330_MW热电厂循环水泵运行方式的经济型分析_汪勇华.pdf
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1、2023 1期 热电厂循环水泵运行方式的经济型分析汪勇华(四方继保(武汉)软件有限公司,湖北 武汉 )摘要:目前国内仍有大部分火电厂循环水系统的调节都是采用台数调节。当凝汽器真空变化或外界气候条件改变时,运行人员凭自己的经验来启停循环水泵。但受运行人员自身水平的限制,有时候并非处于经济区运行。为此,对吉林某电厂循环冷却水系统进行分析,通过理论计算并结合电科院提供的试验数据,给出了不同负荷、不同循环水初温下启停水泵的建议。试验结果表明,循环水泵处于经济区运行时,能达到很好的节能效果。关键词:火电厂;循环冷却水系统;经济运行;节能中图分类号:(),):,:;收稿日期:作者简介:汪勇华(),硕士研究
2、生,研究方向为电站 控制系统仿真分析。引言凝汽器真空主要受机组负荷、循环冷却水初温、循环冷却水流量、真空严密性、凝汽器铜管脏污等因素的影响。在机组负荷稳定、真空严密性正常的条件下,冷却水初温及凝汽器铜管脏污等因素都不能人为调节,运行人员只能通过调节循环水流量来改善真空。目前,国内火电厂的循环水泵大致有恒速泵、双速泵、动叶可调泵及变频泵,但使用得最多的还是恒速泵,其循环水量的调节方式采用台数调节,即通过开启或停止循环水泵来增加或减少循环水量,这种调节方式受人为因素的影响较大,有时机组并非处于经济运行。本文结合吉林某电厂 机组实际运行情况,通过理论计算并参考吉林电科院提供的试验数据,给出了不同循环
3、水初温、不同负荷下的循环水泵组合方式。循环水系统优化准则及原理目前,循环水系统的优化准则大概有基于最佳真空的汽轮机净增功率最大法、考虑节水因素及冷却水价格后的最大收益法和综合成本煤耗率法。此三种方法虽然目标值不一样,但其遵循的基本原理大体一致,都是出于节约成本、提高经济效益考虑。现采用第一种方法对吉林某电厂的循环水系统进行优化,即当循环水量增加时,真空度也会相应提高,汽轮机出力增加,应使汽轮机功率增量大于循环水泵功率增量;当循环水量减少时,应使汽 轮 机 功 率 减 少 量小 于 循 环 水 泵 功 率 减 少量。循环水系统优化相关计算根据以上分析可知循环水系统的优化涉及循环水泵、凝汽器和汽轮
4、机三个子系统,现对其特性进行如下分析。发电厂电工技术中国电工网 循环水泵特性分析与计算吉林某电厂一机配两台循环水泵,每台机组运行时必须保证至少有一台循环水泵为其供水,故循环水泵的组合方式有种:一台低速运行,一台高速运行,一高一低运行,两台高速运行。根据吉林省电力科学研究院为该电厂机组做试验时提供的数据可知:一台泵低速运行时(循环水泵低速运行),循环水泵电机电流为 ,循环水流量为 ;一台泵高速运行,循环水泵高速运行时,循环水泵电机电流为 ,循环水流量为 ,循环水泵高速运行时,循环水泵电机电流为 ,循环水流量为 ;一高一低两台泵运行(高速运行,低速运行)时,高速泵电机电流为 ,低速泵电机电流为 ,
5、循 环 水 量 为 ;两台泵高速运行时(、循环水泵都高速运行),循环水泵高速电流为 ,循环水泵高速电流为 ,循环水流量为 。循环水泵实际运行中,考虑到启停损失,一般选择把循环水泵直接从低速运行切换为高速运行状态,故本文中循环水优化时不考虑循环水泵高速单独运行时的情况。循环水泵电机额定电压为 ,正常工作时保持不变,由此可计算出循环水泵不同组合方式间切换时循环水泵功率增量:由一台低速泵切换为一台高速泵运行时,循环水泵功率增量为 ;由一台高速泵切换成一高一低两台循环水泵运行时的循泵功率增量为 ;由一高一低切换成两台泵都高速运行时的循泵功率增量为 。凝汽器特性分析与计算一般汽轮机厂家都会给电厂提供凝汽
6、器特性线(如图所示),参照此曲线,运行人员可以查得当前功率下的机组背压。但提供的凝汽器的特性曲线只考虑了机组在设计工况运行时的情况,对于非设计工况,还需通过计算来得到凝汽器内的实际压力。图 1 330 MW 汽轮机凝汽器特性曲线背压/MPa(a)凝汽器背压的计算公式为:.().().()()式中,为循环水初温,;,为凝结 蒸汽所放出的热量,;为凝结 蒸汽所消耗的冷却水量,称之为冷却倍率;为循环冷却水流量,;为进入凝汽器的排汽量,;为与凝汽器工作状况相关的系数,一般取;为凝汽器冷却面积,;为汽轮机低压缸排汽温度,。结合 机组凝汽器的技术特性,根据式()、式()可计算出不同循环水泵组合方式下,机组
7、分别在 、典 型 工 况 下 运行,循环冷却水初温分别为、时的背压。汽轮机特性分析与计算汽轮机出力主要受主蒸汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽流量及机组背压的影响,故汽轮机的特性可以表示为:(,)()式中,为主蒸汽温度,;为主蒸汽压力,;为主蒸汽流量,;为汽轮机排汽背压,。由式()可知在某一稳定负荷下,汽轮机出力仅受汽轮机背压影响。吉林某电厂是 年底投入运行的机组,其汽轮机组型式为单轴、双缸、双排汽、抽凝式机组,机组运行至今通流部分未经过改造。汽轮机制造厂家提供的机组背压对功率的修正曲线是根据末级变工况逐级计算并拟合出来的,理论上具有较高的精度,因此本文根据该厂提供的机组背压对功率的修正曲线来确定汽轮
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