一种间接空冷系统的百叶窗调节系统及方法与流程

1.本发明属于间接空冷系统领域，涉及一种间接空冷系统的百叶窗调节系统及方法。


背景技术：

2.在富煤缺水地区，为满足电力快速增长的需求，火电厂间接空冷技术得到了迅速发展。然而，建设间接空冷系统的地区一般冬季寒冷，部分高寒地区冬季极端气温甚至低于-40℃，为间接空冷系统的安全运行提出了严峻考验，目前，投运的间接空冷机组满负荷运行情况下，散热器管束已频发冻裂事故，严重影响机组的安全运行，若实施调峰运行将大幅降低空冷系统的水侧热负荷，使冷端系统面临更严峻的防冻压力。现有空冷机组的防冻方法和措施，更多依赖于经验和非常保守的提高背压控制策略，但即使空冷机组维持高背压/低经济性运行，仍然难以从根本上彻底避免冻结事故的发生。
3.现有火电厂间接空冷系统百叶窗调节的基本构成和工作过程是：温度传感器被安装在扇区出水母管上用以获取循环水出扇区的实时温度信号，温度信号被实时传送到电厂的集控室，供电厂运行人员监视间接空冷系统的温度状况，然后根据温度信号来控制对应扇区百叶窗开度以防止温度过低使扇区管束冻结。同时，间接空冷系统由十个及以上的扇区组成，每个扇区由十几个冷却三角单元构成，两个冷却三角百叶窗由一个百叶窗执行机构控制。循环水由循环母管流入每个扇区的流量不同，同一扇区不同冷却三角因位置不同导致循环水流量、流速不一致则对应的回水温度亦不一致；其次，循环水由每个冷却三角单元冷却后汇总至对应扇区的出水母管上，因此扇区出水母管内的循环水温度并不一定代表每个冷却三角单元内的循环水温度。使用扇区出水母管循环水温度做温度信号来调节扇区整体百叶窗的开度，则会导致不同冷却三角内循环水温度有高有低，散热器管束冻结概率不同，因此单纯的用监测扇区出水母管内循环水温度用以调节百叶窗的开度的方式并不是一种有效的方式来避免冷却三角管束冻结的概率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种间接空冷系统的百叶窗调节系统及方法。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.本发明一方面，一种间接空冷系统的百叶窗调节系统，包括前端采集装置、集控中心数据处理服务器、dcs系统和若干温度传感器；若干温度传感器均与前端采集装置连接，前端采集装置和dcs系统均与集控中心数据处理服务器连接；若干温度传感器分别设置在间接空冷系统内各冷却三角的回水支管内，用于监测间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度，并发送至前端采集装置；前端采集装置用于将间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度发送至集控中心数据处理服务器；dcs系统用于获取间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，并发送至集控中心数据处理服务
器；集控中心数据处理服务器用于根据间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通过预设的温度预测模型，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度；并根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，以及间接空冷系统内各冷却三角的当前百叶窗开度，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度。
7.可选的，还包括若干百叶窗调节机构；若干百叶窗调节机构分别与间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗连接；若干百叶窗调节机构均与dcs系统连接；所述集控中心数据处理服务器还用于发送间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度至dcs系统；dcs系统还用于根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，生成间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗开度调节信号并发送至各百叶窗调节机构，百叶窗调节机构用于根据百叶窗开度调节信号调节相连接的百叶窗的开度。
8.可选的，还包括通信装置，前端采集装置通过通信装置与集控中心数据处理服务器连接。
9.可选的，还包括预警装置；所述集控中心数据处理服务器还用于当间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值大于预设值时，生成预警信号并发送至预警装置，预警装置根据预警信号进行预警。
10.可选的，所述温度预测模型，通过以间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及运行背压为输入，以间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度为输出，利用间接空冷系统的历史机组负荷、历史外界风速、历史外界风向、历史间冷塔循环水温度、历史背压以及间接空冷系统内各冷却三角的历史最佳回水温度，训练预设的神经网络模型或强化学习模型得到。
11.本发明第二方面，一种间接空冷系统的百叶窗调节方法，包括以下步骤：
12.获取间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压；根据间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通过预设的温度预测模型，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度；
13.获取间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度以及当前百叶窗开度；根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，以及间接空冷系统内各冷却三角的当前百叶窗开度，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，调节间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗。
14.可选的，所述预设运行背压为间接空冷系统的阻塞背压。
15.可选的，还包括：当间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值大于预设值时，生成预警信号并根据预警信号进行预警。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.本发明间接空冷系统的百叶窗调节系统，通过若干温度传感器，监测间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度，再由前端采集装置汇总各冷却三角的当前回水温度并传输至集控中心数据处理服务器，集控中心数据处理服务器通过各冷却三角的当前回水温度，以及接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通过预设的温度预测模型，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度，进而根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，以及间接空冷系统内
各冷却三角的当前百叶窗开度，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度。通过监测单个冷却三角回水温度来调节百叶窗的开度，可实现对同一扇区不同冷却三角的百叶窗的开度进行调节，精细化调节百叶窗开度，有利于实现对不同风面的调控，进而有效避免间接空冷系统散热器管束冬季冻结风险，提高机组高效稳定运行的可靠性。同时，利于输出较低的回水温度，节能降耗，降低发电成本，提高运行经济性。
18.进一步的，还包括预警装置；所述集控中心数据处理服务器还用于当间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值大于预设值时，生成预警信号并发送至预警装置，预警装置根据预警信号进行预警。通过设置预警装置，根据提前预警以便运行人员提前做好相关的应对措施，避免事故发生，还可以大大降低冬季运行巡检人员的工作强度。
附图说明
19.图1为本发明实施例的间接空冷系统的百叶窗调节系统结构示意图；
20.图2为本发明实施例的间接空冷系统的百叶窗调节方法流程图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
24.发明人在实际工作中发现，基于现有的间接空冷系统百叶窗调节方法，为避免冷却三角散热器管束出现冻结风险，通常控制出口水温不低于25℃。但是，在环境风作用下，处于不同位置扇区内冷却三角的冷却性能呈现非常大的差异，导致不同扇区和冷却三角的冻结风险不同。如果不进行差异化调控，仅仅控制间接空冷系统整体的平均出口水温，势必抬高了间接空冷系统的运行背压，降低了间接空冷系统运行的经济性。而随着电力市场竞争机制的进一步发展，降低发电成本，提高机组运行经济性已成为发电企业的当务之急。而汽轮机冷端系统是火电机组的重要组成部分，冷端系统的优劣对发电机组运行经济性有直接的影响。通过研究汽轮机冷端运行优化，对提高火电机组的经济性和节能减排具有十分积极的意义。基于此，本发明提出如下解决方案。
25.本发明再一实施例中，参见图1，提供一种间接空冷系统的百叶窗调节系统，包括
前端采集装置、集控中心数据处理服务器、dcs系统和若干温度传感器；若干温度传感器均与前端采集装置连接，前端采集装置和dcs系统均与集控中心数据处理服务器连接。
26.其中，若干温度传感器分别设置在间接空冷系统内各冷却三角的回水支管内，用于监测间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度，并发送至前端采集装置；前端采集装置用于将间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度发送至集控中心数据处理服务器；dcs系统用于获取间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，并发送至集控中心数据处理服务器；集控中心数据处理服务器用于根据间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通过预设的温度预测模型，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度；并根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，以及间接空冷系统内各冷却三角的当前百叶窗开度，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度。
27.本发明间接空冷系统的百叶窗调节系统，通过若干温度传感器，监测间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度，再由前端采集装置汇总各冷却三角的当前回水温度并传输至集控中心数据处理服务器，集控中心数据处理服务器通过各冷却三角的当前回水温度，以及接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通过预设的温度预测模型，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度，进而根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，以及间接空冷系统内各冷却三角的当前百叶窗开度，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度。通过监测单个冷却三角回水温度来调节百叶窗的开度，可实现对同一扇区不同冷却三角的百叶窗的开度进行调节，精细化调节百叶窗开度，有利于实现对不同风面的调控，进而有效避免间接空冷系统散热器管束冬季冻结风险，提高机组高效稳定运行的可靠性。同时，利于输出较低的回水温度，节能降耗，降低发电成本，提高运行经济性。
28.优选的，间接空冷系统的百叶窗调节系统还包括若干百叶窗调节机构；若干百叶窗调节机构分别与间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗连接；若干百叶窗调节机构均与dcs系统连接；所述集控中心数据处理服务器还用于发送间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度至dcs系统；dcs系统还用于根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，生成间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗开度调节信号并发送至各百叶窗调节机构，百叶窗调节机构用于根据百叶窗开度调节信号调节相连接的百叶窗的开度。
29.优选的，还包括通信装置，前端采集装置通过通信装置与集控中心数据处理服务器连接。其中，通信装置可以为无线传输装置或光纤。
30.优选的，还包括预警装置；所述集控中心数据处理服务器还用于当间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值大于预设值时，生成预警信号并发送至预警装置，预警装置根据预警信号进行预警。通过设置预警装置，根据提前预警以便运行人员提前做好相关的应对措施，避免事故发生，还可以大大降低冬季运行巡检人员的工作强度。
31.优选的，所述温度预测模型，通过以间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及运行背压为输入，以间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度为输出，利用间接空冷系统的历史机组负荷、历史外界风速、历史外界风向、历史间冷塔循环水温度、历史背压以及间接空冷系统内各冷却三角的历史最佳回水温度，训练预设的
神经网络模型或强化学习模型得到。
32.本发明再一实施例中，提供一种间接空冷系统的百叶窗调节方法，包括以下步骤：获取间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压；根据间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通过预设的温度预测模型，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度；获取间接空冷系统内各冷却三角的当前回水温度以及当前百叶窗开度；根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，以及间接空冷系统内各冷却三角的当前百叶窗开度，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，调节间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗。
33.其中，间接空冷系统的间冷塔一般包括四周一圈的冷却三角及百叶窗，进出塔循环水管道，塔内一圈进回水循环水母管。
34.优选的，所述预设运行背压为间接空冷系统的阻塞背压。通过设置间接空冷系统的阻塞背压为运行背压，使间接空冷系统的尽可能运行在较低的背压下，极大提高间接空冷系统运行的经济性和安全性。
35.优选的，所述温度预测模型，通过以间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及运行背压为输入，以间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度为输出，利用间接空冷系统的历史机组负荷、历史外界风速、历史外界风向、历史间冷塔循环水温度、历史背压以及间接空冷系统内各冷却三角的历史最佳回水温度，训练预设的神经网络模型或强化学习模型得到。
36.其中，神经网络模型可以采用bp神经网络模型、lstm神经网络模型及rnn神经网络模型等。
37.优选的，该间接空冷系统的百叶窗调节方法还包括：当间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值大于预设值时，生成预警信号并根据预警信号进行预警。根据温度差值进行提前预警，以便运行人员提前做好相关的应对措施，避免事故发生，还可以大大降低运行巡检人员冬季巡检的工作强度。
38.参见图2，示出了本发明间接空冷系统的百叶窗调节方法的细节流程，可以利用在每个冷却三角的回水支管上安装温度传感器，以监测冷却三角的当前回水温度，然后将监测到的当前回水温度由前端采集装置实时采集并上传至集控中心数据处理服务器，同时将通过dcs系统获取的运行参数，包括间接空冷系统的机组负荷、外界风速、外界风向、间冷塔循环水温度以及预设运行背压，通讯至数据采集处理服务器，然后通过预设的温度预测模型，计算间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度，同时对低温及温度异常进行预先预警，根据间接空冷系统内各冷却三角的最佳回水温度与当前回水温度的差值，得到间接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度并上传至dcs系统中，后续可选择手动模式或自动模式。手动模式下，通过手动输入各百叶窗开度，并设置一定的裕度值，达到精细化调节百叶窗开度的目的。自动模式下，dcs系统可根据接空冷系统内各冷却三角的最佳百叶窗开度，生成间接空冷系统内各冷却三角的百叶窗开度调节信号并发送至各百叶窗调节机构，与百叶窗调节机构进行联动，达到精细化调节百叶窗开度的目的。
39.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书
的保护范围之内。