火電廠(chǎng)閉式循環(huán)水系統變工況運行優(yōu)化

第33卷第9期動(dòng)力工程學(xué)報Vol, 33 No. 92013年9月Journal of Chinese Society of Power EngineeringSep. 2013文章編號:1674- 7607(2013)09-0711-06中圖分類(lèi)號:TK2文獻標志碼:A .學(xué)科分類(lèi)號:470.30火電廠(chǎng)閉式循環(huán)水系統變工況運行優(yōu)化鄭姍'2， 張瑞山3，劉明”，種道彤”， 嚴俊杰”(1.廣東省電力設計研究院，廣州510663; 2. 西安交通大學(xué)動(dòng)力工程多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗室,西安710049; 3. 甘肅電力科學(xué)研究院，蘭州730050)摘要: 以某600 MW機組閉式循環(huán)水系統為例,提出了以汽輪機負荷、環(huán)境溫度和環(huán)境相對濕度為條件的優(yōu)化運行方式,將冷卻塔、凝汽器和汽輪機變工況進(jìn)行耦合,得到了閉式循環(huán)水系統冷卻塔的進(jìn)塔水溫和出塔水溫(即凝汽器循環(huán)水的出口溫度和入口溫度)隨機組負荷、環(huán)境溫度和環(huán)境相對濕度的變化規律.結果表明:在一定的環(huán)境條件和負荷下,進(jìn)塔水溫隨循環(huán)水體積流量的增大而降低,而出塔水溫隨循環(huán)水體積流量的增大而升高;進(jìn)塔水溫和出塔水溫均隨著(zhù)環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度和機組負荷的升高而升高.關(guān)鍵詞:閉式循環(huán)水系統;變工況;循環(huán)水溫度;優(yōu)化運行Off-design Operation Optimization for Closed CirculatingWater System of Thermal Power PlantsZHENG Shanl2，ZHANG Ruishan'，LIU Ming”，CHONG Daotong'，YAN J unjie2(1. Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou 510663，China; 2. State Key Laboratoryof Multiphase Flow in Power Engineering, Xian Jiaotong University, Xian 710049，China;3. Gansu Electric Power Research Institute, Lanzhou 730050, China)Abstract: Taking the closed circulating water system of a 600 MW power unit as an example, an optimizedoperation mode was proposed based on the load of steam turbine, the ambient temperature and the relativeenvironment humidity, while a variation law obtained about how the inlet/ outlet water temperature ocooling tower in the closed circulating water system (i. e. the outlet/ inlet temperature of condenser )change with the unit load, ambient temperature and relative environment humidity by coupling variableconditions of the cooling tower, condenser and turbine.. Results show that with the rise of circulating wa-ter flow, the inlet temperature of cooling tower reduces, but the outlet temperature of cooling tower in-creases, under a certain environmental condition and load; both the inlet/ outlet temperature of coolingtower increase with rising ambient temperature, relative environment humidity and unit load.Key words: closed circulating water system; off-design condition; circulating water temperature; operationoptimization收稿日期:2013-01-09修訂 日期:2013.03-01基金項目:國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展規劃資助項目(2009CB219803);因家自然科學(xué)基金中國煤 化工國家科技支撐計劃資助項目(2011BAA04B03)CN M H .....作者簡(jiǎn)介:鄭姍(1988 - ),女,湖北天門(mén)人，碩士研究生.研究方向為:電廠(chǎng)經(jīng)濟性診朗與r收心心./:w 02115646; .E- mail: zhengshan@ gedi. com. cn.動(dòng)力工程學(xué)報第33卷汽器壓力,從而增加汽輪機的輸出功率,但同時(shí)循環(huán)6 00C φ=0.8水泵的耗功也增加，當增加的輸出功率ON。與循環(huán)s 000水泵多消耗的功率ONp的差值oN為最大，即機組的輸出凈功率最大時(shí)，對應最佳循環(huán)水體積流3000量[20].循環(huán)水系統的優(yōu)化就是確定在不同機組負荷(或新蒸汽質(zhì)量流量)和環(huán)境條件下的最佳循環(huán)水體ON。積流量.在實(shí)際工程中,循環(huán)水體積流量沒(méi)有實(shí)現連1 000續性調節,因此只能通過(guò)改變循環(huán)水泵的運行臺數300 350 400 450 500 550 600來(lái)改變循環(huán)水體積流量,此時(shí)循環(huán)水系統的優(yōu)化就NfMW是確定不同工況下循環(huán)水泵的最佳運行臺數，根據輸出凈功率(ON。- ON,)是否大于0來(lái)判斷.根據圖6不同環(huán)境溫度下 4臺循環(huán)水泵與3臺循環(huán)水泵運行的輸出凈功率前文提出的閉式循環(huán)水系統變工況耦合計算方法,獲Fig. 6 Difference of output power between operation of 4 and 3得閉式循環(huán)水系統運行優(yōu)化方法,其原理圖見(jiàn)圖5.pumps at dfferent ambient temperatures改變循環(huán)水泵運行方式循環(huán)水體積流量6000..-----冷卻塔出塔水溫θ=20'Ch ;{排汽多數hq環(huán)境參數冷卻塔吃輪機←新蒸汽4 000凝汽器循環(huán)水出口溫度避汽器真空-3 00(冷卻塔進(jìn)塔水溫)2 000-/循環(huán)水,AN,汽輪機L泵耗功L輸出功事輸出凈功>率最大300 350 400450 500 550 600最佳循環(huán)圖7不同環(huán)境相對濕度下 4臺循環(huán)水泵與3臺循環(huán)水泵運行的水泵運行、方式,Fig.7 Difference of output power between operation of 4 and 3圖5閉式循環(huán)水系統運行優(yōu)化原理圖pumps at different relative humiditiesFig. 5 Schematic diagram for operation optimization of theclosed circulaing water system6 00000/Cφ=0.8所研究的電廠(chǎng)2臺600 MW機組共用4臺同等5000容量的循環(huán)水泵,每臺循環(huán)水泵功率為2 700 kW,4000- +由于沒(méi)有實(shí)現變頻調節,故僅有2機組運行2臺循環(huán)水泵、3臺循環(huán)水泵和4臺循環(huán)水泵3種情況.根據機組的設計數據和上述耦合計算方法,計算得出不同機組負荷和環(huán)境條件下運行不同臺數循環(huán)水泵1 00-時(shí)的機組輸出凈功率(圖6~圖9).由圖6~圖9得300350400450500550 600到不同環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度和機組負荷下循環(huán)水泵的切換界限圖(圖10).圖8不同環(huán)境溫度下 3臺循環(huán)水泵與2臺循環(huán)水泵運行的由圖10可知,該電廠(chǎng)在實(shí)際運行過(guò)程中,通過(guò)環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度和機組負荷來(lái)確定循環(huán)水Fig.8 Difference of output power between operation of 3 and 2泵的最優(yōu)運行方式.這種優(yōu)化運行方式的確定方法pumps at different ambient temperatures與開(kāi)式循環(huán)水系統有著(zhù)明顯的區別,不再是利用凝互耦合,利用環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度和機組負荷3汽器循環(huán)水人口溫度來(lái)確定循環(huán)水系統的優(yōu)化運行個(gè)客觀(guān)值來(lái)中國煤化工行方式,因此方式,而是通過(guò)冷卻塔、凝汽器和汽輪機變工況的相這種方法更fYHCNMHG第9期鄭姍.等:火電廠(chǎng)閉式循環(huán)水系統變工況運行優(yōu)化●7156000nosis model for on-line monitoring cooling end ofs 000θ=20thermal power plant and study on application thereof[J]. 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Journal of Northeast Dianli University ，2010, 30(2)隨著(zhù)機組負荷的增大,冷卻塔進(jìn)塔水溫和(1):5-9. .出塔水溫都會(huì )升高,但進(jìn)塔水溫升高的幅度大于出[8]趙振國,石金玲， 周常虹,等.冷卻塔的一個(gè)新的熱力計算方法一用一維 方法作二維計算[J].水利學(xué)報，塔水溫升高的幅度.2002(2):8-16.(3)隨著(zhù)環(huán)境溫度的升高或環(huán)境相對濕度的增ZHAO Zhenguo, SHI Jinling, ZHOU Changhong.et大,冷卻塔進(jìn)塔水溫和出塔水溫都升高,且兩者升高al. A new method for computation of counter flow的幅度基本相同.cooling tower[J]. Journal of Hydraulic Engineering.(4)進(jìn)塔水溫隨著(zhù)循環(huán)水體積流量的增大而降低，出塔水溫隨著(zhù)循環(huán)水體積流量的增大而升高.[9] HAO Lijuan, LI Huanzhi, SUN Zhaohu,et al. Nu-merical simulation of air- cooling tower[J]. Journal of參考文獻:中國煤化工[1]田疆,劉繼平,邢秦安,等.火電廠(chǎng)冷端在線(xiàn)監測診斷[10]徐躍芹,3通風(fēng)冷卻塔性模型及其應用[J].熱力發(fā)電,2004 ,33(3):14-16.能研究YH. CN MH G37-359.TIAN Jiang, LIU Jiping, XING Qinan, et al. Diag-XU Yueqin,TU Shan, HUANG Wenjiang,et al. Re-.●716●動(dòng)力工程學(xué)報第33卷search on performance of natural draft cooling towerZENG Deliang, WANG Wei, YANG Tingting, et .in power plant[J]. Turbine Technology, 2005.47(5):al. 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