某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統的優(yōu)化運行方式

某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統的優(yōu)化運行方式韋尚正',石生春21.北京中科通用能源環(huán)保有限責任公司，北京1000802.環(huán)境保護部核與輻射安全中心,北京100082[摘要]針對生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng) 12 MW凝汽式汽輪發(fā)電機組的循環(huán)冷卻水系統進(jìn)行了系統的分析研究,提出了改進(jìn)型綜合成本燃料耗率法,并將其與基于最佳真空的循環(huán)水系統優(yōu)化方法和考慮冷卻水價(jià)格后的最大收益法進(jìn)行對比分析，確定了機組在不同負荷和不同循環(huán)水進(jìn)口溫度下最經(jīng)濟的循環(huán)水泵運行組合方式,繪制出機組循環(huán)水泵的最優(yōu)運行工況圖。分析結果表明,改進(jìn)型綜合成本燃料耗率法得到的結果優(yōu)于其它2種方法,它可以在最大限度內使用“1機1小泵”和“2機1小泵+1大泵”2種運行方式,從而.正確指導垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的經(jīng)濟運行。[關(guān)鍵詞]垃圾焚燒發(fā)電;12 MW機組;循環(huán)水系統;循環(huán)水泵;優(yōu)化運行方式;燃料耗率法[中圖分類(lèi)號] TK264.1[文獻標識碼] A[文章編號] 1002 - 3364(2012)12 - 0008 - 04[D0I編號] 10. 3969/j. issn. 1002 - 3364. 2012. 12. 008OPERATION OPTIMIZATION OF CIRCULATING WATER SYSTEMFOR A WASTE INCINERATION POWER PLANTWEI Shangzheng' ,SHI Shengchun21. Beiing China Sciences General Energy & Environment Co. ,Ltd. , Beiing 100080 ,China2. Nuclear and Radiation Safety Center, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100082 ,ChinaAbstract : Systematic investigation on circulating water system of the 12 MW condensing steam turbinegenerator group for a waste incineration power plant was conducted. A decision criterion，the improved技comprehensive cost fuel consumption rate method , was proposed for the system optimization,and com-pared with the optimum vacuum based circulating water system optimization method and the maximumprofit method considering cooling water price. The most economical operation mode of circulating wa-述ter pumps under different unit loads and variable inlet circulating water temperatures was determined.Furthermore , the optimal operation charts of the circulating water pumps were worked out. It showsthat,results obtained by the improved comprehensive cost fuel consumption rate method are superiorto the other two methods, so this method can be adopted to realize the plants economical operation. .Key words: waste incineration power plant; 12 MW unit; circulating water system; circulating water卷龜pump ;optimal operation ;fuel consumption rate method中國煤化工第期2收稿日期: 2012-03-24作者簡(jiǎn)介:韋 尚正(1984 -),男,廣西賀州人,碩士,畢業(yè)于華北電力大學(xué)(北京)熱能工程專(zhuān)業(yè),現為北京甲科通用能源壞保有限責任公司熱能專(zhuān).MHCNMHG三業(yè)工程師。E - mail:wsz84@126. com ;.目前,我國垃圾焚燒發(fā)電的廠(chǎng)用電率在15%~表1汽輪機設備技術(shù)參數23%之間,僅循環(huán)水系統的電耗約占1%~2%[-2,因項目此降低循環(huán)水系統的耗電量成為降低廠(chǎng)用電率的關(guān)型號N12-3. 43-2.鍵。對此,可以采取改變循環(huán)水泵運行方式來(lái)調整循型式單缸沖擊凝汽式環(huán)水流量、改善機組真空.提高機組的運行效率[5-4。額定功率/MW12經(jīng)濟功率/MW.6本文基于火電廠(chǎng)的循環(huán)水系統優(yōu)化運行的判定準則，進(jìn)汽壓力/MPa3. 43建立了針對垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的改進(jìn)型綜合成本燃料耗進(jìn)汽溫度/C435率數學(xué)模型,并以某12 MW垃圾焚燒發(fā)電機組的循進(jìn)汽量/t●h-1.56環(huán)水系統為例進(jìn)行優(yōu)化研究，為實(shí)際運行提供參考排汽壓力/MPa .0. 007 (0. 006)依據。汽輪機汽耗/kg●(kW.h)-14. 568.汽輪機熱耗/kJ●(kW●h)-111915. 61循環(huán)水系統優(yōu)化運行的判定準則額定冷卻水溫度/C25最高冷卻水溫度/C33在火電廠(chǎng)中,常用于循環(huán)水系統優(yōu)化運行的判定.1級抽汽壓力/MPa0. 843 (0. 670)1級抽汽溫度/C291 (274)準則有:基于最佳真空的循環(huán)水系統優(yōu)化方法、考慮冷1級抽汽量/kg. h-'5900 (3 800)卻水價(jià)格后的最大收益法和綜合成本煤耗率法(-1]。2級抽汽壓力/MPa0.210 (0. 161)本文綜合考慮了垃圾、煤、電和水等4種不同資源的能2級抽汽溫度/C162 (146)價(jià),提出針對垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統優(yōu)化運行的2級抽汽量/kg. h-I980(1 380)判定準則,即改進(jìn)型綜合成本燃料耗率b。為:3級抽汽壓力/MPa0.074 5 (0. 058 4)bq= f.(bo+. Kx10*+a..*)+3級抽汽量/kg.h-14 070 (2 920)注:括號內為經(jīng)濟功率工況下的對應值。P。R.Dw._ R(1-f).(b+p●Rx10°+a.節.RSMsWRMsw表2凝汽器設備技術(shù)參數(1)內容式中:f為摻煤比;b0、br分別為發(fā)電用煤、垃圾耗率，分列二道制表面式kg/(kW●h);P.、P。分別為汽輪機輸出功率、循環(huán)水冷卻面積/m21 000泵耗功,MW;D.為循環(huán)水流量,t/h;Rs為上網(wǎng)電價(jià)，冷卻水量/t.h-12 835元/(kW●h);R.、Rm和RMsw分別為冷卻水價(jià)格、標煤水室內最大允許水壓/MPa0.3單價(jià)和垃圾的處理費,元/t;a為系數(冷卻水為開(kāi)式循水陽(yáng)/kPa26.5環(huán)時(shí),a=1;冷卻水為閉式循環(huán)時(shí),a為冷卻水的補水率)。表3循環(huán)水泵設備 技術(shù)參數2號2實(shí)例分析20SA - 22A350S26A流量/m2●h-11 368/1 980/2 304某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)為2臺500 t/d循環(huán)流化床垃揚程/m6. 5/21.0/17.524. 7/20.4/15.7圾焚燒爐,配置2臺12 MW凝汽式汽輪發(fā)電機組,其.效率/%83循環(huán)水系統均為閉式循環(huán)，單母管制,4臺循環(huán)水泵并軸功率/kW133.272.8聯(lián)運行。汽輪機、凝汽器及循環(huán)水泵的技術(shù)參數見(jiàn)必需汽蝕余量/m5.3電動(dòng)機型號Y355M-6Y280M-4表1~表3,機組及循環(huán)水泵的運行組合方式所對應的電動(dòng)機功率/kW60循環(huán)水流量及其耗功見(jiàn)表4。電壓/V中國煤化工380轉數/r. min-1MYHCNMHG 480數量/臺.是g9表4循環(huán)水泵組合方式機組循環(huán)水泵循環(huán)水泵循環(huán)水流量循環(huán)水泵前.后組合方式組合運行方式組合方式/m3.h-1“總電耗/kW耗功差值/kW1機1泵1小泵100072.801大泵1 900133.260.41臺機組運行1機2泵1大1小2 800206.072. 82大泵3 600266. 42機2泵1大1小2800(1 400) 206.0 (103. 0)3600(1 800) 266.4 (133.2) 60.4 (30. 2)2臺機組運行G2機3泵.2大1小4 500(2 250) 339.2(169.6) 72.8 (36.4)2機3泵3大泵.5 400 (2 700) 399.6 (199.8) 60.4 (30.2)2機4泵3大1小 6 300(3150) 472.4 (236.2) 72.8 (36. 4)_注:假設2臺機組的各運行參數均相同;括號內數據為每臺機組的平均值。進(jìn)行數學(xué)模型計算時(shí)相關(guān)參數的取值如下:循環(huán)水獨運行,則采用1臺小循環(huán)水泵;若2臺機組同時(shí)運的補水率為3%;發(fā)電煤耗率為0.167 5 kg/(kW. h),行,則采取“1小泵+1大泵”的運行方式,即可獲得最發(fā)電垃圾耗率為1. 368 2 kg/(kW●h);當前上網(wǎng)電價(jià)佳的經(jīng)濟效益。在全廠(chǎng)系統正常運行情況下,機組負為0.65元/(kW●h),標煤?jiǎn)蝺r(jià)為800元/t,冷卻水價(jià)荷通常在6~9MW范圍內，當循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為0.5元/t,垃圾處理費取為50元/t;摻煤比為5%。低于22 C時(shí),若1臺機組單獨運行,則運行1臺小循應用Matlab 7.0軟件結合以上數據,得出基于最環(huán)水泵;若2臺機組運行，則采取“1小泵+1大泵”的佳真空的循環(huán)水系統優(yōu)化方法、考慮冷卻水價(jià)格后的運行方式;當循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度高于32 C時(shí),若最大收益法和改進(jìn)型綜合成本燃料耗率法3種判定準1臺機組運行,則須運行2臺大循環(huán)水泵;若2臺機組則的最優(yōu)運行工況,見(jiàn)圖1.圖2。運行,則須運行4臺循環(huán)水泵。這與該電廠(chǎng)的實(shí)際運由圖1、圖2可見(jiàn)，當循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度低于行情況相吻合。.18 C時(shí),機組負荷在4~12 MW之間,若1臺機組單320r3030550有28)1包28-262 C8 26-口26-\B24-想24-費24-Es 22-Al長(cháng)222-A2只20羅2018 3567891011284567891011121845678910六2功率/MW技, 302 32F、D2812B 30創(chuàng )3013深26-觀(guān)28-雖26-i 241電263E2長(cháng)24-A:24E3s 20勢456789101112567891011124功率/MW .注:A~1表示不同機組循環(huán)水泵運行組合方式(見(jiàn)表4);A~I右邊的數字1~1 中國煤化工優(yōu)化方法、考慮冷卻水價(jià)格后的最大收益法和改進(jìn)型綜合成本燃料耗率法(下同)。期圖1垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統的最.JYHCNMHG三. .... 1-61344r.---.. H1-1132325。30. -.-. G2-H2C3-D3H3-I324羅22E 22-200185678910i2185一古8910市12功率/MW圖2不同循環(huán)水系統優(yōu)化運行判定準則優(yōu)化結果的比較另外,由圖2還可見(jiàn)，與基于最佳真空的循環(huán)水系[參考文獻]統優(yōu)化方法相比,在機組負荷一定的情況下,采用改進(jìn)[1] 樂(lè )俊,營(yíng)從光,張輝.火電廠(chǎng)循環(huán)水系統優(yōu)化運行研究型綜合成本燃料耗率法得出的分界曲線(xiàn)整體上移,即[J].熱力發(fā)電,2008,37(6):9- 12.相鄰2種機組循環(huán)水泵運行組合方式的轉換溫度升2]劉哲,王松嶺,王鵬.300MW機組單元制循環(huán)水系統優(yōu)化運行[J].汽輪機技術(shù),2010,52(6):475 - 477.高。而用考慮冷卻水價(jià)格后的最大收益法判定的結果_3]秦攀,林閩成,葉勁松,等.循環(huán)水系統優(yōu)化運行的經(jīng)濟分正好相反,即分界曲線(xiàn)整體下移,這與石書(shū)雨[4]和繆國析[J].浙江電力,2011,9:51 -60.鈞[51等對火電廠(chǎng)循環(huán)水系統優(yōu)化運行的研究結果相4]石書(shū)雨,于剛，張光.不同判定準則確定循環(huán)水系統優(yōu)化反?？梢?jiàn),改進(jìn)型綜合成本燃料耗率法得到的結果優(yōu)運行的分析[J].熱力發(fā)電,2008,37(9):15- 18.于其它2種方法,它可以在最大限度內使用“1機1小[5]繆國鈞,葛曉霞.電廠(chǎng)循環(huán)水系統的優(yōu)化運行[J].汽輪機泵”和“2機1小泵+1大泵”2種運行方式,從而正確技術(shù),2011.53(3) :230 - 232.指導垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的經(jīng)濟運行。6] 胡勇.閉式循環(huán)水系統的優(yōu)化調度[D].北京:華北電力大學(xué)(北京) ,2011.3結語(yǔ)[7]賈瑞宣.電廠(chǎng)冷端多尺度能耗表征及控制規律研究[D].北京:華北電力大學(xué)(北京),2011.通過(guò)數學(xué)模型進(jìn)行分析研究,得出垃圾焚燒發(fā)電_8]繆國鈞.600MW機組循環(huán)水系統的優(yōu)化[J].電站輔機，2009 ,30<4>:1-3. .廠(chǎng)12MW凝汽式汽輪發(fā)電機組閉式循環(huán)水系統在不9] 王瑋,曾德良,楊婷婷,等.基于凝汽器壓力估計算法的循同負荷、不同循環(huán)水進(jìn)口溫度條件下的循環(huán)水泵的最環(huán)水泵最優(yōu)運行[J].中國電機工程學(xué)報, 2010, 30(14):佳運行方式，提出的改進(jìn)型綜合成本燃料耗率法的優(yōu)7-12.化運行結果最好,更適用于垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng),所得到的[10]盧國棟,張春發(fā),孫燕,等.帶蒸汽冷卻段的加熱器端差基最優(yōu)運行工況圖,可作為垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系統準值變工況待性研究[J].汽輪機技術(shù),2008,50(2):126 -的操作依據,以降低廠(chǎng)用電率,提高機組的經(jīng)濟效益。130.[11]邵峰.汽輪機末級變工況特性研究[D].保定:華北電力大學(xué)(河北) ,2008.中國煤化工MYHCNMH G11