不同判定準則確定循環(huán)水系統優(yōu)化運行的分析

不同判定準則確定循環(huán)水系統優(yōu)化運行的分析石書(shū)雨,于剛,張光華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,北京102206[摘要]關(guān)于循環(huán)水系統優(yōu)化運行的判定準則分為 3種:傳統分析法、考慮冷卻水價(jià)格的最大收益法和綜合成本煤耗率法。將這些方法與改進(jìn)型綜合成本煤耗率法進(jìn)行分析、比較,通過(guò)編制計算機語(yǔ)言,對每一種方法分別建立各自的程序和優(yōu)化調度方案。結合某電廠(chǎng)1、2號機組的循環(huán)水系統優(yōu)化運行進(jìn)行計算，通過(guò)對4種循環(huán)水泵優(yōu)化調度方案的結果比較,確定了最優(yōu)判定準則。[關(guān)鍵詞]循環(huán)水系統;循環(huán)水泵;綜合成本煤耗率;優(yōu)化調度方 案;判定準則[中圖分類(lèi)號] TK267[文獻標識碼] I[文章編號] 1002 - 3364(2008)09 -0015 - 04增加循環(huán)水流量會(huì )使汽輪機的真空提高,從而使1循環(huán)水 系統優(yōu)化運行幾種判定準則汽輪發(fā)電機組發(fā)電量增加,但增加循環(huán)水流量,也會(huì )使循環(huán)水泵(循泵)耗電量增加。循環(huán)水系統供水流量很1.1 確定最佳循環(huán)水量[的傳統分析法大,一般是汽輪機排汽流量的40~70倍，循泵消耗的對于既定機組,在機組負荷和冷卻水溫-定的條電能約占總發(fā)電量的1%~1.5%,僅次于給水泵的耗.件下,增加循環(huán)水流量(冷卻水流量)D.使汽輪機電功電量。在循環(huán)水系統外部條件(循環(huán)水溫、水位及機組率的微增值△P.與循泵的耗電量增加值OPp之間的負荷等)及內部條件(系統結構、布置形式及設備性能差值達到最大時(shí)所對應的循環(huán)水流量即為最佳循環(huán)水等)一定的條件下,其運行方式(循泵運行臺數和循環(huán)流量。這時(shí),汽輪機的最大凈增功率為:供水流量分配)不同,對整個(gè)電廠(chǎng)凈輸出電能有一定影OPmx= OP.- OP。(1)響。如果循環(huán)水系統實(shí)現了優(yōu)化運行，則能使電廠(chǎng)凈.電能輸出最大,從而提高發(fā)電廠(chǎng)的經(jīng)濟性。1.2考慮冷卻水價(jià)格后的最大收益法[1]確定循環(huán)水系統優(yōu)化運行的判定準則,目前主要在考慮冷卻水的價(jià)格后,當冷卻水流量發(fā)生變化基分為3種，傳統分析法、考慮冷卻水價(jià)格的最大收益法時(shí),汽輪機的凈收益為:和綜合成本煤耗率法凹?；谶@3種方法,本文提出SC= R。.0P.τ-3.6●R●a.D..τ (2) 究了改進(jìn)型綜合成本煤耗率法作為確定循環(huán)水系統優(yōu)化式中:OP為汽輪機輸出功率P,與循泵功率P,間的運行判定準則,能更全面有效地確定循泵優(yōu)化調度運差值,即OP=P.- P,,kW;a為系數,冷卻水為開(kāi)式循行。環(huán),a=1,冷卻水為閉式循環(huán),a為冷卻水的補水率;D。作者簡(jiǎn)介:石書(shū)雨(1982 -),女.吉林人,漢族.華北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院在讀中國煤化工系統優(yōu)化運行.E- mail: shi616@ ncepu. edu. cnYHCNMHG5為冷卻水流量,kg/s;Rs為上網(wǎng)電價(jià),元/(kW●h);R.2 循環(huán)水系統數學(xué)模型的約束條件為冷卻水價(jià)格,元/t;t為運行時(shí)間,h.在機組負荷和冷卻水溫一定的條件下,為了獲得2.1汽輪機特性既定機組最大的凈收益,需要合理選擇冷卻水流量汽輪機特性為當系統內其它設備的運行參數不發(fā)D. ,其應滿(mǎn)足:生變化時(shí),在某- -主蒸汽參數及其流量下,汽輪機輸出aoCD=Rs.t. D--3.6.R.●a.τ=0 (3)a△P功率與低壓缸排汽壓力(低排壓力)之間的關(guān)系["]:P. = f(Po,o,Do,p)(6)顯然,這種方法所確定的最佳循環(huán)水流量與式(1)式中:po，0o和D。分別是主蒸汽的壓力(kPa),溫度.所得出的最佳循環(huán)水流量并非一個(gè)值。分析表明,式(C)及流量(kg/s),p是低排壓力(背壓)(kPa).(3)所考慮的因素更多一些,更適合于作為判定機組循根據制造廠(chǎng)提供的汽輪機低排壓力對出力的修正環(huán)水系統優(yōu)化運行的依據。曲線(xiàn),通過(guò)曲線(xiàn)擬合得到。1.3綜合 成本煤耗率及其計算2.2 凝汽器特性根據發(fā)電廠(chǎng)“能量?jì)r(jià)值分析”原理,評價(jià)機組循環(huán)凝汽器特性為在-定的設備配置和連接方式下，水系統優(yōu)化運行的指標為綜合成本煤耗率。對于既定凝汽器壓力與循環(huán)水入口溫度、循環(huán)水流量以及汽輪機組,在機組負荷和冷卻水溫--定的條件下,改變循環(huán)機低排流量之間的關(guān)系[1:水流量,使綜合成本煤耗率最低,此時(shí)的循環(huán)水流量即p= f(tm,D. ,D.)(7)為最佳值。式中:tonl是冷卻水入口溫度,C;D。是排汽流量,kg/s.綜合成本煤耗率由發(fā)電煤耗率(即燃料成本)和廠(chǎng)凝汽器壓力可由對應的飽和蒸汽溫度t,來(lái)確定:用電率(即廠(chǎng)用電成本)組成,計算公式為:p=0.00 81.[57.66]「[5，+ 1007.68(8b= bo+!x 10*(4)而飽和蒸汽溫度:t,=tw1+ Ot +&(9)式中:bo為發(fā)電煤耗率,kg/(kW●h);Rm為標煤?jiǎn)问街?△t為冷卻水溫升,C ;8t是凝汽器端差,C.價(jià),元/t.綜合成本煤耗率的物理意義是發(fā)1 kW●h電量式(9)結合熱平衡方程:Q= D.●(h.-hn)= D..cp. Ot所消耗的燃料和廠(chǎng)用電的綜合發(fā)電成本,統一按標煤得:單價(jià)折算的標煤消耗量。綜合成本煤耗率是考慮了煤和電不同能量?jì)r(jià)值(能價(jià))后的綜合煤耗率,也就是把t,=ta +D.●Oh-(10)4. 178D +4.178D. (erib.- 1)發(fā)電煤耗率、廠(chǎng)用電率、電價(jià)和標煤?jiǎn)蝺r(jià)4個(gè)指標按照式中:Q是凝汽器熱負荷,kW;h、h,分別為汽輪機排各自的能價(jià)有機地聯(lián)系在一一起,成為發(fā)電廠(chǎng)循環(huán)水系汽比焓和凝結水比焓, Oh= h.-h, ,kJ/kg;c, 是冷卻統節能分析的主要技術(shù)經(jīng)濟指標。水比定壓熱容,kJ/<(kg. K);k為凝汽器平均傳熱系基數,W/(m2●C);A為凝汽器冷卻面積,m.礎1.4改進(jìn)型綜合成本煤耗率及其計算研綜合成本煤耗率只考慮了循泵的耗功，而沒(méi)有考究2.3循環(huán)水泵特性慮冷卻水補充消耗的費用?；诖?本文提出了改進(jìn)循泵特性為在--定的系統設備構成及系統組織方熱型綜合成本煤耗率 bg,即在式(3)基礎上加入了冷卻水式下,在某一外部環(huán)境(水溫、壓頭)和確定的循泵運行發(fā)補充消耗的費用所折算的煤耗率,計算如下:狀態(tài)時(shí),循環(huán)水流量與循泵功率之間的關(guān)系問(wèn),其關(guān)系bq=bo++ x10* +a=X3600 (5)式為:P. Rm中國煤化工(kW)所提出的改進(jìn)型綜合成本煤耗率考慮了煤、電和八水資源3種不同的能價(jià)。在原來(lái)4個(gè)指標基礎上多了.MHCNM HG泵總效率。一個(gè)水價(jià)指標，可更為全面地判定最佳循環(huán)水流量。3計算實(shí)例2. 1%。當前上網(wǎng)電價(jià)取為0. 21元/(kW. h),標煤?jiǎn)蝺r(jià)取為370元/t,冷卻水價(jià)取為0. 4元/t.某發(fā)電廠(chǎng)1,2號機組每臺配置2臺循泵,每臺循利用VB語(yǔ)言將每種優(yōu)化運行方式編制成計算機泵的功率為475 kW,其出口母管與另一臺機組循泵出程序,結合電廠(chǎng)實(shí)際情況,得出4種循泵優(yōu)化調度方案口母管通過(guò)中間聯(lián)絡(luò )門(mén)連接。當中間聯(lián)絡(luò )門(mén)關(guān)閉時(shí)，分別列于表1和表2當中。對于單元制系統采用“A"為單元制系統,即1機1泵和1機2泵運行方式;當聯(lián)或“B”運行方式,對于擴大單元制系統采用“C"、“D”或絡(luò )門(mén)打開(kāi)時(shí),為擴大單元制系統,即2機2泵、2機3“E”運行方式。其中A表示1機1泵,B表示1機2泵和2機4泵運行方式。機組平均負荷為45 MW,凝泵,C表示2機2泵,D表示2機3泵,E表示2機4汽器的冷卻面積是3 500 m’，循環(huán)水的補水率為泵。表1循泵優(yōu)化調度方式傳統分析方法(方式1)最大收益法(方式2)主蒸汽流量排汽流量冷卻水溫/C/kg.5-1/kg. s-11015_20 253(3303530. 55621. 648A/C A/C A/C A/D B/D B/D A/C A/C A/C A/C A/D A/D，33. 33323.616A/C A/C A/D A/D B/D B/D A/C A/C A/C A/D A/D B/D36. 11125. 584B/D B/D A/C A/C A/C A/D B/D B/D38. 89927. 552A/C A/D A/D B/D B/D B/D A/C A/C A/D A/D B/D B/D41. 66729. 502/DB/D B/D44. 444.31. 488A/C A/D B/D B/D B/D B/D A/C A/C A/D B/D B/D B/D47. 22333. 197A/D A/D B/D B/D B/D B/E A/C A/D A/D B/D B/D B/D50. 00035. 424A/DB/B/E B/E A/C A/D B/D B/D B/D B/D52. 77837. 391A/D B/D B/D B/D B/E B/E A/D A/D B/D B/D B/D B/D55. 55639. 359A/D B/D B/D B/E B/E B/E A/D A/D B/D B/D B/D B/D衰2循泵優(yōu)化調度方案綜合成本煤耗奉法(方式3)改進(jìn)型綜合成本煤耗率法(方式4)12(A/C A/C A/C A/C A/C A/D A/C A/C A/C A/C A/C A/CA/C A/C A/C A/C A/D A/D A/C A/C A/C A/C A/C A/C36. 11A/C A/C A/C A/D A/D A/D A/C A/C A/C A/C A/D A/DA/C A/C A/D A/D A/D A/D A/C A/C A/C A/D A/D A/D/C A/D A/D A/D44. 444A/C A/D A/D A/D B/D B/D A/C A/C A/D A/D A/D A/DA/C A/D A/D B/D B/D B/D A/C A/C A/D A/D A/D B/D基50. 000.A/D A/D B/D B/D B/D B/D A/D A/D A/D B/D B/D B/D究A/D A/D B/D B/D B/D B/E A/D A/D B/D B/D B/D B/D熱4結論指標按照各自的能價(jià)有機地聯(lián)系在一起,對于電廠(chǎng)實(shí)備δ際應用中國煤化工。(1)根據煤、電和水資源3種不同能價(jià)的改進(jìn)型綜某電廠(chǎng):f.H方案分別應用于δ弓合成本煤耗率作為循環(huán)水系統優(yōu)化運行的判定準則，,C NMHG2看出,本文所提將發(fā)電煤耗率、廠(chǎng)用電率、電價(jià)、標煤?jiǎn)蝺r(jià)和水價(jià)5個(gè)出的改進(jìn)型綜合成本煤耗率法所得到的結果要優(yōu)于其I7它3種方式,它可以在最大限度內使用“1機1泵"和[參考文獻]“2機3泵”這兩種運行方式,從而正確指導電廠(chǎng)的經(jīng).[1] 陳國年.發(fā)電廠(chǎng)拎端系統最優(yōu)運行方式的研究[J].汽輪濟運行。機技術(shù),2004,46(1):69 -74.(3)從表1和表2中看出,在不同的主蒸汽流量和[2] 李勇,董玉亮,曹祖慶.考慮節水因素的凝汽器最佳真空的確定方法[J].動(dòng)力工程,2001 ,21(4):1338 - 1341.冷卻水溫條件下,4種優(yōu)化調度方式所對應的單元制[3]張善達.帶尾水電站母管制循環(huán)水系統優(yōu)化運行的研究和擴大單元制系統各自增開(kāi)循泵的循環(huán)水臨界點(diǎn)溫度[J].汽輪機技術(shù),2004,46(3) :220 - 225.(循泵從一種運行方式切換到另一種運行方式所對應[4] 周蘭欣,張學(xué)鐳,陳素敏,等.凝汽器壓力應達值的確定方的冷卻水溫度),這是在上網(wǎng)電價(jià)取為0.21元/(kW●法[J].汽輪機技術(shù).200644(3):149 - 151.h) ,標煤?jiǎn)蝺r(jià)取為370元/t,冷卻水價(jià)取為0.4元/t的[5]李立青. 閉路循環(huán)水系統工作泵性能淺析[J].化工給排情況下獲得的數據,而當標煤價(jià)格、上網(wǎng)電價(jià)和水價(jià)發(fā)水設計,1998(1):45-47.生變化時(shí),循環(huán)水臨界點(diǎn)溫度會(huì )發(fā)生變化。ANALYSIS ABOUT OPTIMUM OPERATION OF THE CIRCULATINGWATER SYSTEM BY USING DIFFERENT DECISION CRITERIASHI Shu- yu, YU Gang,ZHANG GuangCollege of Energy and power Engineering ,North China Electric Power University , Beiing 102206 ,PRCAbstract: The deision criteria about optimum operation of the circulaing water system can be casified into three kinds,namely thetraditional analytie method, the maximum profit method considering cooling water price, and the comprehensive cost coal consumptionrate method, Being analysed and compared with the improved comprehensive cost coal consumption rate method proposed in this article ,and through working out the computer language, the program and optimum dispatching scheme for each method have been established respectively. Combining with optimum operation of the circulating water system of units no. 1 and no. 2 in one power plant,calculation has been carried out. Through comparison of results from four dispatching schemes for optimum operation of the circulatingwater pumps, the optimal decision criterion has been determined.Key words:circulating water system;circulating water pumpicomprehensive cost coal consumption rate;optimum dispatching scheme:decision criterion(上接第11頁(yè))PROBLEMS EXISTING IN ASPECTS OF ENERGY - SAVING ANDCONSUMPTION - REDUCING FOR THERMAL POWER UNITS IN CUOHUA基ELECTRIC POWER CORPORATION AND SOLUTION MEASURES THEREOFJING Chang - cai究Bejing Guohua Electric Power Technology Research Centre Co Ltd, Beijing 100025 ,PRC勢Abstract: F rom five aspects, namely turbne efficiency, boiler efficiency , therodynamic system, auxiliary power consumption rate, andcoal, the problems existing in economic operation of the power generation units in Guohua Elecric Power Corporation have been analysised, and analysing system of energy - saving management as well as measure for enhancing the economic eficiency of units beingput forward.Key words:power generation unit:coal consumption rate;energy - savin中國煤化工i fiey in oertio簣TYHCNMHG八8