循環(huán)水系統優(yōu)化運行的研究

諑占節2013年第3期(總第90期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2013年3月能源研究循環(huán)水系統優(yōu)化運行的研究孟芳群(張家口發(fā)電廠(chǎng),河北張家口075133)摘要:提出了一種考慮火電廠(chǎng)循環(huán)水費用的最佳循環(huán)水流量的確定方法,為降低發(fā)電成本提供了一項有效的途徑。關(guān)鍵詞:火電廠(chǎng);循環(huán)水費用;發(fā)電成本中圖分類(lèi)號:TK2641文獻標識碼:A文章編號:2095-0802-(201303-0022-03Research on Optimal Operation of the Circulating Water SystemMENG Fang-qun(Zhangjiakou Power Plant, Zhangjiakou 075133, Hebei, China)Abstract: A new calculating method which providing effective ways for reducing generating cost is put forwardKey words: power plant; circulating water cost; geting cost定方法對于實(shí)現運行費用的優(yōu)化起到了很重要的作0引言用;但其最大的問(wèn)題是在循環(huán)水運行費用處理上只考在火電廠(chǎng)汽輪機輔助設備中,循環(huán)水泵是耗電大慮到輸送循環(huán)水所消耗的循環(huán)水泵電功率,而沒(méi)有考戶(hù)之一,約占汽輪發(fā)電機組額定發(fā)電量的1.5%左右。慮循環(huán)水本身的費用。實(shí)際上,水費用的日益上漲,據筆者統計,張家口發(fā)電廠(chǎng)300MW凝汽式機組的循由此造成的經(jīng)濟損失已不容忽視。例如張家口發(fā)電廠(chǎng)環(huán)水泵耗電量約占機組額定發(fā)電量的06%-1.2%,占1臺300MW凝汽式汽輪機額定循環(huán)水流量為30560廠(chǎng)用電量的13.85%-19.67%。其次,循環(huán)水系統又是th,該地區循環(huán)水的損失率為25%,1a運行時(shí)間按電廠(chǎng)耗水大戶(hù)。一般1臺600MW凝汽式發(fā)電機組所7000h計算,如果循環(huán)水費用為0.5元A,則該廠(chǎng)需循環(huán)水量為650h左右,1臺300MW機組所1臺300MW汽輪機每年因為循環(huán)水費用而支出267需循環(huán)水量為30000Ⅶh左右,由于蒸發(fā)、風(fēng)吹和排元。張家口發(fā)電廠(chǎng)現在有8臺300MW機組,那么該污的原因,循環(huán)水會(huì )不斷損失,如果循環(huán)水的損失率廠(chǎng)1a中花費在循環(huán)水上的費用總和為2136×10按25%(與各地的環(huán)境溫度和氣候條件有關(guān))計算,元。因此,最佳循環(huán)水流量的確定應考慮循環(huán)水本身那么600MW和300th凝汽式發(fā)電機組所需的循環(huán)的費用。水的補充水量分別為165h和750th。在缺水地1目前最佳循環(huán)水流量的確定方法區,這是一個(gè)令人矚目的數字。如果循環(huán)水系統采用閉式循環(huán),這些損失的水量需要用地下水來(lái)補充,而為了便于說(shuō)明,本文以1臺汽輪機配兩臺定轉速循地下水的價(jià)格是比較昂貴的。因此,無(wú)論從耗電方面環(huán)水泵為例,來(lái)說(shuō)明在某一確定的汽輪機排汽量和循環(huán)還是從耗水方面來(lái)說(shuō),合理優(yōu)化循環(huán)水系統運行方式水入口溫度下最佳循環(huán)水流量計算方法的步驟"2都是至關(guān)重要的。在某一循環(huán)水入口溫度、循環(huán)水流量下,當汽輪目前,最佳真空和最佳循環(huán)水流量的確定是按以機排汽量取不同的值時(shí),由式(1)計算循環(huán)水溫升下方法所確定的:改變循環(huán)水流量使機組電功率的增t,由式(2)計算凝汽器端差δ,然后由式加值與循環(huán)水泵所耗功率的增加值之間的差值達到最t=1+△t+8t計算出凝汽器的飽和溫度t,其中t為大時(shí)所對應的真空稱(chēng)為最佳真空,最佳真空時(shí)的循環(huán)循環(huán)水人口溫度,℃。然后依據水蒸汽程序得到相應水流量為最佳循環(huán)水流量。上述最佳循環(huán)水流量的確的凝汽器壓力p4:=.2200D525D.525(1)收稿日期:2013-02-204.1868D,D作者簡(jiǎn)介:孟芳群,11年生,女,河北張家口人,205年畢式中,D.為循環(huán)水流量,h(其余公式中同);D為業(yè)于東北電力學(xué)院流體機械及工程專(zhuān)業(yè),工程師222013年第3期孟芳群:循環(huán)水系統優(yōu)化運行的研究2013年3月汽輪機的排汽量,W(其余公式中同;m=分稱(chēng)為同理,也可以得到2臺泵過(guò)渡到3臺泵工作時(shí)的經(jīng)濟分界線(xiàn)。凝汽器的冷卻倍率,它表明循環(huán)水量是凝結蒸汽量的多少倍。2最佳循環(huán)水流量的確定方法的改進(jìn)525上述計算方法為確定凝汽器最佳真空和循環(huán)水泵(2)最佳組合方式提供了重要的理論依據,但是以上計算循環(huán)水泵最佳運行方式的方法沒(méi)有考慮循環(huán)水本身的式中,A為凝汽器的冷卻面積,m2;K為凝汽器總體費用,考慮了循環(huán)水本身的費用以后,最佳循環(huán)水流傳熱系數,kW(m2℃),K由別爾曼公式計算。量的確定方法如下所示。當循環(huán)水泵運行臺數改變后,先根據上述步驟計在考慮了循環(huán)水本身的價(jià)值后,汽輪機的凈收益算出循環(huán)水流量改變后的凝汽器壓力,然后根據背壓△C為:變化對汽輪發(fā)電機組電功率的影響的計算方法算出汽△C=Ra△P-RaΔPra△DRr,輪發(fā)電機組電功率的變化值,并將其表示在圖1(a)式中,R4為上網(wǎng)電價(jià),元/kWh)(其余公式中同);中。這樣就得到不同的循環(huán)水入口溫度L1m~=下,T為機組運行時(shí)間,h;R為循環(huán)水本身的價(jià)格,元A汽輪機各個(gè)排汽量與汽輪發(fā)電機組電功率增加值之間(其余公式中同);α為系數,對于循環(huán)水開(kāi)式循環(huán),關(guān)系的一簇曲線(xiàn)ΔPD,),如圖1(a)所示(圖a=-1;對于循環(huán)水閉式循環(huán),a為循環(huán)水系統的補水中只表示出了由單臺泵變?yōu)閮膳_泵運行的情況)。率;D為機組所需的循環(huán)水流量;△P為由于循環(huán)水測量由單臺泵變?yōu)?臺泵運行時(shí)的循環(huán)水泵耗功流量的增加汽輪機功率的增加值;ΔP為由于循環(huán)水增量△P=Pg-P,并在圖1(a)的縱坐標上表示該流量的增加循環(huán)水泵所多消耗的功率點(diǎn)。由該點(diǎn)做平行于橫坐標的虛線(xiàn),與△PfD2,tn)顯然,為了獲得最大凈收益,需要合理選擇循環(huán)相交,這些交點(diǎn)表示當循環(huán)水泵臺數由單臺變?yōu)閮膳_水流量,最佳循環(huán)水流量的數值應滿(mǎn)足時(shí),汽輪發(fā)電機組電功率的增加值等于循環(huán)水泵功耗的增加值的工況。把這些交點(diǎn)描在圖1(b)D=f(tua△Cs.=RaD-aTR=O坐標圖上。上式化簡(jiǎn)得:對于循環(huán)水量連續調節的循環(huán)水泵,只有汽輪發(fā)ad. aD- R(5)電機組電功率凈增加值ΔP達到最大時(shí),才是最有考慮了水費用以后所確定的凝汽器的最佳真空和利的,但對于循環(huán)水量不能連續調節的定轉速循環(huán)水循環(huán)水量才是真正意義上的最佳真空和最佳循環(huán)水泵,當改變循環(huán)水泵的運行臺數后,并不能保證所得量。這種確定凝汽器最佳真空的方法能保證汽輪機運到的循環(huán)水量是最佳值,而只能是接近最佳值。也就行的經(jīng)濟收益最大。是說(shuō)改變循環(huán)水泵的運行臺數并不能保證達到最大而常規的不考慮循環(huán)水本身價(jià)值的最佳真空和最值,因此,判別循環(huán)水泵的運行方式是否屬于經(jīng)濟工佳循環(huán)水量的確定方法認為所消耗的循環(huán)水本身并不況,應該根據△P值的大小來(lái)判斷,當△P>0時(shí),存在費用。亦即認為R=0=0,式(3)變?yōu)?即當循環(huán)水泵的運行臺數改變以后,汽輪發(fā)電機組電功率的增加值ΔP大于循環(huán)水泵泵耗的增加值△P時(shí)可以采用雙泵運行,否則應采用單泵運行。這樣就顯然,由式(6)所確定的凝汽器的最佳真空和可以根據ΔPm>0或ΔPa<0而把D=(t)坐標圖分最佳循環(huán)水流量在考慮了循環(huán)水本身的價(jià)值以后就變?yōu)閮刹糠?△Pa>0對應D=f(tn)坐標圖上的B區間為非最優(yōu)了即雙泵運行區間,ΔP<0對應D=f(tn)坐標圖上的A區間即單泵運行區間。如圖1(b)所示。3應用計算本文以張家口發(fā)電廠(chǎng)2號機組為例進(jìn)行計算,得到了對應不同循環(huán)水入口溫度和不同的汽輪機排汽量雙泵運行下單臺循環(huán)泵運行和2臺循環(huán)泵運行的區間。2號機區間B組配置了2臺循環(huán)水泵,1臺循環(huán)水泵的循環(huán)水量為單泵運行25989th,兩臺循環(huán)水泵的循環(huán)水量為30560加h,區間AD/(ht-)臺循環(huán)水泵投入運行時(shí)所消耗的電功率為1740kWh,循環(huán)水系統的補水率a=25%。本文通過(guò)編程圖1確定循環(huán)水泵組合的最佳運行方式計算得到了在不同的排汽量D和不同的循環(huán)水入口2013年第3期與節13年3月溫度L條件下,對于不同的循環(huán)水費用,2號機組由只能是近似最佳值。因此,不僅不利于保持凝汽器在單泵運行變?yōu)殡p泵運行的分界線(xiàn)如圖2所示。最佳真空下工作,而且也不利于循環(huán)水流量的節省。因此,建議循環(huán)水泵采用變速調節方式,并實(shí)現以考490R=06元A雙泵運行區間·R:07元慮循環(huán)水本身費用的最佳真空為目標的最優(yōu)控制。4804.2防止凝汽器出現極限真空470在冬季寒冷地區,如果單純保持凝汽器在最佳真空下運行?？赡艹霈F凝汽器真空高于極限真空的情況。該優(yōu)化的結果,應當是減少了循環(huán)水流量,以保單泵運行區間證凝汽器真空低于極限真空。如果此時(shí)的凝汽器壓力已經(jīng)低于極限背壓,則增加循環(huán)水流量就沒(méi)有任何效益了,此時(shí)應減少循環(huán)水量,減少循環(huán)水泵耗功,使凝汽器壓力高于極限壓力。圖2循環(huán)水泵的運行區間5結語(yǔ)圖2中的橫坐標表示循環(huán)水的的入口溫度,縱坐標表示汽輪機的排汽量。圖中下面的那條曲線(xiàn)表示循a)本文對循環(huán)水最佳流量和最佳真空的確定方環(huán)水的費用R=06元時(shí)的由單泵變?yōu)殡p泵運行的分法進(jìn)行了改進(jìn),考慮了循環(huán)水的費用,并計算出了常界線(xiàn),上面的那條曲線(xiàn)表示循環(huán)水的費用R.07元A規方法和改進(jìn)方法下由單泵運行轉變?yōu)殡p泵運行的分時(shí)的由單泵變?yōu)殡p泵運行的分界線(xiàn)。每一條曲線(xiàn)上面界線(xiàn)。使凝汽器實(shí)現了真正經(jīng)濟意義上的最佳真空;的區間表示雙泵運行的范圍,下面的區間表示單泵運b)張家口發(fā)電廠(chǎng)2號機組的實(shí)例計算說(shuō)明,循行的范圍。由圖2可見(jiàn),所取的循環(huán)水的價(jià)格不同環(huán)水的價(jià)格不同,由單泵運行轉變?yōu)殡p泵運行的分界由單泵運行轉變?yōu)殡p泵運行的分界線(xiàn)不同。循環(huán)水的線(xiàn)不同。循環(huán)水的價(jià)格越低,分界線(xiàn)越向左、向下價(jià)格越低,分界線(xiàn)越向左、向下移,單泵運行的范圍移,單泵運行的范圍越小,雙泵運行的范圍越大。也越小,雙泵運行的范圍越大。也就是說(shuō)當循環(huán)水的價(jià)就是說(shuō)當循環(huán)水的價(jià)格上長(cháng)時(shí)應推遲投入雙泵運行格上長(cháng)時(shí)應推遲投入雙泵運行。由上分析可知,在確c)本文提出的考慮節水因素的凝汽器最佳真空定循環(huán)水泵最佳運行方式時(shí),要視當時(shí)的循環(huán)水的價(jià)的確定方法,為實(shí)現汽輪機的低污染、低耗水量運格而定,而不能一概而論。行,奠定了一定的基礎。同時(shí),圖2也為張家口發(fā)電廠(chǎng)2號機組在什么時(shí)參考文獻候投入雙泵運行提供了一定的理論依據[1]李勇,盂芳群凝汽器最佳真空確定方法的改進(jìn)[「J]汽輪技術(shù),2005(2):84-864運行中節省循環(huán)水的措施[2]閏桂煥,顧昌,鄭李坤,300MW機組循環(huán)水系統優(yōu)化運行的研究[門(mén)]汽輪機技術(shù),200,44(6):365-36741釆用循環(huán)水泵變速調節(責任編輯:高志鳳前面已經(jīng)討論了最佳循環(huán)水流量的確定方法,但更正目前循環(huán)水泵的調節大都采用整臺泵調節方式,這種2013年第1期第124-125,128頁(yè),儼汽器膠球清洗系調節方案并不能保證所得到的循環(huán)水量是最佳值,而統最佳投入周期確定方法》一文做出如下更正:英文作者名字僅“ MENG Fang-qun"無(wú)“ SUN Si- zhong"。心·心·心·心·心心.心,心.心·心心.心.心·····春··心··心·········,(上接21頁(yè))并重組的政策,《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的過(guò)程,應該在充分了解宏觀(guān)環(huán)境、兼并重組主客體的若干意見(jiàn)》、《煤炭產(chǎn)業(yè)政策》、《煤炭工業(yè)發(fā)展情況的基礎上,不斷創(chuàng )新,創(chuàng )造出適合企業(yè)的模式。十一五”規劃》、《媒炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規劃》參考文獻:中都明確指出,煤炭產(chǎn)業(yè)重組應遵循大企業(yè)集團戰[1]涂興子煤礦兼并重組管理模式和風(fēng)險規避探討[中國煤略,組建大型煤炭企業(yè)集團。炭,2011,37(7):8-15[2]張秀敏煤礦企業(yè)兼并重組模式的選擇及相關(guān)問(wèn)題[J山西4結語(yǔ)能源與節能,2010(2):9-15[3]呂秋菊煤炭企業(yè)兼并重組整合方式探析[J]中國煤炭,兼并重組實(shí)踐中并不存在絕對的“最優(yōu)模式2011,37(9):26-29模式選擇的實(shí)質(zhì)是找出最適合的模式加以運用?？傊?對中國煤炭企業(yè)兼并重組模式的探索是1個(gè)持續(責任編輯:高志鳳)