一种燃机压气机进气调温系统经济性优化方法及装置与流程

本发明属于燃气轮机，涉及一种燃机压气机进气调温系统经济性优化方法及装置。

背景技术：

1、燃气轮机是一种定容式旋转动力机械，在燃机baseload工况下，其输出功率与压气机入口空气质量流量成正比，压气机进气温度升高会引起空气密度下降，空气质量流量随之减小，导致联合循环机组输出功率降低。在燃机部分负荷工况下，压气机入口空气质量流量减小会引起压气机和透平内部流场偏离设计值，导致压气机和透平效率下降，同时透平排气和蒸汽循环参数随之变化，进而对机组气耗率产生复杂影响。

2、通过配置燃机压气机进气调温系统是一种有效改善联合循环机组在全负荷段内机组效能的方法。目前，国内外未发现有快速、准确计算多维复杂运行边界条件下联合循环机组燃机压气机进气调温系统参数优化方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种燃机压气机进气加热系统容量优化方法及装置，以解如何快速、准确地计算出多维复杂运行边界条件下调整系统参数，并对该系统进行优化的技术问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种燃机压气机进气调温系统经济性优化方法，包括：

4、确定耦合燃机全年的分时段运行边界参数，根据运行边界参数建立了耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型和耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型；

5、根据耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型计算耦合燃机压气机进气冷却系统后的为输出功率变化量以及机组气耗率变化量；以及根据耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型计算部分负荷工况耦合燃机压气机进气加热系统后机组气耗率变化量；

6、根据耦合燃机压气机进气冷却系统后的为输出功率变化量以及机组气耗率变化量计算燃机进气冷却系统全年经济收益以及根据部分负荷工况耦合燃机压气机进气加热系统后机组气耗率变化量计算燃机压气机进气加热系统全年经济收益；

7、将燃机进气冷却系统全年经济收益和燃机压气机进气加热系统全年经济收益进行加权，获得工程投资金额；

8、判断当前获得的工程投资金额的收益期是否最优，如果否，则重新给定额定温降δt1、额定温升δt2经过分别经过耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型和耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型重新进行计算，直至在当前系统下收益期最优。

9、可选地，边界运行参数包括：大气参数、机组负荷、电价、气价、热价、电网政策。

10、可选地，耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型为：

11、

12、其中，p为机组输出功率，mw；b1耦合燃机压气机进气冷却系统的机组气耗率，nm3/(kw·h)；t为压气机进气温度，℃。

13、可选地，耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型为：

14、b2＝f3(t,p)

15、其中，b2耦合燃机压气机进气加热系统的机组气耗率，nm3/(kw·h)。

16、可选地，根据耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型计算耦合燃机压气机进气冷却系统后的为输出功率变化量以及机组气耗率变化，具体计算方式为：

17、

18、式中：δpcool(t0)为机组输出功率变化量，kw；δbcool(t0)为机组气耗率变化量，nm3/(kw·h)；p(t1)为投入进气冷却系统后机组输出功率，kw；p(t0)为未投入进气冷却系统时的机组输出功率，kw；b(t1)为投入进气冷却系统后机组气耗率变化，nm3/(kw·h)；b(t0)为未投入进气冷却系统时的机组气耗率，nm3/(kw·h)；t1为进气冷却后空气温度，℃；t0为环境温度，℃。

19、可选地，耦合燃机压气机进气加热系统后机组气耗率变化量的计算方式为：

20、δbheat(t0,p0)＝b(t2,p0)-b(t0,p0)

21、式中：δbheat(t0,p0)为投入进气加热系统后机组气耗率变化量，nm3/(kw·h)；b(t1,p0)为投入进气加热系统后机组气耗率变化量，nm3/(kw·h)；b(t0,p0)为未投入进气加热系统时的机组气耗率，nm3/(kw·h)；t2为进气加热后空气温度，℃；t0为环境温度，℃；p0为机组功率，mw。

22、可选地，燃机压气机进气冷却系统的全年经济收益的计算方式为：

23、

24、式中：wcool为配置压气机进气冷却系统后的全年经济收益，元/年；be为电价，元/(kw·h)；δpi为机组逐时输出功率增量，kw；bgas为气价，元/nm3；δbi机组逐时气耗率变化量，nm3/(kw·h)；pi为机组逐时输出功率，kw；bc为容量电价，元/(kw·月)；pmax,j为第j月机组输出功率最大增量，kw；m为全年baseload负荷运行时间，h。

25、可选地，燃机压气机进气加热系统的全年经济收益的计算方式为：

26、

27、式中，wheat为配置压气机进气加热系统后的全年经济收益，元/年；δbheat,i为机组定功率下的逐时气耗率变化，nm3/(kw·h)；n为全年部分负荷运行时间，h。

28、本发明提供了一种燃机压气机进气调温系统经济性优化装置，包括：

29、模型构建模块，用于确定耦合燃机全年的分时段运行边界参数，根据运行边界参数建立了耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型和耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型；

30、机组气耗率变化量计算模块，用于根据耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型计算耦合燃机压气机进气冷却系统后的为输出功率变化量以及机组气耗率变化量；以及根据耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型计算部分负荷工况耦合燃机压气机进气加热系统后机组气耗率变化量；

31、冷/热系统全年经济收益计算模块，用于根据耦合燃机压气机进气冷却系统后的为输出功率变化量以及机组气耗率变化量计算燃机进气冷却系统全年经济收益以及根据部分负荷工况耦合燃机压气机进气加热系统后机组气耗率变化量计算燃机压气机进气加热系统全年经济收益；

32、工程投资金额计算模块，用于将燃机进气冷却系统全年经济收益和燃机压气机进气加热系统全年经济收益进行加权，获得工程投资金额；

33、系统参数调整模块，用于判断当前获得的工程投资金额的收益期是否最优，如果否，则重新给定额定温降δt1、额定温升δt2经过分别经过耦合燃机压气机进气冷却系统的热力学变工况模型和耦合燃机压气机进气加热系统的热力学变工况模型重新进行计算，直至在当前系统下收益期最优。

34、本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任一项所述一种燃机压气机进气调温系统经济性优化方法的步骤。

35、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项所述一种燃机压气机进气调温系统经济性优化方法的步骤。

36、本发明的有益效果是：

37、本发明提供的一种燃机压气记进气调温西永经济型优化方法及装置，主要通过使用通过建立热力学仿真模型，获取燃机压气机进气调温系统投入/退出时机组效能变化函数，结合多维运行复杂运行边界参数，反复调整进气调温关键指标参数，实现联合循环机组燃机压气机进气调温系统参数准确优化。