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热电厂循环水泵系统经济运行研究
作者:管理员    发布于:2018-07-05 09:03:54    文字:【】【】【

  能源工业作为国民经济的基础,对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。当今世界常规能源资源的消耗速率远远超过了资源的再生能力和人类开发新能源的能力。因此,提高能源的利用效率是一项亟待解决的问题。据统计,我国热电厂用电约占发电量的4~8,热电站机组的安全经济运行,除了依赖于主机的经济性、安全性之外,电站辅机也起着重要作用,特别是锅炉给水栗、循环水栗等关键设备,其运行效率的高低直接影响到整个热电站的经济性。然而,由于我国长期存在“重主机轻辅机”的思想,目前在发电行业中辅机的运行效率低、可靠性差的问题比较严重。目前我国大多数辅机为高压电机,单机容量大,运行时间长,耗电量也多,其中循环水栗的耗电量高达厂用电的30.因此对循环水栗系统运行的经济性研究,对于节约厂用电、提高热电厂运行经济性具有重要的意义。

  2循环水泵的特性2.1影响循环水泵性能的主要因素循环水栗是热电厂供水系统中的主要设备之一,主要用来向凝汽器供给冷却水,以冷凝进人凝汽器中的排汽,并保持凝汽器中的高度真空状态。凝汽器中的真空度越高,循环热效率也愈高,凝汽器真空度是热电厂一个非常重要的经济考核指标。循环水栗的容量选择与凝汽器的凝汽量和其他辅机的用水量有密切关系,而循环水栗的总扬程不仅与其布置位置有关,同时也与凝汽器的特性(水阻、流程数等)以及供水方式有关。因此提高凝汽器的真空可以提高机组的热经济性,运行机组主要靠增大循环水量来提高凝汽器真空度。但并不是真空度越高越好,过分增大循环水量,可能使汽轮机真空提高而多发的电反而少于循环水栗多耗的电,得不偿失。因此,设计高性能的循环水栗并对其运行方式进行合理调节,对提高循环水栗的性能乃至整个机组的经济性都有其至关重要的意义。循环水栗的设计是在给定的扬程、流量和转数下进行的。循环水栗各种结构参数对性能的影响是一种综合的效应,在对每种结构参数分别进行讨论的同时,也要对它们的影响必须全面地加以考虑。

  2.2循环水泵的运行方式为适应汽轮机负荷变化的需要和满足热电厂循环水栗系统经济运行优,热发电厂中的循环水栗运行工况必须随时调整。循环栗的调节一般有以下几种方式。

  改变栗的运行台数,即采用调整并联运行的水栗台数来适应系统对水量需求的变化,但这种调节方式无法适应汽轮机和负荷的无级变化的要求。

  改变装置特性,该运行方式常用的方法是节流,即阀门调节。这种方法通过控制阀门的开度,以改变栗装置系统中的阻力参数S,从而达到调节流量的目的。这一调节方法十分简单,应用较广泛,但由于它改变了阀门开度,故增加了管路水力损失,运行很不经济。)改变水栗本身特性,通过改变水栗的转速、改变流栗、导叶片式混流栗的叶片安放角等,使循环水栗的特性曲线发生改变,相应的循环水栗的性能也随之发生变化。该运行方叶片可调式是好的,该运行方式下对于大容量发电机组配套的循环水栗优势更加突出。

  3循环水泵系统的实时优化调度模型热电厂电机组的循环水栗的调控运行一般是为了保证流量,运行在规定的压力条件下必须满足机组冷却水量的要求,确保凝汽器的真空,使机组的热经济性大化。根据上述分析,循环水系统的各种因素均会影响机组热运行的经济性。

  因此,按短时期内循环水栗系统运行经济的原则,可形成以确定循环水栗系统在机组不同负荷段,在某时段内水源温度、水位情况等一定条件下的开机方案为目的的实时优化调度问题。对可调叶片角度的轴流栗站,实施优化调度一般是确定合理的开机台数和佳叶片角度。

  3.1循环水泵系统经济运行条件由2.2节对循环水栗的运行方式分析可知,循环水栗运行方式发生改变,不仅会影响整个循环水栗系统的经济性,而且由于通过凝汽器的循环水量的改变,使汽轮机的背压发生改变,引起发电机功率出现变化。因此在对循环栗组运行进行经济分析时,决不能脱开机组而只考虑循环栗组,有效的作法是应进行综合考虑。

  3.2实时优化调度数学模型的建立循环水栗系统可分解为一聚合模型的上层和下层,上层以热电机组负荷的大小为阶段变量,每一阶段需要对各子系统(一类装置特性相同的水栗)进行流量分配。在下层子系统,需按此分配流量进行栗组运行的优化调度并向上层反馈,实质上进行的是无时间因素的栗站内部同型号水栗的优化调度。热电厂机组正常运行时的负荷变化范围一般在60~100,如500MW机组的负荷通常在300500MW范围内变动,故设循环水栗系统的实时优化调度模型所考虑的总阶段数为(按需要的要求而变),第/阶段0=1,2,),设有尺台同型号水栗投人运行,且流量均为G,则以循环水流全波动所引起机组多发电量与循环水栗系统多耗电量之差大为目标的目标函数可表示为:上为第i阶段,不同尺叶片角所引起机组功率的相对变化;AP为第i阶段,不同尺和叶片角所引起栗组耗电的相对变化;T;为第阶段所经历的时间(办)。

  在各个阶段投人运行的机组应于一定装置,因此需要直到扬程曲线下的叶片调角范围,应有如下约束:上Rm,i为第i阶段循环水栗的总台数。

  3.3实时优化调度的动态规划模型热电厂循环水栗系统实时优化调度的动态规划模型包括阶段变量、状态变量和决策变量。其中阶段变量的阶段编号为i;第i阶段到第;阶段的总冷却水量为状态变量X;在状态X下,"第i阶段的总冷却水量为决策变量名(Q)。则热电厂循环水栗系统方程可表示为:为保证满足机组流量要求,使每一决策在可行域内进行,对状态变量还有如下状态约束:下限约束:(7)根据式(1),以热电厂多机组发电与栗组多耗电之差的大值为目标,根据在同一状态下确定两部分决策的特点,则相应的递推方程可表示为:f;(S.)态下的目标函数;Ap.为第。阶段不同决策下所对应的发电机组多发电量;Apb.为第。阶段不同2)决策下所对应的栗组所多消耗的电量。

  3.4优化调度模型的求解由递推方程式(8)按递序逐阶段递推,因为热电厂循环水栗系统方程(5)满足式的各种组合中的优方案,由此确定状态区间内的优值以及其对应的I、fTosf),其中s广值可作为本阶段的状态值之一,到达初阶段后,比较各种结果,确定优结果,并进行反演,追踪得到优方案。

  4结论通过上面的分析,对提高热电厂循环水栗系统的经济运行有如下结论:(1)循环水栗的工作效率除受工作环境、加工铸造工艺等外界因素的影响外,主要是受自身结构参数的约束,各种结构参数对栗性能的影响是一种综合效应。)循环水栗系统的循环水进口温度对机组经济性的影响非常大,当栗处在某一个叶片角和栗组处在某一运行方式下,此时热电厂循环水栗系统的经济性好。因此可通过改变电机转速来改变循环水栗的转速,在排汽流量、循环水温要求较低的情况下,用降低电机转速、减少循环水栗流量的方法,来达到节能降耗和提高循环水栗系统运行的经济性和安全性。

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