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基于主设备优化运行的火电厂节能方法与应用研究

刘进雄  
【摘要】: 随着联合国气候变化大会在哥本哈根的召开,低碳经济已经成为当前世界各国发展的共识,如何节能减排,降低单位GDP的能耗已成为衡量一个国家可持续发展的重要指标。中国政府更是高调宣布到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。根据《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》要求,火力发电企业供电煤耗降低5.1%,因此控制火电厂发电成本,发展节能减排技术,提高机组的优化运行水平具有重要的意义。 火电机组优化运行所采用的节能技术如经验公式计算法、耗差分析方法和采用数据挖掘技术的历史寻优法等虽然都能提高机组优化运行水平,但还不能适应大型机组运行参数多、数据量大,实时计算速度快及操作指导性强等特点。本文通过对燃煤掺配、锅炉燃烧、汽轮机滑压运行进行系统分析,建立了混煤掺配的模糊数学技术模型、基于参数预测的锅炉燃烧优化控制模型和基于滑压运行的汽轮机优化运行模型。同时利用SIS强大的生产信息平台将上述优化模型综合在一起,构建主设备的优化运行技术,同时采用免疫禁忌搜索技术进行寻优计算,获得机组发电的运行成本,为生产管理提供辅助决策依据。本文的主要工作有: 1)建立了将燃料掺烧配比纳入火电厂主设备优化运行新的管理模式,使得主设备优化运行的范围得到了进一步拓宽,提出了主设备的发电成本直接按照原煤价格的掺配比例进行计算的方法,克服了过去仅采用标煤单价进行发电成本计算中存在的不直观、转换复杂、精度低等缺陷,该方法对燃料掺烧配比的经济性具有显著的提高。 2)提出了采用智能预测值代替不确定参数值的锅炉燃烧优化运行的方法。通过对传统的锅炉燃烧优化技术的分析,建立了基于参数预测的锅炉燃烧优化模型,提出了目标值分别为锅炉燃烧效率及氮氧化物排放浓度两种优化方案并进行了实际运行,运行效果表明该方法比锅炉反平衡效率计算的数据更加准确,同时也克服了耗差分析法所存在的参数间关联性不强等问题,能够实时对锅炉燃烧工况进行智能调节,使锅炉效率比传统方法提高了1%。 3)提出了基于滑压运行技术的汽轮机优化运行方法。通过系统分析滑压运行对汽轮机经济性的影响,以及不同条件下对滑压运行参数值选取的影响因素,采用BP神经网络构建了汽轮机优化运行模型,给出了汽轮机滑压运行参考值的确定方法,得出了汽轮机滑压运行曲线,结果表明该方法有效的降低了汽轮机的热耗率。 4)基于SIS生产信息平台构建了的主设备优化运行的节能技术。利用SIS完整的实时数据信息及强大的数据库功能,建立了主设备优化运行节能技术模型,采用免疫禁忌搜索技术对主设备系统进行寻优计算;同时采用双重神经网络组合预测模型的对实时数据进行验证,消除了不良数据的干扰,降低了主设备在变工况下的发电成本,提高了火电厂的经济效益。


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