一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法与流程

本发明涉及天然气增压机控制,更具体的说是涉及一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法。

背景技术：

1、在我国的发电厂中，通常会使用到燃气-蒸汽联合循环发电技术，配置有两台燃气轮机发电机组、两台双压余热锅炉及一台纯凝式汽轮发电机组。

2、在燃气轮机进行发电时，对天然气管道入口的压力有一定要求为2.5-5mpa，而业主方提供的天然气管网输入的天然气压力为0.6～1.6mpa。因此需要设置天然气增压系统为天然气增压。

3、在现有技术中，燃气轮机进行甩负荷时，天然气需量会快速降低。燃气轮机的燃料控制阀门反应较快，而天然气增压系统使用气动控制，对调节阀的调节具有延迟。在天然气增压系统中的天然气压缩机的负荷快速下降，而天然气增压系统中的调节阀门未及时响应，导致天然气管道压力小于2.5mpa。进而导致燃气轮机快速减负荷程序启动，使负荷快速降低，燃气轮机甩负荷失败。

4、燃气轮机运行时多使用一个天然气增压系统对应两个燃气轮机，当一个燃气轮机甩负荷失败时，而快速截断天然气燃料流量，增压机的气动执行机构响应不及时，容易造成增压机出口母管压力大幅波动而引起另一正常运行的燃气轮机机组因天然气压力下降而减载。

5、因此如何在燃气轮机进行甩负荷时保持天然气压力的稳定是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，通过将燃气轮机实时负荷信号接入天然气增压系统中，天然气增压系统根据负荷信号，对负荷的变化对再循环阀进行预调节，减少了天然气增压系统调节延迟造成的天然气压力波动，提高了燃气轮机运行的稳定性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，包括：

4、步骤一，将燃气轮机的实时负荷信号接入天然气增压系统中；

5、步骤二，天然气增压系统，依据燃气轮机的负荷信号信息，对燃气轮机的当前天然气需求量和前一个周期的天然气需求量进行计算；

6、步骤三，天然气增压系统，根据当前天然气需求量和前一个周期的天然气需求量，对天然气增压系统的再循环阀开度变化量进行计算；

7、步骤四，根据所述再循环阀开度变化量，天然气增压系统对再循环阀开度进行前馈调节，减缓天然气增压系统出口的波动幅度。

8、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，天然气增压系统，依据燃气轮机的负荷信号信息，对燃气轮机的当前天然气需求量和前一个周期的天然气需求量进行计算，包括：

9、根据燃气轮机的负荷信息，对燃气轮机的功率进行计算；

10、根据燃气轮机的当前功率和前一周期的功率对天然气的需求量进行计算，其计算公式为：

11、

12、其中，d为天然气的需求量，w1为第一燃气轮机的功率，w2为第二燃气轮机的功率，w为一台燃气轮机的额定功率。

13、在上述实施例中，天然气流量需求量d表示燃气轮机对天然气的需求，须要加强天然气增压机对天然气需求量的应变能力。如果d的值等于零或接近零且天然气增压机出口压力上涨，天然气增压机自动控制系统可以判断燃气轮机机组当前无天然气的需求，就会关闭入口关断阀1，反之自动打开入口关断阀1。

14、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，在对燃气轮机功率计算之前，还包括：

15、根据燃气轮机负荷的变化速率a，对天然气需求量的周期长度b进行调节；其中，燃气轮机负荷的变化速率a通过上两个周期与上一周期的燃气轮机负荷之差进行确定；

16、预设变化速率矩阵a0，设定a0(a1，a2，a3，a4)，其中，a1为第一预设变化速率，a2为第二预设变化速率，a3为第三预设变化速率，a4为第四预设变化速率，且a1＜a2＜a3＜a4；

17、预设用于对周期长度b进行调节的调节系数矩阵c0，设定c0(c1，c2，c3)，其中，c1为第一预设调节系数，c2为第二预设调节系数，c3为第三预设调节系数，且1＞c1＞c2＞c3＞0.8；

18、根据变化速率a的大小与预设变化速率矩阵a0各数据之间的关系，确定天然气需求量的周期长度b的调节系数，对当前的周期长度b进行调节：

19、当a＜a1时，无需对天然气需求量的周期长度b进行调节；

20、当a1≤a＜a2时，选定第一预设调节系数c1对天然气需求量的周期长度b进行调节，调节后的周期长度为b*c1；

21、当a2≤a＜a3时，选定第二预设调节系数c2对天然气需求量的周期长度b进行调节，调节后的周期长度为b*c2；

22、当a3≤a＜a4时，选定第三预设调节系数c3对天然气需求量的周期长度b进行调节，调节后的周期长度为b*c3。

23、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，天然气增压系统，根据当前天然气需求量和前一个周期的天然气需求量，对天然气增压系统的再循环阀开度变化量进行计算，包括：

24、获取燃气轮机的当前天然气需求量和前一周期的天然气需求量；

25、对天然气增压系统的再循环阀开度变化量进行计算，其计算公式为：

26、δv＝(d1-d2)*k

27、其中，δv为再循环阀开度的变化量，d1为燃气轮机的前一周期天然气需求量，d2为燃气轮机的当前天然气需求量，k为常数。

28、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，在对天然气增压系统的再循环阀开度变化量进行计算之前，还包括：

29、根据燃气轮机功率的变化速率a，对常数k进行调节；

30、预设变化速率矩阵a0，设定a0(a1，a2，a3，a4)，其中，a1为第一预设变化速率，a2为第二预设变化速率，a3为第三预设变化速率，a4为第四预设变化速率，且a1＜a2＜a3＜a4；

31、预设用于对常数k进行调节的调节系数矩阵d0，设定d0(d1，d2，d3)，其中，d1为第一预设调节系数，d2为第二预设调节系数，d3为第三预设调节系数，且1＜d1＜d2＜d3＜1.2；

32、根据变化速率a的大小与预设变化速率矩阵a0各数据之间的关系，确定常数k的调节系数，对常数k进行调节：

33、当a＜a1时，无需对常数k进行调节；

34、当a1≤a＜a2时，选定第一预设调节系数d1对常数k进行调节，调节后的常数k为k*d1；

35、当a2≤a＜a3时，选定第二预设调节系数d2对常数k进行调节，调节后的常数k为k*d2；

36、当a3≤a＜a4时，选定第三预设调节系数d3对常数k进行调节，调节后的常数k为k*d3。

37、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，所述在对再循环阀进行周期性调节之后，还包括：

38、获取燃气轮机的天然气需求量，天然气增压系统根据天然气需求量对压力调节阀和进口导叶的开度进行调节；

39、天然气增压系统对压力调节阀和进口导叶调节的同时，对再循环阀进行调节，使燃气轮机的天然气压力值恢复正常。

40、优选的，在上述一种用于燃气轮机甩负荷的天然气增压机控制优化方法，所述燃气轮机的天然气压力值通过在燃气轮机天然气管道入口，设置多个压力检测点，选取多个天然气压力值中的中值作为判断天然气压力值。

41、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果为：

42、1.通过将燃气轮机实时负荷信号接入天然气增压系统中，天然气增压系统根据负荷信号，对负荷的变化对再循环阀进行预调节，减少了天然气增压系统调节延迟造成的天然气压力波动，提高了燃气轮机运行的稳定性。