母管压力设定值以恒定速度变化率减小，且凝结水泵出口母管压力设定值大于凝结水泵出口母管压力最小安全边际值。6.根据权利要求3所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，所述减小凝结水泵出口母管压力设定值，包括：将凝结水泵出口母管压力设定值以恒定速度变化率减小，且凝结水泵出口母管压力设定值大于凝结水泵出口母管压力最小安全边际值。7.根据权利要求1或2或4或6所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，所述增加凝结水泵出口母管压力设定值，包括：将凝结水泵出口母管压力设定值以恒定速度变化率增加，且凝结水泵出口母管压力设定值大于凝结水泵出口母管压力最小安全边际值。8.根据权利要求3或5所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，所述增加凝结水泵出口母管压力设定值，包括：将凝结水泵出口母管压力设定值以
恒定速度变化率增加，且凝结水泵出口母管压力设定值大于凝结水泵出口母管压力最小安全边际值。9.一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化装置，所述火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化装置使用如权利要求1至8中任意一项所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法，其特征在于，包括：获取单元，获取当前除氧器水位自动控制策略；后调控单元，确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。10.根据权利要求9所述的火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化装置，其特征在于，还包括前调控单元，前调控单元包括：第一调节模块，在机组除氧器上水调阀自动运行时，将除氧器水位自动控制策略设置为单冲量控制；第二调节模块，判断当前机组运行负荷是否大于第一负荷定值；响应于是，将除氧器水位自动控制策略设置为三冲量控制，且自动控制策略设置为除氧器上水调阀自动控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水泵出口母管压力；第三调节模块，判断当前机组运行负荷是否大于第二负荷定值；响应于是，将三冲量控制的自动控制策略切换为除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，凝结水泵变频调节除氧器水位。

技术总结

本发明涉及一种火力发电机组控制技术领域，是一种火力发电机组凝结水泵自动控制系统节能优化方法及装置，前者包括确定由除氧器上水调阀控制凝结水泵出口母管压力，则判断除氧器上水调阀是否全开；响应于否，减小凝结水泵出口母管压力设定值，直至除氧器上水调阀全开；响应于是，判断当前除氧器上水调阀开度是否与凝结水泵节能运行相匹配；响应于否，增加凝结水泵出口母管压力设定值，直至当前除氧器上水调阀开度与凝结水泵节能运行相匹配。本发明通过提升除氧器上水调阀的开度，减小除氧器上水调阀开度低造成的节流损失，同时使除氧器上水调节阀的节流损失最小且凝结水泵出口母管压力最大，在减少能量损耗的同时保证凝结水泵运行的经济性。泵运行的经济性。泵运行的经济性。