汽輪機循環(huán)水系統運行方式的優(yōu)化研究

汽輪機循環(huán)水系統運行方式的優(yōu)化研究梁智王文波內蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責任公司自備電廠(chǎng)029200摘要:本文分析了影響汽輪機凝汽器真空的因素，指出了改進(jìn)的方法，使凝汽器產(chǎn)生最佳真空，各種因素都去考慮，從而得到一種優(yōu)化汽輪機水系統最好的方法，優(yōu)化更加精準。本文總結了一些適合汽輪機循環(huán)水系統的優(yōu)化方式，發(fā)表了一些自己的看法。關(guān)鍵字:汽輪機離 散優(yōu)化方式可調節葉片循環(huán)水泵優(yōu)化研究中圖分類(lèi)號: TK26文獻標識碼: A文章編號:引目前，我國堅持走可持續發(fā)展道路,國家電力行業(yè)注重的更多的是電廠(chǎng)的節能減排問(wèn)題，汽輪機的輔助設備有很多，但是汽輪機循環(huán)水系統有著(zhù)不可忽視的作用，在電廠(chǎng)的安全運行方面很重要，汽輪機循環(huán)水系統的耗電量是電廠(chǎng)總發(fā)電量的1. 5%左右，因此，優(yōu)化水系統運行方式，可以促進(jìn)電廠(chǎng)節約用電，使經(jīng)濟比較好的增長(cháng)。在我國，很多電廠(chǎng)機組在調節機組循環(huán)水量方面做的不太好，僅僅是靠改變電廠(chǎng)循環(huán)水泵的組合，使循環(huán)水系統正常運行?？吹搅诉@種情況，我們想出了- -種離散優(yōu)化的方式，使水循環(huán)系統較以前有所優(yōu)化。本文利用離散優(yōu)化的方式，通過(guò)計算循泵的耗功、流量，以及凝汽器總傳熱的系數,確定最經(jīng)濟安全可行的循泵泵組運行方式。一、 離散優(yōu)化原理在循環(huán)水系統的應用我們確定了循環(huán)水進(jìn)出口氣溫，和汽輪機的排氣流量，在這種情況下，隨著(zhù)汽輪機循環(huán)水流量的增大，凝汽器真空會(huì )逐漸在升高，同樣，汽輪機循環(huán)水泵的軸功率耗能增加，汽輪機的功率也增加，汽輪機除去循環(huán)水泵多耗功率以后的凈功率即增加的輸出功率最大時(shí),此時(shí)的凝汽器能達到最佳真空，而循環(huán)水流量也是相對而言最好的?？梢钥闯?，汽輪機有--個(gè)相對特定值的最佳循環(huán)水流量,但目前國內大部分發(fā)電廠(chǎng)采用的是確定速度不能調節水循環(huán)系統流量的循泵，，我們只能通過(guò)改變汽輪機循泵泵組的運行方式使循環(huán)水流量實(shí)現階躍變化。因此，循環(huán)水系統的離散優(yōu)化原理就是在汽輪機產(chǎn)生的循環(huán)水量達到最佳時(shí)，通過(guò)計算和數據顯示，產(chǎn)生最佳的循環(huán)水流量，循環(huán)水溫以及機組產(chǎn)生的負荷，給出- -個(gè)坐標平面，等效益點(diǎn)的意思就是相鄰的離散循環(huán)水流量產(chǎn)生的點(diǎn)，它和凈增功率相等，從而劃分出切換泵組流量的區間。二、離散優(yōu)化計算汽輪機循環(huán)水系統各個(gè)設備運作正常，設備之間數值構成正常時(shí)，汽輪機的循環(huán)水流量和汽輪機循環(huán)水泵會(huì )產(chǎn)生關(guān)系:Pgr = f( Dw)其中，P是循環(huán)水泵所耗的功率，D是進(jìn)入汽輪機凝汽器的循環(huán)水流量汽輪機循泵泵組的運行方式有單泵、雙泵并聯(lián)及三泵聯(lián)行。我們同樣對排氣溫度和排氣壓力之間的關(guān)系予以了測算。汽輪機排氣壓力對機組產(chǎn)生的影響，在汽輪機進(jìn)氣流量和進(jìn)氣指數不變的情況下，以及循泵不同的運行方式的條件下，凝汽器通過(guò)的循環(huán)水流量不同時(shí)汽輪機的排氣壓力也會(huì )改變,從而影響到機組的出力，通過(guò)查閱文獻，我們得出了汽輪機排氣壓力中國煤化工YHCNMH G66-823456789101112排汽用力/kPa和功率變化的關(guān)系圖，循環(huán)水系統的優(yōu)化運行要滿(mǎn)足這兩個(gè)條件:1、系統內外部條件都確定時(shí)，發(fā)電的煤消耗量不變，而做到供電的煤耗率的值最小。2:汽輪機的熱量消耗率不變，機組的循環(huán)水系統的耗電量和機組的發(fā)電量的差值盡量降到最小，也就是工廠(chǎng)的用電要控制在最小。我們通過(guò)計算得知，汽輪機機組運行三泵并聯(lián)比雙泵并聯(lián)發(fā)的電功率多，但是也會(huì )消耗更多的循泵功率，此時(shí)兩泵并聯(lián)在經(jīng)濟上更加有利，電廠(chǎng)也會(huì )在凈增功率方面有較大收益。同理，單泵運行比雙泵運行節省的功率更多，但是發(fā)電功率也會(huì )相應的減少，所以此時(shí)雙泵并聯(lián)運行將帶來(lái)更多的經(jīng)濟收益。三、優(yōu)化運行整體分析1、汽輪機特性:在汽輪機蒸汽和流量指數一定 的條件下汽輪機的循環(huán)水系統來(lái)氣壓力和輸出功率間的關(guān)系; 2、 凝汽器特性:在汽輪機設備組成和連接方式條件一定的情況下，凝汽器產(chǎn)生的壓力與循環(huán)水的流量溫度和汽輪機排氣量間的關(guān)系: 3、循環(huán)水泵特性:離心泵可用二次函數表示滿(mǎn)足精度,軸流泵和混合泵用三次函數和四次函數表示。在多泵并聯(lián)時(shí)，多臺汽輪機循環(huán)水系統功率相加得到。4:循環(huán)水系統阻力特征:由凝汽器的水力計算可以得到，也可通過(guò)計算曲線(xiàn)，;5、其他特性:流量平衡要使凝汽器各管道中水的流量與循環(huán)水泵的總流量相同;能量平衡是并聯(lián)的循環(huán)水泵產(chǎn)生克服循環(huán)系統水的總阻力;最小流量滿(mǎn)足其他用水;保證凝汽器頂端的液體不汽化;從而保證循環(huán)水泵的穩定運行。葉片固定，轉速--定的循環(huán)水泵，最佳的運行條件和循環(huán)水泵的機組負荷及進(jìn)口水位等因素有很大的關(guān)系。情況不同時(shí)也會(huì )產(chǎn)生不同的運行方式，機組負荷在300MW循環(huán)水溫確定是不高于24攝氏度時(shí)要采取一機兩泵的方式，機組循環(huán)水泵的溫度大于16攝氏度而小于24攝氏度時(shí)要采用一機一泵，兩機三泵也可。而機組水溫高于24攝氏度時(shí)，一泵采取一 機泵。機組--般采取的是一-機--泵。負荷基本都在150MW，而水溫高于27攝氏度的情況時(shí)則例外。.上述機組運行方式，循環(huán)水系統的運行不能進(jìn)行調整，因為機組循環(huán)水泵的葉片是固定的，為了使循環(huán)水泵運行效率更高，流量更合理，葉片角度應該在一定范圍內隨著(zhù)外界環(huán)境的調整而變化，根據數據和調查顯示，機組循環(huán)水泵采用可調葉片效果可能會(huì )更好，這種系統多采用一機一泵的運行方式,冬季采用一機- -泵的電廠(chǎng)比較多,而在夏季反之是- -機兩泵,春秋季節應該使用配套的電動(dòng)循環(huán)水泵，增加容量，凝汽器的葉片可調系統運行比較好，角度不同的葉片-起運行也會(huì )產(chǎn)生不同的結果。結論綜上分析計算表明，循環(huán)水系統離散優(yōu)化效果比較明顯，效益比較明顯普遍話(huà)甲 于汽輪機循環(huán)水系統。影響汽輪機凝汽器內部真空變化的原因很多中國煤化工節凝YHCNMHG汽器循環(huán)水量，盡力做到優(yōu)化汽輪機整個(gè)系統。此外，汽輪機凝汽器的最佳真空也會(huì )因為機調整機組水泵循環(huán)水的運行方式，真正使循環(huán)水系統有效優(yōu)化運行,保證整個(gè)機組系統的安全運行。采用固定葉片的凝汽器循環(huán)水泵，獲得的經(jīng)濟效益不能達到最大化，采用可調葉片的循環(huán)水泵則會(huì )不同，會(huì )增大效益，更加安全可行。參考文獻[1] 黃新元，趙麗，安越里，等.火電廠(chǎng)單元制循環(huán)水系統離散優(yōu)化模型及其應用[J] .熱能動(dòng)力工程，2004,19 (3): 302- -305.[2]朱玉娜等.凝汽器變工況核算及其傳熱系數的確定[J] . 電站系統工程.1998, 14 (6):202.103. 18. 549~ 12[3]郭丙然.最優(yōu)化技術(shù)在熱能動(dòng)力工程中的應用[M] .北京:水利電力出版社，1986.中國煤化工YHCNMH G