宝鸡第二发电有限公司2号机组循环水泵运行方式的优化

宝鸡第二发电有限公司2号机组循环水泵运行方式的优化宁伟(宝鸡第二发电有限责任公司,陕西宝鸡721008)由摘要:火力发电厂的循环水系统直接影响到机组的真空,而循环水泵的耗电量在给水泵原动机采用小汽轮机●|驱动的大型机组中占有较大的份额。根据宝鸡第二发电公司2号机组凝汽器与循环水系统的实时运行数据,应用最佳真空的计算模型计算循环水泵在不同运行方式下机组的净增功率,并依据计算结果确定循环水泵的运行方式，进而为循环水系统优化调度提供理论依据。关键词:循环水泵;计算模型;机组微增出力;循环水泵耗功中團分类号:TH311文献标志码:A文章编号:1673- -7598(2007)12-0055- -040引言1最佳真空的计算模型在运行负荷、循环水进口温度- -定的条件下,机1.1理论优化组排汽压力随着循环水流量的改变而改变，而循环由于现场试验条件的限制(如循环水量无法精水流量的变化直接影响到循环水泵的耗功。理论上,确测量),有时无法通过实验的方法测定机组的最佳循环水量增加，机组背压减小，机组出力增加,供电背压，因此对循环水系统进行理论优化仍是目前较煤耗率降低,但同时循环水泵的耗功也相应增加,又为常用的优化手段。循环水系统优化运行的目标函引起供电煤耗率增加。所以，只有在增加循环水流量数是在汽轮机热耗量不变的前提下，汽轮机组发电使汽轮机的微增出力大于循环水泵由此多耗的功率量与循环水泵耗电量的差额为最大，因此需要知道时,增加循环水流量才是合理的。尤其是处于极限真汽轮机出力与真空的关系。空时,再增加循环水流量,将会得不偿失。因此,提高1.1.1 循环水泵工作点的确定机组真空、获取净增效益最大化,是循环水系统优化循环水泵的工作点就是循环泵扬程与系统阻力运行的根本目的。特性的交点。由于系统的阻力特性随流量发生变化，通过机组微增出力与背压关系得出不同循环水故在不同的工况下,循环泵的工作点是不同的。该文流量下机组出力的增量,同时由循环水泵耗功方程根据以下几点,确定循环水泵工作点"。计算出相应流量下循环水泵功率增量,可以得到各(1)循环泵扬程特性流量下机组微增出力与耗功增量差,此差值的最大根据设备厂家提供的数据和特性曲线,采用平值对应的凝汽器真空为该负荷和冷却水温下的最佳方逼近程序拟合可得到循环泵的扬程特性方程式:技真空。宝鸡第二发电有限责任公司2号机组在实际运H=d2W2+dW+do(1)行中,循环水流量为不连续调节,采用调整并联运行式中:H,为循环泵扬程,MPa;d为拟合特性曲线系的循环水泵的台数来改变循环水流量。应用最佳真数,诹0、1、2; w为循环水流量, m2/s。用空的计算模型热力学方法可以得到2号汽轮机组排(2)管路系统特性汽压力(凝汽器真空)变化量与机组相对热耗率的计系统管路特性由静压头、管路阻力和凝汽器水算公式,进-一步计算出对机组微增功率的影响程度，阻3部分构成。可表述为:依据两种循环水泵运行方式下对应的循环水流量和中国煤化工(2)实测的循环水泵耗功量推论出应采取的方式，从根式中:HYHCN M H G静压头,MPa;H。本上解决了循环水泵的优化调度问题。为管路阻力, MPa;H,为凝汽器水阻, MPa。收稿日期:2007-09-03作者简介:宁伟( 1972-) .男，河南洛阳人,工程硕士,研究方向为电厂热力系统节能降耗。556交流答与(3)工作点的确定式中:N;为机组负荷, MW。用在循环泵工作点上,H=Hr,故有:1.2.2凝汽器变 工况特性H,=H:+H[+H。(3)由试验可得出不同循环水人口温度条件下,机可转化为dW2+d,W +dg=0的形式求出W。组负荷不同时凝汽器压力与循环水流量的关系:1.1.2 循环水泵耗功方程P=flN.2,W)(9)根据泵性能曲线数据,泵耗功由下式可得:式中:为循环水人口温度,C。EN,=pgWHnmnpx10*(4)1.2.3循环水泵耗功∈式中:N,为循环水泵耗功, kW ;p为密度,kgm';g为重通过改变循环水泵运行方式(改变水泵的启停力加速度,m/s;n,为电机效率;n为水泵效率。台数),得出循环水流量与耗功的关系:1.1.3微增出力与背压的关 系Nzf(W)(10)机组微增出力与背压的关系可表述为:1.2.4最佳真空计算ON;=fD,P)最佳运行背压(真空)是以机组功率、循环水入式中:AN,为机组微增出力, kW ;D为汽轮机排汽量,口温度、循环水流量为变量的目标函数。在量值上为Vh;P,为机组背压, kPa。机组功率的增量与循环水泵耗功增量之差,即:上述数据既可由理论计算得出,也可由实验数FQN.or,WV)=ON,-ANp(11)据拟合得出。理论公式计算如下:当FEWNzunWV)=0时的循环水量对应的机组背aW(1)当P>P0时压即为最佳值,即:AN;a093X。Akcf(N.P) . dP。_ dONk-1)-aP. w- aW帆-1)ucosBhxD.xD=093(5)VhPoV.l\p) -1“862循环水泵运行方式的优化式中:P。为临界背压, MPa;X。为平均干度,取0.88;A为热功当量系数;k为绝热指数;a为音速,m/s;为速对于2号机组循环水系统来说，循环水人口温度系数;λ为多变指数;u为动叶平均直径处圆周速度、循环水流量凝汽器的清洁程度以及汽轮机排汽度,m/s ;B2为汽轮机叶片出口角,();n。为机械效率; .流量影响着机组的真空。实际运行时,采用调整并联η.为发电机效率; Va为临界比容,m?/kgo运行的循环水泵的台数来改变循环水流量,能够实(2)当Po>P,>P*时现凝汽器真空的理想状况2。N_0.93x.IDn.nlx2.1由循环水流量变化值计算机组功率的变化' 918x3600汽轮机排汽压力偏离其最佳值会使机组热耗率sinBr -coBr | (6)增大。在汽轮机入口蒸汽参数不变的情况下,排汽压V周|一系骨量骨”力的变化会使机组的平均放热温度改变。在不考虑(3)当P,≤P*时排汽压力变化对机组内效率影响时，由于排汽压力的偏离使循环热力学平均放热温度改变，从而使相Ny=093X, DongmxV/告((-sinB)F-coP. (7)对热耗率增大或减小。故:918x3600式中:P为极限背压, MPa;X为最后一级喷嘴的蒸汽Oq/q=f(Op)(13)干度;V为比容,m2/kg。式中:Aq为热耗率, kJ/(kWh);q为热耗,kJ;Ap。为排1.2试验优化汽压力偏差,kPa。凝汽器:最佳真空可以通过机组微增出力试验和在循环水人口温度与汽轮机排汽流量相同的条循环水泵耗功试验优化得到,具体计算方法如下::于2台泵运行、3台泵1.2.1 微增出力与凝汽器压力的关系中国煤化工变化分析如下:TH。CNMH G:通过试验,得出机组在不同负荷下微增出力与凝汽器压力的关系:Oq=Qo IP。(14)ONz=f(N。P)(8)式中 :Q为汽轮机热耗,k;P为发电机功率,kW。Q主要与汽轮机蒸汽初参数和给水参数有关，台泵运行方式耗电更多。随着机组负荷的增加,3台可认为是定值。由此得到以下计算公式:泵运行方式比2台泵运行方式的净增功率增加并不AP_1___ 1(15)显著。直到机组负荷达到80%时,机组的净增功率Op .仅为5 kW。但实际上,由于机组循环水人口温度会9随季节的不同而发生变化，当环境温度有所变化时,综合式(14).(15)得到:参照上述分析方法，可进-一步分析不同循环水人口fAp)AP= DP。(16)温度下机组不同负荷、不同循环水泵运行方式对机这样就可以通过排汽压差和实测的汽轮机发电组净增功率的影响。通过计算,所得结果如图1所示。功率得出发电机功率变化值。5 0000循环水泵两种运行方式下对应的循环水流量为35C4 000W(i=1,2),当凝汽器热负荷D(汽轮机排汽流量)可实测时,可以分别计算出其对应的循环水温升At。和凝3 0001 30t汽器传热端差8r，从而进-一步计算出汽轮机的排汽2 000温度t。I 000根据排汽温度t,得到凝汽器压力的计算公式:20tP.=0.009 81x( 5t100(17)150 180 210 2402703057.66机组负荷/MW由式(17)得到不同循环水流量下汽轮机排汽压力,进一步得出对应的排汽压力偏差值Ap.,并由此图1不同循环水 泵运行方式的发电功率差得到不同循环水流量下发电机功率的变化值。2.2循环水泵耗功量的确定3结论循环水流量与泵耗功的关系:N=-2x106W7+8.56x10-W +606.16(18)(1)在相同循环水入口温度下,机组负荷增大,根据式(18)可以计算出不同运行方式下循环水机组净增功率逐渐增大;并 且,在不同机组运行负荷泵的耗功，由两个耗功量得到循环水泵运行方式下，对应于不同的循环水流量有其最佳的循环水泵不同时的耗功量差值SP。运行方式。不同循环水入口温度下,不同运行方式的比较(2)循环水泵运行方式应根椐机组运行工况合在2台循环水泵运行或3台循环水泵运行时,它理选择:负荷不高、循环水人口温度较低时,机组净们对应的流量分别为23 300 th和33 500 th。采集不增功率为负值,采用2台泵运行方式比较合理。随着同负荷下对应的数据:循环水人口温度uw、循环水出负荷的增加循环水入口温度依旧不高的情况下，机口温度k2、凝汽器压力下的饱和温度t.凝汽器进汽组净增功率虽然逐渐增大,但不够显著,此时仍选择量(凝汽器热负荷)D。.2台泵运行的真空值.、3台泵2台泵运行方式。在较高负荷、循环水人口温度偏高运行的真空值p心、两种运行方式下的机组微增出力(夏季)的情况下,为使机组净增功率平稳,应选择3Ap.循环水泵耗功Op。以及净增功率Ap ,可以得出不台泵运行方式,如图2所示。同循环水人口温度下不同运行方式的比较结果。30r -当循环水入口温度相同时,在凝汽器运行过程用中,对真空影响较大的运行参数主要有:循环水人口280-温度、凝汽器热负荷和循环水流量。凝汽器热负荷他262台运行区.3台运行区.随着机组运行工况的改变而变化,不能成为调节凝汽器真空的手段。在无法降低循环水人口温度的前200 |中国煤化工提下,只能通过改变循环水泵的运行方式来达到降MHC NMHG233 34 35低凝汽器真空的目的。在机组运行负荷与循环水人一小四风口温度都较低时,3台泵运行方式和2台泵运行方式图23台循环水泵 和2台循环水泵的切换界限下机组的净增功率为负值,此时3台泵运行方式比2(3)通过计算凝汽器真空偏差对机组相对热耗58交率的影响，可进一步推算出其对机组发电功率的影[2] 叶荣学利用计算机确定循环水系统最佳运行方式[J]热应响。通过不同循环水泵运行方式下耗功差的比较,力发电,2001,30(8); 10-12.得出不同循环水泵运行方式净增功率的计算公式，[3] PILLA R.P., SUCAY E.J. Smaret Operalor' s Aid for从而为循环水系统优化运行提供依据。Power Plant ptimization [C]. Proceedings of the Conferenceon Expert Systems Applications for the Electric PowerIndustry, 1991, 467-485.参考文献4] 胡洪华,居文平，黄延辉.大型电站双背压凝汽器优化运行[1] DOUGLAS J.S. Inelligent Computer Systems Enbance的研究和实践[]热力发电, 2003,32(3):8-11.Power Plant Operations Power Engineering ,1989,9(12): .(责任编辑韩小宁)285- -264.Optimization of Circulating- water Pump Operation Modein No.2 Unit of Baoji No.2 Power Generation Co., LtdNING Wei(Baoji No.2 Power Generation Co., Ltd, Baoji 721008, China)Abstract: Circulating water sysem in thermal power plant has drecdly aected the vacum of unit. Power consumption of circulating-water pump has larger share in large-size unit that prime motor of feed water pump is driven by auxiliary turbine. In accordance withreal-time operation data of condenser & circulating- water system in No.2 unit of Baoji No.2 Power Generation Co. Ltd, net powerincrement under dfferent operation mode is calculated by applying optimal vacuumn calculation model. The operation mode ofcirculating water pump is determined in accordance with calculation resul, and theoretical basis is supplied for the optimaldispatching of circulating- water system. .Key words: circulating- water system; cealculation model; unit output correction; power consumption of circulating -water pump中国煤化工MYHCNMHG