一种燃气发电机组燃气浓度控制方法及系统与流程

1.本发明涉及发电机组燃气控制技术领域，尤其涉及一种燃气发电机组燃气浓度控制方法及系统。


背景技术：

2.低瓦斯、部分瓦斯常采用燃气发电的方式进行利用，但燃气成分经常出现变化，目前的发动机通常使用手动、排温、缸温等方式调整燃气和空气的配比，反应速度较慢，无法准时及时的调整机组。
3.现有技术中，lcem系统具有gqcl控制模式，在gqcl控制模式下，控制系统通过比较发动机实际功率和系统的发动机计算功率，修正燃气流量，使发动机的实际功率等于计算功率。发明人发现，gqcl控制模式并不适应燃气变化较大的低瓦斯气源，燃气控制系统正常适应的范围大约在20％左右，且对燃气阀测流量的精度要求较高，当燃气阀出现污堵等问题后，功率闭环将发生偏移，需要重新标定功率闭环才能继续使用，且因为调整范围、燃气阀污堵等问题，在低瓦斯现场使用并不理想。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种燃气发电机组燃气浓度控制方法及系统，能够提高低瓦斯发电机组对低瓦斯波动的适应性，提高发电效率；无需燃气流量阀的流量测量精度，直接修改浓度或者调整空气和燃气阀门，避免了低瓦斯变化过大、自适应调整范围不足的问题。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本发明的实施例提供了一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，预先得到实际功率和进气压力对应关系、进气温度和进气压力对应关系，所述方法具体包括：
7.获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；
8.根据进气压力和修正参数得到计算功率；
9.通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。
10.作为进一步的实现方式，所述修正参数包括温度修正值、浓度修正值、排温修正值和手动修正值。
11.作为进一步的实现方式，根据进气压力与温度修正值、浓度修正值、排温修正值和手动修正值乘积的比值得到计算压力，根据计算压力与高功率、低功率对应压力的关系得到计算功率。
12.作为进一步的实现方式，根据克拉伯龙方程计算进气温度和进气压力的关系。
13.作为进一步的实现方式，根据燃气发电机组运行状态确定排温最高值和排温最低值，根据排温最低值和排温最高值所形成的排温范围确定排温修正值。
14.作为进一步的实现方式，所述保护措施包括排温降载、停车、燃气波动减载和排温
差降载。
15.作为进一步的实现方式，所述计算功率与实际功率的差值超过设定范围时，采用排温降载模式。
16.第二方面，本发明的实施例还提供了一种燃气发电机组燃气浓度控制系统，包括：
17.燃气浓度范围修正模块，其用于获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；
18.计算功率获取模块，其用于根据进气压力和修正参数得到计算功率；
19.保护措施确定模块，其用于通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。
20.第三方面，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的燃气发电机组燃气浓度控制方法中的步骤。
21.第四方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的燃气发电机组燃气浓度控制方法中的步骤。
22.本发明的有益效果如下：
23.本发明利用外混单点喷射燃气机组进气腔压力的特点，依靠进气腔压力的变化对机组燃气浓度进行自动调整，并通过温度对控制的范围进行缓慢修正，解决气源波动较大的低瓦斯发电机组市场燃气配比自适应问题，消除手动调节工作量大或者缸温、排温调整反应速度慢带来的一系列问题，提高低瓦斯发电机组对低瓦斯波动的适应性，提高发电效率。
24.本发明的燃气发电机组设置排温降载、停车、燃气波动减载和排温差降载的保护措施，通过燃气浓度调整和保护措施相结合，使机组自动适应燃气浓度的变化，提高机组效率，改善机组排放，降低少机组故障率的效果。
25.本发明克服了gqcl控制模式的缺点，无需燃气流量阀的流量测量精度，直接修改浓度或者调整空气和燃气阀门，并引入手动修正值，避免了低瓦斯变化过大、自适应调整范围不足的问题。
附图说明
26.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
27.图1是本发明根据一个或多个实施方式的流程图；
28.图2是本发明根据一个或多个实施方式的实际功率与进气压力对应关系图；
29.图3是本发明根据一个或多个实施方式的控制界面示意图。
具体实施方式
30.实施例一：
31.本实施例提供了一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，预先得到实际功率和进气压力对应关系、进气温度和进气压力对应关系，如图1所示，所述方法具体包括：
32.获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；
33.根据进气压力和修正参数得到计算功率；
34.通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。
35.本实施例利用外混单点喷射燃气机组进气腔压力的特点，依靠进气腔压力的变化对机组燃气浓度进行自动调整，并通过温度对控制的范围进行缓慢修正。
36.在本实施例中，所述修正参数包括温度修正值、浓度修正值、排温修正值和手动修正值。
37.根据燃气发电机组运行良好状态，记录机组的进气压力，如图2所示，以1000gf9-wd型低瓦斯机组为例，功率950kw、进气温度30℃时，机组的进气压力范围是2bar到2.06bar。获取多个功率点的压力范围后，计算实际功率和进气压力的对应关系。
38.1、温度修正值：
39.进气温度变化时，根据克拉伯龙方程pv＝nrt,计算出进气温度和进气压力的关系，获得温度修正值。具体方法：20摄氏度时修正值为1，获得公式：温度修正值＝(273+进气温度)/293。
40.2、浓度修正值：
41.根据现场实际运行情况，设计燃气浓度和进气压力的关系。具体方法：当ch4浓度大于15％时，浓度修正值等于默认值1，当浓度小于等于15％时，以公式：
42.浓度修正值＝1-(15-燃气浓度)/500
43.进行浓度修正值变化。
44.3、排温修正值：
45.根据机组运行良好时的排温最高值和排温最低值，得到排温范围；当排温超过上述范围后，缓慢修正，获得排温修正值。
46.具体方法：平均排温在排温最高值和排温最低值之间时，修正值正常默认为1，当平均排温高于设定值上限时，排温修正值以每30秒加0.01的幅度缓慢变大，当平均排温低于设定值下限时，排温修正值以每30秒加0.01的幅度缓慢变小。
47.4、手动修正值：
48.为更加适用现场气源情况变化，引入现场可以手动输入的手动修正值。
49.5、最终获得：
50.进气压力控制的实际值＝手动修正值*温度修正值*浓度修正值*排温修正值*压力设定值。
51.本实施例的保护措施包括排温降载、停车、燃气波动减载和排温差降载。
52.为了防止燃气发电机组出现某些缸不做功导致机组压力状态发生变化，设置各缸排温差值大于150度时降载到320kw的模式；为了防止传感器测量出现误差或者调整速度没有跟上浓度的变化速度，设置任意缸排温高于670度降载到400kw、继续高达到690度，机组停车保护；为了防止机组严重不稳影响测量，设置功率波动超过限制值300kw，机组降载到320kw的模式。
53.为了更直观的保护燃气发电机组，计算出机组功率，当计算功率和实际功率差值过大时，机组缓慢降载。
54.其中，计算压力＝进气压力/(手动修正值*浓度修正值*温度修正值*排温修正值)；
55.计算功率＝高功率-(高功率-低功率)*(高功率对应压力-计算压力)/(高功率对应压力-低功率对应压力)。
56.本实施例通过进气温度和进气压力，自动调整燃气浓度大小，使机组在相应功率下始终在设定的压力工作，从而使机组运行状态达到稳定、最优。
57.如图3所示，本实施例设置了排温降载、停车、燃气波动减载和排温差降载模式，为了防止突然变化调整不过来，在机组合闸后，开始计算机组功率，计算功率和实际功率差值达到一定数值(例如150kw)后，开始一边调整浓度，一边缓慢降载。
58.本实施例通过调整和保护措施相结合，使机组自动适应燃气浓度的变化，提高机组效率，改善机组排放，降低少机组故障率的效果。
59.实施例二：
60.本实施例提供了一种燃气发电机组燃气浓度控制系统，包括：
61.燃气浓度范围修正模块，其用于获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；
62.计算功率获取模块，其用于根据进气压力和修正参数得到计算功率；
63.保护措施确定模块，其用于通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。
64.实施例三：
65.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一所述的燃气发电机组燃气浓度控制方法中的步骤。
66.实施例四：
67.本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例一所述的燃气发电机组燃气浓度控制方法中的步骤。
68.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，预先得到实际功率和进气压力对应关系、进气温度和进气压力对应关系，所述方法具体包括：获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；根据进气压力和修正参数得到计算功率；通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。2.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，所述修正参数包括温度修正值、浓度修正值、排温修正值和手动修正值。3.根据权利要求2所述的一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，根据进气压力与温度修正值、浓度修正值、排温修正值和手动修正值乘积的比值得到计算压力，根据计算压力与高功率、低功率对应压力的关系得到计算功率。4.根据权利要求2所述的一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，根据克拉伯龙方程计算进气温度和进气压力的关系。5.根据权利要求2所述的一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，根据燃气发电机组运行状态确定排温最高值和排温最低值，根据排温最低值和排温最高值所形成的排温范围确定排温修正值。6.根据权利要求1所述的一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，所述保护措施包括排温降载、停车、燃气波动减载和排温差降载。7.根据权利要求6所述的一种燃气发电机组燃气浓度控制方法，其特征在于，所述计算功率与实际功率的差值超过设定范围时，采用排温降载模式。8.一种燃气发电机组燃气浓度控制系统，其特征在于，包括：燃气浓度范围修正模块，其用于获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；计算功率获取模块，其用于根据进气压力和修正参数得到计算功率；保护措施确定模块，其用于通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的燃气发电机组燃气浓度控制方法中的步骤。10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的燃气发电机组燃气浓度控制方法中的步骤。

技术总结
本发明公开了一种燃气发电机组燃气浓度控制方法及系统，涉及发电机组燃气控制技术领域，预先得到实际功率和进气压力对应关系、进气温度和进气压力对应关系，所述方法具体包括：获取燃气发电机组进气压力，根据进气压力的变化自动调整燃气浓度范围，并通过进气温度对燃气浓度范围进行修正；根据进气压力和修正参数得到计算功率；通过计算功率与实际功率的差值范围确定保护措施。本发明能够提高低瓦斯发电机组对低瓦斯波动的适应性，提高发电效率；无需燃气流量阀的流量测量精度，直接修改浓度或者调整空气和燃气阀门，避免了低瓦斯变化过大、自适应调整范围不足的问题。自适应调整范围不足的问题。自适应调整范围不足的问题。


技术研发人员：聂昌聘 李亮 于静 庄九传 张伟 赵辉 刘坤 李楠 姜海森 张大军 王燕飞
受保护的技术使用者：中国石油集团济柴动力有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/5/24