寶雞第二發(fā)電有限公司2號機(jī)組循環(huán)水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化寧偉(寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司,陜西寶雞721008)由摘要:火力發(fā)電廠的循環(huán)水系統(tǒng)直接影響到機(jī)組的真空,而循環(huán)水泵的耗電量在給水泵原動機(jī)采用小汽輪機(jī)●|驅(qū)動的大型機(jī)組中占有較大的份額。根據(jù)寶雞第二發(fā)電公司2號機(jī)組凝汽器與循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),應(yīng)用最佳真空的計(jì)算模型計(jì)算循環(huán)水泵在不同運(yùn)行方式下機(jī)組的凈增功率,并依據(jù)計(jì)算結(jié)果確定循環(huán)水泵的運(yùn)行方式，進(jìn)而為循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;計(jì)算模型;機(jī)組微增出力;循環(huán)水泵耗功中團(tuán)分類號:TH311文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1673- -7598(2007)12-0055- -040引言1最佳真空的計(jì)算模型在運(yùn)行負(fù)荷、循環(huán)水進(jìn)口溫度- -定的條件下,機(jī)1.1理論優(yōu)化組排汽壓力隨著循環(huán)水流量的改變而改變，而循環(huán)由于現(xiàn)場試驗(yàn)條件的限制(如循環(huán)水量無法精水流量的變化直接影響到循環(huán)水泵的耗功。理論上,確測量),有時(shí)無法通過實(shí)驗(yàn)的方法測定機(jī)組的最佳循環(huán)水量增加，機(jī)組背壓減小，機(jī)組出力增加,供電背壓，因此對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行理論優(yōu)化仍是目前較煤耗率降低,但同時(shí)循環(huán)水泵的耗功也相應(yīng)增加,又為常用的優(yōu)化手段。循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo)函引起供電煤耗率增加。所以，只有在增加循環(huán)水流量數(shù)是在汽輪機(jī)熱耗量不變的前提下，汽輪機(jī)組發(fā)電使汽輪機(jī)的微增出力大于循環(huán)水泵由此多耗的功率量與循環(huán)水泵耗電量的差額為最大，因此需要知道時(shí),增加循環(huán)水流量才是合理的。尤其是處于極限真汽輪機(jī)出力與真空的關(guān)系?？諘r(shí),再增加循環(huán)水流量,將會得不償失。因此,提高1.1.1 循環(huán)水泵工作點(diǎn)的確定機(jī)組真空、獲取凈增效益最大化,是循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化循環(huán)水泵的工作點(diǎn)就是循環(huán)泵揚(yáng)程與系統(tǒng)阻力運(yùn)行的根本目的。特性的交點(diǎn)。由于系統(tǒng)的阻力特性隨流量發(fā)生變化，通過機(jī)組微增出力與背壓關(guān)系得出不同循環(huán)水故在不同的工況下,循環(huán)泵的工作點(diǎn)是不同的。該文流量下機(jī)組出力的增量,同時(shí)由循環(huán)水泵耗功方程根據(jù)以下幾點(diǎn),確定循環(huán)水泵工作點(diǎn)"。計(jì)算出相應(yīng)流量下循環(huán)水泵功率增量,可以得到各(1)循環(huán)泵揚(yáng)程特性流量下機(jī)組微增出力與耗功增量差,此差值的最大根據(jù)設(shè)備廠家提供的數(shù)據(jù)和特性曲線,采用平值對應(yīng)的凝汽器真空為該負(fù)荷和冷卻水溫下的最佳方逼近程序擬合可得到循環(huán)泵的揚(yáng)程特性方程式:技真空。寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司2號機(jī)組在實(shí)際運(yùn)H=d2W2+dW+do(1)行中,循環(huán)水流量為不連續(xù)調(diào)節(jié),采用調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行式中:H,為循環(huán)泵揚(yáng)程,MPa;d為擬合特性曲線系的循環(huán)水泵的臺數(shù)來改變循環(huán)水流量。應(yīng)用最佳真數(shù),諏0、1、2; w為循環(huán)水流量, m2/s。用空的計(jì)算模型熱力學(xué)方法可以得到2號汽輪機(jī)組排(2)管路系統(tǒng)特性汽壓力(凝汽器真空)變化量與機(jī)組相對熱耗率的計(jì)系統(tǒng)管路特性由靜壓頭、管路阻力和凝汽器水算公式,進(jìn)-一步計(jì)算出對機(jī)組微增功率的影響程度，阻3部分構(gòu)成。可表述為:依據(jù)兩種循環(huán)水泵運(yùn)行方式下對應(yīng)的循環(huán)水流量和中國煤化工(2)實(shí)測的循環(huán)水泵耗功量推論出應(yīng)采取的方式，從根式中:HYHCN M H G靜壓頭,MPa;H。本上解決了循環(huán)水泵的優(yōu)化調(diào)度問題。為管路阻力, MPa;H,為凝汽器水阻, MPa。收稿日期:2007-09-03作者簡介:寧偉( 1972-) .男，河南洛陽人,工程碩士,研究方向?yàn)殡姀S熱力系統(tǒng)節(jié)能降耗。556交流答與(3)工作點(diǎn)的確定式中:N;為機(jī)組負(fù)荷, MW。用在循環(huán)泵工作點(diǎn)上,H=Hr,故有:1.2.2凝汽器變 工況特性H,=H:+H[+H。(3)由試驗(yàn)可得出不同循環(huán)水人口溫度條件下,機(jī)可轉(zhuǎn)化為dW2+d,W +dg=0的形式求出W。組負(fù)荷不同時(shí)凝汽器壓力與循環(huán)水流量的關(guān)系:1.1.2 循環(huán)水泵耗功方程P=flN.2,W)(9)根據(jù)泵性能曲線數(shù)據(jù),泵耗功由下式可得:式中:為循環(huán)水人口溫度,C。EN,=pgWHnmnpx10*(4)1.2.3循環(huán)水泵耗功∈式中:N,為循環(huán)水泵耗功, kW ;p為密度,kgm';g為重通過改變循環(huán)水泵運(yùn)行方式(改變水泵的啟停力加速度,m/s;n,為電機(jī)效率;n為水泵效率。臺數(shù)),得出循環(huán)水流量與耗功的關(guān)系:1.1.3微增出力與背壓的關(guān) 系Nzf(W)(10)機(jī)組微增出力與背壓的關(guān)系可表述為:1.2.4最佳真空計(jì)算ON;=fD,P)最佳運(yùn)行背壓(真空)是以機(jī)組功率、循環(huán)水入式中:AN,為機(jī)組微增出力, kW ;D為汽輪機(jī)排汽量,口溫度、循環(huán)水流量為變量的目標(biāo)函數(shù)。在量值上為Vh;P,為機(jī)組背壓, kPa。機(jī)組功率的增量與循環(huán)水泵耗功增量之差,即:上述數(shù)據(jù)既可由理論計(jì)算得出,也可由實(shí)驗(yàn)數(shù)FQN.or,WV)=ON,-ANp(11)據(jù)擬合得出。理論公式計(jì)算如下:當(dāng)FEWNzunWV)=0時(shí)的循環(huán)水量對應(yīng)的機(jī)組背aW(1)當(dāng)P>P0時(shí)壓即為最佳值,即:AN;a093X。Akcf(N.P) . dP。_ dONk-1)-aP. w- aW帆-1)ucosBhxD.xD=093(5)VhPoV.l\p) -1“862循環(huán)水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化式中:P。為臨界背壓, MPa;X。為平均干度,取0.88;A為熱功當(dāng)量系數(shù);k為絕熱指數(shù);a為音速,m/s;為速對于2號機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)來說，循環(huán)水人口溫度系數(shù);λ為多變指數(shù);u為動葉平均直徑處圓周速度、循環(huán)水流量凝汽器的清潔程度以及汽輪機(jī)排汽度,m/s ;B2為汽輪機(jī)葉片出口角,();n。為機(jī)械效率; .流量影響著機(jī)組的真空。實(shí)際運(yùn)行時(shí),采用調(diào)整并聯(lián)η.為發(fā)電機(jī)效率; Va為臨界比容,m?/kgo運(yùn)行的循環(huán)水泵的臺數(shù)來改變循環(huán)水流量,能夠?qū)?2)當(dāng)Po>P,>P*時(shí)現(xiàn)凝汽器真空的理想狀況2。N_0.93x.IDn.nlx2.1由循環(huán)水流量變化值計(jì)算機(jī)組功率的變化' 918x3600汽輪機(jī)排汽壓力偏離其最佳值會使機(jī)組熱耗率sinBr -coBr | (6)增大。在汽輪機(jī)入口蒸汽參數(shù)不變的情況下,排汽壓V周|一系骨量骨”力的變化會使機(jī)組的平均放熱溫度改變。在不考慮(3)當(dāng)P,≤P*時(shí)排汽壓力變化對機(jī)組內(nèi)效率影響時(shí)，由于排汽壓力的偏離使循環(huán)熱力學(xué)平均放熱溫度改變，從而使相Ny=093X, DongmxV/告((-sinB)F-coP. (7)對熱耗率增大或減小。故:918x3600式中:P為極限背壓, MPa;X為最后一級噴嘴的蒸汽Oq/q=f(Op)(13)干度;V為比容,m2/kg。式中:Aq為熱耗率, kJ/(kWh);q為熱耗,kJ;Ap。為排1.2試驗(yàn)優(yōu)化汽壓力偏差,kPa。凝汽器:最佳真空可以通過機(jī)組微增出力試驗(yàn)和在循環(huán)水人口溫度與汽輪機(jī)排汽流量相同的條循環(huán)水泵耗功試驗(yàn)優(yōu)化得到,具體計(jì)算方法如下::于2臺泵運(yùn)行、3臺泵1.2.1 微增出力與凝汽器壓力的關(guān)系中國煤化工變化分析如下:TH。CNMH G:通過試驗(yàn),得出機(jī)組在不同負(fù)荷下微增出力與凝汽器壓力的關(guān)系:Oq=Qo IP。(14)ONz=f(N。P)(8)式中 :Q為汽輪機(jī)熱耗,k;P為發(fā)電機(jī)功率,kW。Q主要與汽輪機(jī)蒸汽初參數(shù)和給水參數(shù)有關(guān)，臺泵運(yùn)行方式耗電更多。隨著機(jī)組負(fù)荷的增加,3臺可認(rèn)為是定值。由此得到以下計(jì)算公式:泵運(yùn)行方式比2臺泵運(yùn)行方式的凈增功率增加并不AP_1___ 1(15)顯著。直到機(jī)組負(fù)荷達(dá)到80%時(shí),機(jī)組的凈增功率Op .僅為5 kW。但實(shí)際上,由于機(jī)組循環(huán)水人口溫度會9隨季節(jié)的不同而發(fā)生變化，當(dāng)環(huán)境溫度有所變化時(shí),綜合式(14).(15)得到:參照上述分析方法，可進(jìn)-一步分析不同循環(huán)水人口fAp)AP= DP。(16)溫度下機(jī)組不同負(fù)荷、不同循環(huán)水泵運(yùn)行方式對機(jī)這樣就可以通過排汽壓差和實(shí)測的汽輪機(jī)發(fā)電組凈增功率的影響。通過計(jì)算,所得結(jié)果如圖1所示。功率得出發(fā)電機(jī)功率變化值。5 0000循環(huán)水泵兩種運(yùn)行方式下對應(yīng)的循環(huán)水流量為35C4 000W(i=1,2),當(dāng)凝汽器熱負(fù)荷D(汽輪機(jī)排汽流量)可實(shí)測時(shí),可以分別計(jì)算出其對應(yīng)的循環(huán)水溫升At。和凝3 0001 30t汽器傳熱端差8r，從而進(jìn)-一步計(jì)算出汽輪機(jī)的排汽2 000溫度t。I 000根據(jù)排汽溫度t,得到凝汽器壓力的計(jì)算公式:20tP.=0.009 81x( 5t100(17)150 180 210 2402703057.66機(jī)組負(fù)荷/MW由式(17)得到不同循環(huán)水流量下汽輪機(jī)排汽壓力,進(jìn)一步得出對應(yīng)的排汽壓力偏差值A(chǔ)p.,并由此圖1不同循環(huán)水 泵運(yùn)行方式的發(fā)電功率差得到不同循環(huán)水流量下發(fā)電機(jī)功率的變化值。2.2循環(huán)水泵耗功量的確定3結(jié)論循環(huán)水流量與泵耗功的關(guān)系:N=-2x106W7+8.56x10-W +606.16(18)(1)在相同循環(huán)水入口溫度下,機(jī)組負(fù)荷增大,根據(jù)式(18)可以計(jì)算出不同運(yùn)行方式下循環(huán)水機(jī)組凈增功率逐漸增大;并 且,在不同機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷泵的耗功，由兩個(gè)耗功量得到循環(huán)水泵運(yùn)行方式下，對應(yīng)于不同的循環(huán)水流量有其最佳的循環(huán)水泵不同時(shí)的耗功量差值SP。運(yùn)行方式。不同循環(huán)水入口溫度下,不同運(yùn)行方式的比較(2)循環(huán)水泵運(yùn)行方式應(yīng)根椐機(jī)組運(yùn)行工況合在2臺循環(huán)水泵運(yùn)行或3臺循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí),它理選擇:負(fù)荷不高、循環(huán)水人口溫度較低時(shí),機(jī)組凈們對應(yīng)的流量分別為23 300 th和33 500 th。采集不增功率為負(fù)值,采用2臺泵運(yùn)行方式比較合理。隨著同負(fù)荷下對應(yīng)的數(shù)據(jù):循環(huán)水人口溫度uw、循環(huán)水出負(fù)荷的增加循環(huán)水入口溫度依舊不高的情況下，機(jī)口溫度k2、凝汽器壓力下的飽和溫度t.凝汽器進(jìn)汽組凈增功率雖然逐漸增大,但不夠顯著,此時(shí)仍選擇量(凝汽器熱負(fù)荷)D。.2臺泵運(yùn)行的真空值.、3臺泵2臺泵運(yùn)行方式。在較高負(fù)荷、循環(huán)水人口溫度偏高運(yùn)行的真空值p心、兩種運(yùn)行方式下的機(jī)組微增出力(夏季)的情況下,為使機(jī)組凈增功率平穩(wěn),應(yīng)選擇3Ap.循環(huán)水泵耗功Op。以及凈增功率Ap ,可以得出不臺泵運(yùn)行方式,如圖2所示。同循環(huán)水人口溫度下不同運(yùn)行方式的比較結(jié)果。30r -當(dāng)循環(huán)水入口溫度相同時(shí),在凝汽器運(yùn)行過程用中,對真空影響較大的運(yùn)行參數(shù)主要有:循環(huán)水人口280-溫度、凝汽器熱負(fù)荷和循環(huán)水流量。凝汽器熱負(fù)荷他262臺運(yùn)行區(qū).3臺運(yùn)行區(qū).隨著機(jī)組運(yùn)行工況的改變而變化,不能成為調(diào)節(jié)凝汽器真空的手段。在無法降低循環(huán)水人口溫度的前200 |中國煤化工提下,只能通過改變循環(huán)水泵的運(yùn)行方式來達(dá)到降MHC NMHG233 34 35低凝汽器真空的目的。在機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷與循環(huán)水人一小四風(fēng)口溫度都較低時(shí),3臺泵運(yùn)行方式和2臺泵運(yùn)行方式圖23臺循環(huán)水泵 和2臺循環(huán)水泵的切換界限下機(jī)組的凈增功率為負(fù)值,此時(shí)3臺泵運(yùn)行方式比2(3)通過計(jì)算凝汽器真空偏差對機(jī)組相對熱耗58交率的影響，可進(jìn)一步推算出其對機(jī)組發(fā)電功率的影[2] 葉榮學(xué)利用計(jì)算機(jī)確定循環(huán)水系統(tǒng)最佳運(yùn)行方式[J]熱應(yīng)響。通過不同循環(huán)水泵運(yùn)行方式下耗功差的比較,力發(fā)電,2001,30(8); 10-12.得出不同循環(huán)水泵運(yùn)行方式凈增功率的計(jì)算公式，[3] PILLA R.P., SUCAY E.J. Smaret Operalor' s Aid for從而為循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行提供依據(jù)。Power Plant ptimization [C]. Proceedings of the Conferenceon Expert Systems Applications for the Electric PowerIndustry, 1991, 467-485.參考文獻(xiàn)4] 胡洪華,居文平，黃延輝.大型電站雙背壓凝汽器優(yōu)化運(yùn)行[1] DOUGLAS J.S. Inelligent Computer Systems Enbance的研究和實(shí)踐[]熱力發(fā)電, 2003,32(3):8-11.Power Plant Operations Power Engineering ,1989,9(12): .(責(zé)任編輯韓小寧)285- -264.Optimization of Circulating- water Pump Operation Modein No.2 Unit of Baoji No.2 Power Generation Co., LtdNING Wei(Baoji No.2 Power Generation Co., Ltd, Baoji 721008, China)Abstract: Circulating water sysem in thermal power plant has drecdly aected the vacum of unit. Power consumption of circulating-water pump has larger share in large-size unit that prime motor of feed water pump is driven by auxiliary turbine. In accordance withreal-time operation data of condenser & circulating- water system in No.2 unit of Baoji No.2 Power Generation Co. Ltd, net powerincrement under dfferent operation mode is calculated by applying optimal vacuumn calculation model. The operation mode ofcirculating water pump is determined in accordance with calculation resul, and theoretical basis is supplied for the optimaldispatching of circulating- water system. .Key words: circulating- water system; cealculation model; unit output correction; power consumption of circulating -water pump中國煤化工MYHCNMHG