控制鍋爐鼓水平的制作方法
【技術領域】
[0001]本文公開的主題涉及熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，并且更特別地，涉及控制熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的鍋爐鼓中的水位。
【背景技術】
[0002]熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)回收來自氣體流的熱，并且產生蒸汽，其用于渦輪。在HRSG中，熱氣體流過蒸發(fā)器，蒸發(fā)器將蒸發(fā)器中的液體水轉化成蒸汽。蒸汽供應到蒸汽鼓，蒸汽鼓將加壓蒸汽供給到目的地，諸如蒸汽渦輪。通過監(jiān)測和控制HRSG中的液體水、蒸汽和加熱氣體的流量來管理HRSG的運行。

【發(fā)明內容】

[0003]根據本發(fā)明的一方面，一種控制蒸汽鼓中的水位的方法包括基于設備特性來預計蒸汽鼓中的瞬變，設備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃氣渦輪負載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構造成控制從蒸汽鼓到兩個或更多個蒸汽流導管的蒸汽流。方法還包括產生滑動設定點，以基于對蒸汽鼓中的瞬變的預計來控制水位。
[0004]根據本發(fā)明的另一方面，一種熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括鼓鍋爐(其包括蒸汽鼓)、接收來自蒸汽鼓的水和來自燃氣渦輪的加熱氣體的蒸發(fā)器，以及在蒸發(fā)器和蒸汽鼓之間的提升部，提升部用來將蒸汽從蒸發(fā)器引導到蒸汽鼓。系統(tǒng)包括控制器，控制器構造成通過基于設備特性預計蒸汽鼓中的瞬變來控制蒸汽鼓中的水位，設備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃氣渦輪負載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構造成控制從蒸汽鼓到兩個或更多個蒸汽流導管的蒸汽流，以及基于對瞬變的預計來產生滑動設定點。
[0005]根據本發(fā)明的又一方面，一種熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設備控制器包括構造成存儲設備特性和滑動設定點轉移函數的存儲器和處理器。處理器構造成基于設備特性來預計HRSG的蒸汽鼓中的瞬變，設備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃氣渦輪負載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構造成控制從蒸汽鼓到兩個或更多個蒸汽流導管的蒸汽流。處理器進一步構造成產生滑動設定點，以基于對瞬變的預計來控制蒸汽鼓中的水位。
[0006]方案1:一種控制熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設備的蒸汽鼓中的水位的方法，包括:
基于設備特性來預計蒸汽鼓中的瞬變，設備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃氣渦輪負載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構造成控制從蒸汽鼓到兩個或更多個蒸汽流導管的蒸汽流；以及基于預計瞬變來產生滑動設定點以控制水位。
[0007]方案2:根據方案I的方法，其中，預計瞬變包括對轉移函數提供設備特性和HRSG設備的歷史數據，轉移函數根據蒸汽鼓中的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內。
[0008]方案3:根據方案I的方法，其中，方法進一步包括:
產生第一設定點，第一設定點具有設定點模型，設定點模型接收下者作為輸入:蒸汽流、提供給蒸汽鼓的給水的給水溫度、氣體燃料溫度和氣體燃料流；
基于蒸汽流和鼓壓力來確定蒸汽鼓中的期望水位；以及
選擇滑動設定點和第一設定點中的一個，以基于滑動設定點和第一設定點與期望水位的比較，來控制蒸汽鼓中的水位。
[0009]方案4:根據方案3的方法，其中，基于由基于模型的初始狀態(tài)估計器產生的估計初始狀態(tài)來確定期望水位，基于模型的初始狀態(tài)估計器基于來自燃氣渦輪的排氣的排氣溫度、鼓壓力和蒸汽鼓中的水位來估計初始狀態(tài)。
[0010]方案5:根據方案3的方法，其中，選擇滑動設定點和第一設定點中的一個來控制蒸汽鼓中的水位將下者考慮在內:燃氣渦輪和包括蒸汽鼓的HRSG設備中的一者或兩者的構件隨時間的推移而退化。
[0011]方案6:根據方案I的方法，其中，方法進一步包括:
計算進入到提升管中的熱耗率，提升管加熱通往蒸汽鼓的水，以產生蒸汽，基于鼓壓力的變化速率、蒸汽流、旁通閥的位置和燃氣渦輪負載來計算進入到提升管中的熱耗率。
[0012]方案7:—種熱回收蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其包括:
鼓鍋爐，其包括蒸汽鼓、用以接收來自蒸汽鼓的水和來自燃氣渦輪的加熱氣體的蒸發(fā)器，以及蒸發(fā)器和蒸汽鼓之間的提升部，提升部用來將蒸汽從蒸發(fā)器引導到蒸汽鼓；以及控制器，其構造成基于設備特性來預計蒸汽鼓中的瞬變，設備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃氣渦輪負載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構造成控制從蒸汽鼓到兩個或更多個蒸汽流導管的蒸汽流，以及通過基于對蒸汽鼓中的瞬變的預計，產生滑動設定點，來控制蒸汽鼓中的水位。
[0013]方案8:根據方案7的系統(tǒng)，其中，預計瞬變包括對轉移函數提供設備特性和HRSG設備的歷史數據，轉移函數根據蒸汽鼓的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內。
[0014]方案9:根據方案7的系統(tǒng)，其中，控制器構造成產生第一設定點，第一設定點具有設定點模型，設定點模型接收下者作為輸入:蒸汽流、提供給蒸汽鼓的給水的給水溫度、氣體燃料溫度和氣體燃料流，以基于蒸汽流和鼓壓力來確定蒸汽鼓中的期望水位，以及選擇滑動設定點和第一設定點中的一個，以基于滑動設定點和第一設定點與期望水位的比較，來控制蒸汽鼓中的水位。
[0015]方案10:根據方案9的系統(tǒng)，其中，基于由基于模型的初始狀態(tài)估計器產生的估計初始狀態(tài)來確定期望水位，基于模型的初始狀態(tài)估計器基于來自燃氣渦輪的排氣的排氣溫度、鼓壓力和蒸汽鼓中的水位來估計初始狀態(tài)。
[0016]方案11:根據方案9的系統(tǒng)，其中，選擇滑動設定點和第一設定點中的一個來控制蒸汽鼓中的水位將下者考慮在內:燃氣渦輪和包括蒸汽鼓的HRSG設備中的一者或兩者的構件隨時間的推移而退化。
[0017]方案12:根據方案7的系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)進一步包括:
計算進入到提升管中的熱耗率，提升管加熱通往蒸汽鼓的水，以產生蒸汽，基于鼓壓力的變化速率、蒸汽流、旁通閥的位置和燃氣渦輪負載，來計算進入到提升管中的熱耗率。
[0018]方案13:—種熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)設備控制器，其包括:
存儲器，其構造成存儲設備特性和滑動設定點轉移函數；以及
處理器，其構造成基于設備特性來預計HRSG設備的蒸汽鼓中的瞬變，設備特性包括來自蒸汽鼓的蒸汽流、蒸汽鼓中的鼓壓力，以及燃氣渦輪負載和旁通閥的位置中的一者或兩者，旁通閥構造成控制從蒸汽鼓到兩個或更多個蒸汽流導管的蒸汽流，以及產生滑動設定點，以基于預計瞬變，來控制蒸汽鼓中的水位。
[0019]方案14:根據方案13的HRSG設備控制器，其中，處理器構造成通過對滑動設定點轉移函數提供設備特性和HRSG設備的歷史數據，來預計瞬變，滑動設定點轉移函數根據蒸汽鼓中的流體的溫度和壓力中的一者或兩者，將蒸汽鼓的收縮和膨脹考慮在內。
[0020]方案15:根據方案13的HRSG設備控制器，其中，存儲器構造成存儲設定點模型，以及
處理器構造成產生第一設定點，第一設定點具有設定點模型，設定點模型接收下者作為輸入:蒸汽