汽轮机热耗率多模型建模方法研究

针对汽轮机热耗率难以准确计算的问题，提出了核模糊C均值与混合蛙跳算法优化最小二乘支持向量机（LS—SVM）的汽轮机热耗率多模型建模方法，用来计算不同工况下的热耗率。该方法利用核模糊C均值算法对热耗率数据聚类，采用5折交叉验证平均误差作为LS—SVM参数选择的适应度值，利用混合蛙跳算法优化参数并建立局部模型，采用开关切换得到模型输出，以此实现热耗率的多模型建模。与单一的LS—SVM模型和BP网络热耗率预测模型比较，结果表明该多模型方法有更高的预测精确和更好的泛化能力，能更准确地计算汽轮机热耗率。

基于FOA-LSSVM的汽轮机热耗率预测模型研究

为了准确描述可控参数与热耗率之间的关系,采用偏相关分析法,结合汽轮机热耗率方程确定了影响汽轮机热耗率的5个主要变量,并将其作为模型的输入参数;通过比较分析,选用RBF_kernel为模型的核函数;利用果蝇优化算法(FOA)对最小二乘支持向量机(LSSVM)的惩罚因子和核径向范围2个参数进行优化,建立了FOA-LSSVM黑箱模型;以FOA-LSSVM为基础,建立了预测汽轮机热耗率的数学模型,并将其与采用LSSVM、RBF神经网络建立的热耗率预测模型进行对比,同时分析了该模型的鲁棒性。结果表明,基于FOA-LSSVM的汽轮机热耗率预测模型具有精度高、泛化能力强、鲁棒性强的优点。该模型为机组热经济性诊断、参数寻优提供了理论依据,具有一定的工程应用价值。

基于Savitzky-Golay滤波的双向门控循环单元神经网络汽轮机热耗率预测

汽轮机热耗率是火电机组运行过程中的一项重要监测指标。为建立更加准确的汽轮机热耗率预测模型,借助某1 000 MW火电机组的真实历史数据,提出一种基于双向门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)神经网络的汽轮机热耗率预测模型。针对火电机组现场运行数据噪声大的问题,采用SG(Savitzky-Golay)滤波器对所选变量数据进行降噪处理,将处理后的数据作为建模样本构建双向GRU神经网络汽轮机热耗率预测模型。并将其与BP(back propagation)神经网络、传统循环神经网络等2种算法的模型预测结果进行对比,结果表明:双向GRU神经网络热耗率预测模型的预测精度更高,泛化能力和鲁棒性更强,能够满足现场的实际需求。

基于虚拟测量样本的汽轮机热耗率测量不确定度评定

对于像汽轮机热耗率等这样复杂的间接测量问题,采用传统不确定度传递律法进行合成不确定度的评定是很困难的。针对这种情况,将输入量还原成以其估计值和标准不确定度为参数的正态分布随机变量,再将随机变量离散成容量足够大的分布样本,通过测量模型得到热耗率的虚拟分布样本,而后进行热耗率合成标准不确定度的评定。采用这种方法对ASME PTC6-1996标准的算例进行了评定,得出的结果与该标准的数据相近。

增投0号高压加热器对汽轮机热耗的影响

目前,由于电力产能过剩,火电机组可利用小时数明显降低。火电机组常处于低负荷运行状态,增设0号高压加热器可显著提高机组在低负荷运行时的热经济性。文章分析了设置0号高压加热器对汽轮机组热耗率的影响,通过实验数据计算机组负荷在80%以下时,汽轮机热耗显著降低,节能效果明显。

EMD方法在热耗率性能监测中的应用

针对热力参数波动造成热耗率性能监测结果产生波动的问题,借助于经验模态分解方法(EMD),可以有效地对数据进行平稳化处理。机组无论处于平衡态运行,还是非平衡态运行,通过依次滤除高频率的IMF分量,减小热耗率性能监测结果的波动幅度,最终展现机组性能的真实变化趋势,从而提高性能监测结果的准确性和可靠性。

MC模拟法在热耗率测量不确定度评定中的应用

对于汽轮机组热耗率测量不确定度的评定,常采用传统不确定度传播律计算法,因水蒸汽性质计算模型比较复杂,使灵敏系数和各输入量间的相关系数难以确定,故热耗率测量的不确定度计算较为困难。基于此,采用一种基于随机试验和统计计算的数值方法即蒙特卡罗(MC)模拟法对汽轮机组热耗率测量不确定度进行评定。将采用该方法进行的评定结果与ASME PTC6-1996中的算例进行比较,得出"评定结果与该例的相对扩展不确定度值相近"的结论,验证了MC模拟法在热耗率测量不确定度评定中的简单有效性。

二次再热机组经济指标计算方法对比

针对超超临界二次再热机组中采用烟气再循环技术、空气预热器旁路高压省煤器技术和低压省煤器技术后,机组各项经济性指标的计算方法进行了理论分析,得到了锅炉燃料效率、汽轮机热耗率和机组发电煤耗率的计算方法。计算方法 1中,将高、低压省煤器的热量按损失的热量计算时,锅炉总热损失为6.42%,锅炉效率为93.58%;计算方法 2中,将高、低压省煤器的热量按输入汽轮机的热量计算时,锅炉总热损失为2.46%,锅炉效率为97.54%,明显高于计算方法 1的结果;2种计算方法得到的锅炉燃料效率与汽轮机热耗率有较大的差别,但2个指标计算得到的理论发电煤耗率的差值仅为0.19 g/(kW·h),由此证明2种计算方法在对机组能耗指标的计算方面是等效的。但是,无论采用哪种计算方法,高、低压省煤器的收益均不可在锅炉岛和汽轮机岛中重复计算,否则会造成计算得到的经济指标优于实际水平。

直接空冷机组不同供热方式的热经济性分析

以某电厂330 MW直接空冷机组为例,采用热量法对一定供热负荷下,直接空冷机组采用抽汽供热、高背压供热、吸收式热泵供热和电热泵驱动供热4种不同供热方式的发电煤耗率、煤耗量及汽轮机热耗率等指标进行计算,并比较其节能性。计算结果表明,直接空冷机组采用高背压供热或吸收式热泵供热方式相比直接抽汽供热方式,其热经济性有较大提升,而电热泵供热方式不具有节能优势。但对高背压供热方式还需确定其运行条件。以上分析结果对指导发电厂供热方案选取及节能改造具有一定参考意义。

600MW火电机组供电煤耗拐点分布规律探析

供电煤耗是火力发电厂发电设备、系统运行经济性能的总指标,反映发电厂各方面工作水平。对某电厂海量历史数据进行回归分析,发现机组负荷率与供电煤耗间存在非线性关系,且存在明显的煤耗拐点。通过试验确定了单机煤耗拐点特性,分析了汽轮机热耗率、锅炉效率、辅机厂用电率及外部因素对供电煤耗的影响,为火电厂检修安排、负荷分配、发电量计划制定等工作提供技术支持。

大型凝汽式发电厂热经济指标计算方法的探讨

本文介绍了大型凝汽式发电厂设计阶段计算预期的发（供）电煤耗率的计算方法，提出了在计算中采用“机组运系数”来对制造厂提供的机组理论热耗进行修正，以使预期的机组发（供）电煤耗率的计算结果，能较接近电厂运行的实际值。

超超临界660MW机组0号高压加热器最佳抽汽压力仿真计算

以超超临界机组660 MW为研究对象,分析0号高压加热器(高加)抽汽压力对汽轮机组热耗率的影响,通过EBSILON软件平台建立计算模型并利用枚举法研究机组在不同0段抽汽压力(8~20MPa)、不同负荷下锅炉给水温度变化时汽轮机组热耗率的仿真数据。结果表明:不同负荷下使汽轮机组热耗率达到最小的0段抽汽压力范围不同,但均在10.41~16.01MPa;不同加权负荷率下使汽轮机组加权热耗率收益达到最大的0段抽汽压力范围也不同,但均在11.08~15.02 MPa。综合汽轮机组热耗率收益和加权热耗率收益最大的抽汽压力范围并取交集,得出0号高加的抽汽压力应在11.08~15.02 MPa进行选取。本文对超超临界660 MW机组具有一定指导意义,但对不同机组需做进一步优化及研究。

二次再热BEST机组变工况热力性能及贡献度分析

为了解决主蒸汽参数提高后回热抽汽过热度和热损失增大的问题,以某二次再热超临界机组为原型,搭建了BEST热力系统模型,建立了机组热经济性模型,比较了传统机组和BEST机组中各加热器的[火用]效率及热效率随机组发电量的变化,分析了锅炉给水、主蒸汽轮机和小汽轮机对BEST机组节能效果的贡献度,并讨论了小汽轮机抽汽加热给水方式对机组节能潜力的影响。结果表明:BEST设计方案显著降低了加热器[火用]损并优化了锅炉给水,是提高机组热效率的主要因素,但汽轮机一、二次再热蒸汽量降低造成主汽轮机做功减少,削弱了机组节能效果;小汽轮机可抵消该削弱作用,且其具备对机组热效率贡献随机组发电量降低而升高的特性,保障了机组低发电量下的节能效果。

机炉深度耦合下机组性能试验方法

随着国内燃煤电厂在机炉深度耦合系统方面的技术应用,已有学者在机炉深度耦合系统优化集成方面进行理论研究;在机炉深度耦合系统实践应用中,如何通过试验准确计算煤耗的研究仍然很少。本文针对机炉深度耦合下机组性能试验方法进行研究分析,具体包括机炉深度耦合系统概况、试验测量项目、余热利用收益归类、锅炉效率计算、汽轮机热耗率计算以及机组煤耗率计算,提出了锅炉余热利用收益归类处理的2种计算方法。试验结果表明,2种计算方法下机组煤耗结果一致性较好,供电煤耗相对偏差值为0.14%。

基于运行性能评价的发电过程可控参数优化方法

针对燃煤发电过程中复杂过程优化运行问题,提出了基于运行性能评价的燃煤发电运行可控参数优化方法。在分析燃煤发电过程工艺和机理的基础上,采用基于即时学习策略的局部建模方法建立了汽轮机热耗率、锅炉效率局部动态模型;运用模糊综合评价方法对机组运行性能进行综合评价,根据当前运行边界条件和综合评价等级,采用案例推理方法获得机组较优运行性能下可控参数的优化目标值,基于优化目标值的评价对可控参数进行闭环优化设定。基于工业运行数据的仿真结果表明,该方法可有效提高机组运行性能,较好地解决了燃煤发电过程的优化运行问题。

基于工业大数据的煤电机组技术经济指标动态计算

针对煤电机组热力试验指标难以真实反映机组日常连续运行实际性能指标的问题,建立了一套基于电厂生产过程工业大数据的煤电机组技术经济指标动态计算(ETIC)模型和应用软件。利用燃煤机组生产实时系统海量运行数据和生产日报系统分析化验数据,通过"反平衡"动态计算锅炉、汽轮机和厂用电等子系统性能指标,以及机组运行效率、标准煤耗率等机组综合性能指标。将软件应用于某电厂1 000 MW等级超超临界煤电机组,计算结果表明机组长周期运行实际发、供电标煤耗平均值分别为273. 4 g/(k W·h)和287. 5 g/(k W·h);软件计算的标准煤耗率与电厂"正平衡"生产统计结果之间的相对偏差仅为0. 52%;随着机组负荷率的提高,发、供电标准煤耗率均下降。应用结果表明,ETIC软件在实际工程中能够实现机组技术经济指标的长周期动态计算,"反平衡"对"正平衡"的校核,以及实际性能指标到设计条件的动态修正。

660MW超超临界机组0号高加抽汽口位置优化

为研究0号高压加热器抽汽口位置对汽轮机热耗率的影响,通过EBSILON软件平台进行建模,利用枚举法得到机组在不同0段抽汽口位置(8~20 MPa)、不同负荷下锅炉给水温度变化时汽轮机热耗率的仿真数据,并对其进行分析,得到不同负荷工况下汽轮机热耗率的变化规律和汽轮机热耗率降低的0段抽汽口位置范围在8~17.9 MPa之间。

620℃超超临界煤电机组能耗指标动态计算与分析

为分析再热汽温620℃超超临界机组的日常连续运行实际能耗,以某电厂设计蒸汽参数为28 MPa/600℃/620℃的1 000 MW超超临界湿冷机组为研究对象,基于机组运行大数据,开展了长周期的能耗指标动态计算与分析。研究表明:额定负荷下,锅炉热效率达到了保证值,汽轮机组热耗率比设计值高32 kJ/(kW·h),厂用电率优于设计值,修正后的机组供电标准煤耗率基本达到设计值;随着负荷率的降低,锅炉热效率降低,汽轮机组热耗率升高,厂用电率升高,机组发、供电标准煤耗率增加,机组发、供电效率降低;当负荷率由100%降低至50%时,修正后锅炉热效率降低1.09%,汽轮机组热耗率升高380 kJ/(kW·h),厂用电率升高1.84%,机组供电标准煤耗率增加23.63 g/(kW·h),机组供电效率降低3.53%。