浙江電力2011年第9期ZHEJIANG ELECTRIC POWER4600 MW機(jī)組循環(huán)水泵最佳運(yùn)行方式的確定方法樓可煒，孫永平，秦攀, 董益華(浙江省電力試驗(yàn)研究院，杭州310014)摘要:針對(duì)600MW機(jī)組存在循環(huán)水流量可連續(xù)調(diào)節(jié)和不可連續(xù)調(diào)節(jié)這兩種不同的循環(huán)水系統(tǒng)，進(jìn)行了循環(huán)水系統(tǒng)的特性試驗(yàn)比較和分析，分別采用收益平衡法和收益最大法這兩種計(jì)算評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的節(jié)能優(yōu)化計(jì)算，確定出各種不同機(jī)組負(fù)荷、不同循環(huán)水進(jìn)水溫度條件下的循泵優(yōu)化運(yùn)行方式。有關(guān)計(jì)算結(jié)果可以直接用于指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)行循泵的優(yōu)化調(diào)整。關(guān)鍵詞: 600MW機(jī)組;循泵優(yōu)化;收益平衡法;收益最大法中圖分類(lèi)號(hào): TK264.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B文章編號(hào): 1007-1881(2011)09 -0047-04Confirmation Method of Optimal Operating Mode for 600 MW UnitCirculating Water PumpLOU Ke-wei, SUN Yong-ping, QIN Pan, DONG Yi-hua(Zhejiang Eletric Power Test and Research Institute, Hangzhou 310014, China)Abstract: This paper compares and analyzes the characteristic tests of the continuous adjustable and unad-justable types of eirculating water systems for 600 MW units. The energy saving oplimization calculation of cir-culating water system operating mode is erried out by proft balance method and proft maximization method toconfrm the optimal operating modes of circulating waler pump under various unit loads, circulating water inlettemperatures. The calculation results can serve as a reference for optimization of circulating pumps by operators.Key words: 600 MW units; circulating water pump optimization; proft balance method; profit maximizationmethod循環(huán)水泵(簡(jiǎn)稱(chēng)循泵)運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)整是循環(huán)水流量,只能通過(guò)改變循泵運(yùn)行組合方式來(lái)火電機(jī)組運(yùn)行節(jié)能的重要措施。由于涉及參數(shù)較調(diào)節(jié)循環(huán)水流量川。每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)循泵供水，多、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,根據(jù)各項(xiàng)運(yùn)行條件的變化難.鄰機(jī)之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)閥,通過(guò)聯(lián)絡(luò)閥循環(huán)水系統(tǒng)可以確定循泵優(yōu)化調(diào)整方案。循環(huán)水系統(tǒng)按照循泵由單元制供水方式切換為擴(kuò)大母管制方式。葉角是否可調(diào)分為流量可連續(xù)調(diào)節(jié)型和不可連續(xù)--些沿海發(fā)電機(jī)組配置了流量可連續(xù)調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)型。為滿足機(jī)組冷端系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行的實(shí)循環(huán)水系統(tǒng)。每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)循泵,每臺(tái)循泵際需求，通過(guò)對(duì)這2類(lèi)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行特性比較都設(shè)置1套供油裝置及帶反饋的葉片調(diào)節(jié)連桿機(jī)試驗(yàn),編制了冷端優(yōu)化計(jì)算程序,以確定在不同構(gòu),可在集控室實(shí)時(shí)發(fā)出動(dòng)葉角度調(diào)節(jié)指令,通循環(huán)水進(jìn)水溫度及機(jī)組負(fù)荷條件下的循泵運(yùn)行最過(guò) 改變循泵動(dòng)葉開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)流量的連續(xù)調(diào)節(jié)。這佳方案。類(lèi)循環(huán)水系統(tǒng)一般采用單元制形式，相鄰機(jī)組之間無(wú)聯(lián)絡(luò)管路相連。1循環(huán)水 系統(tǒng)的特性差異1.2 循環(huán)水流量調(diào)節(jié)特性分析.1.1循環(huán)水 系統(tǒng)的類(lèi)型差異流量不可連續(xù)調(diào)節(jié)型循環(huán)水系統(tǒng)只能通過(guò)改目前多數(shù)內(nèi)陸發(fā)電廠的循泵都不能連續(xù)調(diào)節(jié)變循泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),中國(guó)煤化工系統(tǒng)流量fYHCNMH G48浙江電力2011年第9期的調(diào)節(jié)，運(yùn)行方式可分為一機(jī)一泵、兩機(jī)三泵、1臺(tái)600MW機(jī)組為試驗(yàn)對(duì)象,在冬季、夏季和一機(jī)兩泵。冬季水溫較低時(shí)，每臺(tái)機(jī)組各啟動(dòng)1春(秋)季分別進(jìn)行了多個(gè)負(fù)荷工況的冷端優(yōu)化試臺(tái)循泵，中間聯(lián)絡(luò)閥關(guān)閉,即一機(jī)-泵;春(秋)季驗(yàn),以大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，得出了各冷水溫適中時(shí)，中間聯(lián)絡(luò)閥開(kāi)啟, 2臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)3端設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行性能以及相互影響關(guān)系,并進(jìn)臺(tái)循泵，即兩機(jī)三泵;到夏季水溫較高時(shí)，循泵行冷端優(yōu)化計(jì)算，從而確保計(jì)算結(jié)果對(duì)循泵等冷全部開(kāi)啟，即一機(jī)兩泵。總的來(lái)說(shuō)，該類(lèi)型循環(huán)水端設(shè)備優(yōu)化調(diào)整更有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。系統(tǒng)運(yùn)行方式是隨著循環(huán)水溫的升高，通過(guò)逐步2.2流量不可連續(xù)調(diào)節(jié)循泵的優(yōu)化調(diào)整方法增加循泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)增大循環(huán)水流量,以維持凝內(nèi)陸某超臨界600 MW機(jī)組，循泵為流量不汽器理想的真空。對(duì)這類(lèi)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)可連續(xù)調(diào)節(jié)型，只能采用一機(jī)一泵、兩機(jī)三泵、化的關(guān)鍵是:準(zhǔn)確把握循泵3種運(yùn)行方式切換所- 機(jī)兩泵這3種運(yùn)行方式。通過(guò)循泵運(yùn)行切換特對(duì)應(yīng)的機(jī)組負(fù)荷、循環(huán)水進(jìn)水溫度等運(yùn)行條件。性試驗(yàn),得到如表1所列的循泵3種運(yùn)行方式所流量可連續(xù)調(diào)節(jié)型循環(huán)水系統(tǒng)由于配備了2對(duì)應(yīng)的循環(huán)水流量以及循泵總耗功數(shù)據(jù)。臺(tái)均可實(shí)現(xiàn)動(dòng)葉調(diào)節(jié)的循泵，除了溫度較低時(shí)采取單泵運(yùn)行方式,溫度較高時(shí)采取雙泵運(yùn)行方式表1循泵3種運(yùn)行方式的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)外，還可以通過(guò)實(shí)時(shí)改變循泵動(dòng)葉角度以及凝汽循泵運(yùn)行方式流經(jīng)凝汽 器的循環(huán)水流量/(t.h7)_循泵 總功耗/kW一機(jī)一泵46 2823 687.8器出口的循環(huán)水出水門(mén)開(kāi)度等輔助手段來(lái)調(diào)節(jié)循兩機(jī)三泵67 9075 767.8環(huán)水流量。相比流量不可連續(xù)調(diào)節(jié)型循泵的流量-機(jī)兩泵81 0878 079.4“粗放”調(diào)節(jié),它具有流量調(diào)節(jié)便捷、精細(xì)準(zhǔn)確的特點(diǎn)，因此對(duì)機(jī)組冷端系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能更為有利。試驗(yàn)中也測(cè)取了各種不同循環(huán)水溫度、循環(huán)這類(lèi)循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵是:尋找機(jī)組在不同水流量及機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行條件下的凝汽器壓力，計(jì)負(fù)荷、不同循環(huán)水溫下最佳的循環(huán)水流量需求，算得出凝汽器的實(shí)際傳熱系數(shù),并以此校正別爾并據(jù)此確定循泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、動(dòng)葉角度及凝汽器曼公式得出的理論計(jì)算結(jié)果，以提高冷端優(yōu)化計(jì)循環(huán)水出口閥開(kāi)度等可調(diào)參數(shù)。算的準(zhǔn)確性。由于循環(huán)水流量?jī)H與循泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)相關(guān),因2循泵優(yōu)化運(yùn)行方式的確定此可將機(jī)組負(fù)荷、循環(huán)水流量預(yù)先設(shè)定為固定的2.1冷 端優(yōu)化計(jì)算方法參數(shù)條件,而將循環(huán)水進(jìn)水溫度作為變量,在5~盡管2類(lèi)循環(huán)水系統(tǒng)冷端優(yōu)化的關(guān)鍵問(wèn)題不40C范圍內(nèi)按照19C的溫度間隔代人計(jì)算模型進(jìn)同，但都需以凝汽器變工況計(jì)算為前提,根據(jù)循行迭代計(jì)算。由此確定在不同機(jī)組負(fù)荷與水溫的環(huán)水流量變化對(duì)凝汽器壓力的影響，確定出循泵條件下，這3種循泵運(yùn)行方式分別對(duì)應(yīng)的3個(gè)凝的優(yōu)化調(diào)整方向。采用經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)校正后的別爾汽器背壓與循泵功耗。由不同的凝汽器背樂(lè)可計(jì)曼公式(2)進(jìn)行凝汽器傳熱計(jì)算,確定不同機(jī)組負(fù)算出機(jī)組出力的變化值。當(dāng)改變循環(huán)水溫使這3.荷、不同循環(huán)水進(jìn)水溫度條件下的凝汽器壓力應(yīng)種循泵運(yùn)行方式之間的機(jī)組負(fù)荷增加值與循泵耗達(dá)值，然后根據(jù)凝汽器耗差與循泵耗差之間的數(shù)功增加值相等時(shí)，該循環(huán)水溫即為該負(fù)荷條件下值比較，以最小耗差為目標(biāo)來(lái)確定循泵的最佳運(yùn)循泵運(yùn)行方式切換的臨界溫度點(diǎn)。行方式。在不同負(fù)荷下使用上述方法進(jìn)行循環(huán)水溫的.上述理論計(jì)算過(guò)程以實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),迭代計(jì)算,就可找出2組臨界溫度序列,即一機(jī)無(wú)論哪類(lèi)循環(huán)水系統(tǒng),都必須知曉循泵的實(shí)際運(yùn)一泵與兩機(jī)三泵切換的臨界溫度序列、兩機(jī)三泵行特性，據(jù)此確定循環(huán)水流量變化與循泵耗功變與一機(jī)兩泵切換的臨界溫度序列。將2組序列分化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)理論計(jì)算得出凝汽器壓別繪制成如圖1所示的連續(xù)曲線，即可得到機(jī)組力應(yīng)達(dá)值后,也需從變真空試驗(yàn)得出的凝汽器背負(fù)荷率在50%~100%之間、全年循環(huán)水溫變化條壓對(duì)機(jī)組出力影響修正曲線中，查取凝汽器壓力件下所對(duì)應(yīng)的循泵切換運(yùn)行成本與收益達(dá)到平衡變化引起的機(jī)組出力微增數(shù)值。以?xún)?nèi)陸、沿海各的“零收 益”曲線中國(guó)煤化工MYHCNMHG2011年第9期樓可煒，等:600MW機(jī)組循環(huán)水泵最佳運(yùn)行方式的確定方法190廠在整個(gè)循環(huán)水流量從25 000~65 000 t/h的連續(xù)變-機(jī)兩泵運(yùn)行區(qū)城化范圍內(nèi)，當(dāng)循環(huán)水流量需求低于42000t/h時(shí)35采用單泵運(yùn)行;當(dāng)循環(huán)水流量需求高于42 000 t/h時(shí)，采用雙泵運(yùn)行。兩機(jī)三乘運(yùn)行區(qū)域◆單泵運(yùn)行●雙泵運(yùn)行。5 0304 s30-15-機(jī)-泵運(yùn)行區(qū)域4 0303 53060 708003 030負(fù)荷率/%2 5302 030圖1某超臨 界600 MW機(jī)組循泵最佳運(yùn)行方式的區(qū)域劃分1 5301 030-圖1旨在為運(yùn)行人員在全年水溫、全負(fù)荷段30◆下循泵的運(yùn)行方式提供簡(jiǎn)單明了的操作指導(dǎo),圖22000 32000 42000 52000 62 000中2條曲線既是不同循泵運(yùn)行方式的最佳切換分流量/(rh)界線，也可理解為3種循泵運(yùn)行方式在不同負(fù)圖2流經(jīng)凝汽器循環(huán)水流量與循泵功耗的關(guān)系曲線荷、循環(huán)水溫條件下的收益平衡線。在某個(gè)運(yùn)行區(qū)域離開(kāi)曲線越遠(yuǎn)表明該循泵運(yùn)行方式相對(duì)其他圖3更為詳細(xì)地說(shuō)明了圖2中單泵、雙泵特方式經(jīng)濟(jì)性越好。由于循環(huán)水流量調(diào)整方式較為性曲線所對(duì)應(yīng)的循泵動(dòng)葉角度、循環(huán)水出水門(mén)開(kāi)簡(jiǎn)單，這種尋找不同循泵運(yùn)行方式下經(jīng)濟(jì)性能相度等運(yùn)行條件。由圖3可知:當(dāng)循泵采用單泵運(yùn)等點(diǎn)的“收益平衡法”不失為-種快速有效的優(yōu)化行且動(dòng)葉角度大于70%時(shí),凝汽器循環(huán)水出口閥方法?？扇_(kāi)。由此表明在循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整時(shí),凝2.3流量可連續(xù)調(diào)節(jié)循泵的優(yōu)化調(diào)整方法汽器循環(huán)水出口閥僅在循泵單泵運(yùn)行方式下配合相比循環(huán)水流量不可調(diào)節(jié)的循環(huán)水系統(tǒng)，動(dòng)進(jìn)行循環(huán)水管路壓力的調(diào)節(jié),而且其開(kāi)度對(duì)管路葉可調(diào)型循泵的流量調(diào)節(jié)手段較多，因此運(yùn)行方阻力的影響可以通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合計(jì)算得到。通式的優(yōu)化也就更加復(fù)雜。由于循泵流量可以無(wú)級(jí)過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算處理，可以得出不同循環(huán)水流調(diào)節(jié)并可連續(xù)變化，要在某個(gè)負(fù)荷及循環(huán)水溫條量所對(duì)應(yīng)的循泵功耗、循泵動(dòng)葉角度及凝汽器循件下確定循泵運(yùn)行方式，必須對(duì)所有的循泵流量環(huán)水出口閥開(kāi)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。調(diào)節(jié)組合進(jìn)行尋優(yōu)選擇。在循泵小流量、低揚(yáng)程F凝汽器循環(huán)水出口閥開(kāi)度運(yùn)行T況下，還需考慮到開(kāi)式水用戶(hù)的要求，凝120一單泵動(dòng)葉 角度汽器循環(huán)水出口閥也需隨動(dòng)葉角度變化而作相應(yīng)110調(diào)節(jié)。由于不同的循泵動(dòng)葉角度對(duì)應(yīng)不同的循泵100運(yùn)行特性，不同的凝汽器循環(huán)水出口閥開(kāi)度對(duì)應(yīng)不同的管路阻力特性。因此,要確定該類(lèi)循泵的80優(yōu)化運(yùn)行方式，其計(jì)算難度要大大超過(guò)特性單一70-的流量不可調(diào)節(jié)型循泵。為此,必須對(duì)該類(lèi)循泵e 60f及管路運(yùn)行特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理。so以沿海1臺(tái)亞臨界600 MW機(jī)組為例，進(jìn)行了一系列循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析篩選，得到了如圖2所示的典型運(yùn)行工況的22000 32 00042000 ，52000 62 000流量/(t-h*)循環(huán)水流量與循泵耗功關(guān)系曲線。圖2中對(duì)單泵運(yùn)行與雙泵運(yùn)行的特性曲線進(jìn)行了交合處理,即.圖3流經(jīng)凝汽器中國(guó)煤化工方式Y(jié)HCNMHG5(浙江電力2011年第9期針對(duì)循環(huán)水流量連續(xù)可調(diào)的循泵，同樣可以表2優(yōu)化計(jì)算后的循泵運(yùn)行方式及電能收益結(jié)果通過(guò)別爾曼公式建模來(lái)進(jìn)行凝汽器的變工況計(jì)機(jī)組負(fù)循環(huán)循泵 動(dòng)葉角出口閥循環(huán)水流量電 能收益算。與流量不可連續(xù)調(diào)節(jié)型循泵的計(jì)算方法的區(qū)荷率/%水溫/C /臺(tái)度/% 位/% /(t-h")kW20380045 200116.9別是:輸人計(jì)算模型的已知參數(shù)變成機(jī)組負(fù)荷及46400319.6循環(huán)水進(jìn)口溫度，而循環(huán)水流量作為循環(huán)迭代變7048 200557.26254 800835.1量參與計(jì)算，迭代范圍從25 000~65 000t/h,迭06555 500956.7代步長(zhǎng)為100t/h。計(jì)算目的是獲取在--定的機(jī)組567001 482.3負(fù)荷及循環(huán)水溫下，通過(guò)改變循環(huán)水流量而使機(jī)3結(jié)語(yǔ)組負(fù)荷增加值與循泵耗功增加值之差為最大,此時(shí)循環(huán)水流量即為最佳流量。這種在循環(huán)水流量流量不可連續(xù)調(diào)節(jié)型循泵一般只能采用--變化范圍內(nèi)，迭代尋找當(dāng)前特定運(yùn)行工況下最大機(jī)一泵、兩機(jī)三泵、一機(jī)兩泵這3種運(yùn)行切換方收益的方法稱(chēng)為收益最大法。式，調(diào)節(jié)手段相對(duì)單一，對(duì)循環(huán)水流量調(diào)節(jié)較整個(gè)計(jì)算過(guò)程借助計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，只需為“粗放”。當(dāng)循泵運(yùn)行方式切換時(shí)，存在電能收輸人當(dāng)前的機(jī)組負(fù)荷及循環(huán)水溫，均可自動(dòng)尋優(yōu)益為零的切換分界線。在不同負(fù)荷、循環(huán)水溫條得到收益最高的循環(huán)水流量值，并按照?qǐng)D3中的件下，按照推薦的運(yùn)行方式，離開(kāi)電能收益平衡曲線由循環(huán)水流量值匹配得到循泵當(dāng)前運(yùn)行工況線越遠(yuǎn)，則獲得的電能收益就越大。因此,收益下的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、動(dòng)葉角度及凝汽器循環(huán)水出口閥平衡法是一種快速有效的循泵優(yōu)化判別方法。開(kāi)度。因此,在動(dòng)葉調(diào)節(jié)設(shè)備工作許可的前提下，而流量可連續(xù)調(diào)節(jié)型循泵具有調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)便該模型可提供在線實(shí)時(shí)的運(yùn)行優(yōu)化指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)循靈活、流量調(diào)節(jié)連續(xù)精確的優(yōu)點(diǎn),可做到任意機(jī)泵優(yōu)化運(yùn)行方式的閉環(huán)控制。組負(fù)荷、水溫下均有一-種最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。通以循環(huán)水進(jìn)水溫度20心作為運(yùn)行條件進(jìn)行過(guò)收益最大法在全循環(huán)水流量變化范圍下進(jìn)行尋循泵運(yùn)行方式尋優(yōu)計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化優(yōu)，可以確定在特定運(yùn)行條件下電能收益最大的前后的經(jīng)濟(jì)性差異比較。在循泵運(yùn)行優(yōu)化前,進(jìn)循泵優(yōu)化運(yùn)行方式。文中的示例計(jì)算結(jié)果表明,水溫度為209C,各運(yùn)行負(fù)荷段均采用單臺(tái)循泵運(yùn)循泵按照推薦的優(yōu)化方式進(jìn)行調(diào)整，可以獲得顯行、循泵動(dòng)葉角度80%、凝汽器出口閥開(kāi)度為.著的節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)效益。100%的固定運(yùn)行方式,優(yōu)化計(jì)算的結(jié)果如表2所參考文獻(xiàn):列。由表2可知，優(yōu)化計(jì)算后推薦采用雙泵運(yùn)行方式，在機(jī)組負(fù)荷50%~ 100%的變化范圍內(nèi),循.[1]韓中合. 凝汽器換熱系數(shù)計(jì)算及空氣含量和污垢厚度泵動(dòng)葉角度需隨著機(jī)組負(fù)荷的增加而逐步開(kāi)大,對(duì)真空的影響分析[J]保定:華北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2009,36(1):59- -63.增加循環(huán)水流量來(lái)滿足凝汽器熱負(fù)荷增加的冷卻翦天聰.汽輪機(jī)原理[M.北京:水利電力出版社,1992.需求。與優(yōu)化前的循泵常規(guī)運(yùn)行方式相比，循泵[3王慶,王培紅,蘭立君對(duì)凝汽器傳熱系數(shù)公式修正的研優(yōu)化方式在較低機(jī)組負(fù)荷階段可獲得的電能收益究[J]華東電力,2008 ,36(12);:96- -9.并不大，但隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，優(yōu)化方式可以.獲得的電能收益迅速增加。當(dāng)機(jī)組在100%額定收稿日期: 2011-07-04負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，計(jì)算得出雙泵運(yùn)行方式的動(dòng)葉角度作者簡(jiǎn)介:樓可煒(1979-),男,浙江余姚人,碩士,工程師，為68%，可以獲得的機(jī)組電能收益高達(dá)1 482 kW,主要從事火力發(fā)電廠熱力試驗(yàn)及性能優(yōu)化工作。占主機(jī)功率的0.25%，節(jié)能效果十分顯著。(本文端輯:陸瑩)建設(shè)世界一流電網(wǎng)」建設(shè)國(guó)際一流企業(yè)中國(guó)煤化IsYHCNMH G