第49卷第4期汽輪機技術Vol. 49 No.42007年8月TURBINE TECHNOLOGYAug. 2007一種確定循環(huán)水系統(tǒng)最佳溫升的計算方法楊海生',孟向明2(1河北省電力研究院,河北石家莊050021; 2華北電力設計院工程有限公司,北京100011)摘要:提供了-種通過理論計算確定循環(huán)水系統(tǒng)最佳溫升的方法。這種方法可以借助于制造廠提供的熱平衡圖等資料進行計算。對-國產(chǎn)600MW機組進行了循環(huán)水最佳溫升的計算,并對計算結果進行了分析。關鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng);溫升;最佳;計算分類號:TK212文獻標識碼:A文章編號:1001 5884(2007)04-0259-02A Method to Determinate the Optimal Temperature Rise of Circulating W ater SystemYANG Hai-sheng' ,MENG Xiang-ming2(1 Hebei Electric Power Research Institute , Hebei Shijiazhuang 050021 ,China;2 North China Power Engineering Co. Ltd. ，Beijing 100011 ,China)Abstract:This article provided a calculation method to determinate the optimal temperature rise for eirculating water sys-tems. .This method can be used with the help of Heat Balance Diagram provided by the manufacture. An example was givenfor a domestic 660MW unit, and analysis was made for the calculation results.Key words :circulating water system; temperature rise; optimal; calculation空,機組出力增加。但循環(huán)水泵的耗功也隨之增加,因此,存0前言在著某- -最佳的循環(huán)水流量及循環(huán)水溫升。汽輪機的凈功率可表示為:近年來循環(huán)水泵的優(yōu)化運行越來越引起各電廠的重(3)視。許多電廠相繼對循環(huán)水泵進行了電機的雙速改造。但其中,P.、..p分別為汽輪機功率及循環(huán)水泵耗功。在最佳循環(huán)水泵改造后的運行方式優(yōu)化仍是一一個需要解決的問題。循環(huán)水 溫升運行工況時,式(3)對循環(huán)水溫升的偏微分滿足目前,國內多數(shù)電廠“采用循環(huán)水泵微增出力的試驗方下式法,來得到哪一種運行方式更經(jīng)濟。采用這種方法時,一般P__PoOPCENET_需要試驗很多的工況,試驗的具體工況要結合變負荷變環(huán)dST。一0AT= 0AT=0(4)境溫度、變循環(huán)水泵運行方式來確定。如文獻[1]中試驗工1.1循環(huán)水溫升變化時汽輪機出力變化分析況達到18個,因此現(xiàn)場試驗方法帶有很大的局限性。在某- -運行工況下，當循環(huán)水溫升變化時，機組運行的本文根據(jù)國內外的相關研究成果,提出了一種根據(jù)熱平背壓隨之發(fā)生變化。在汽輪機進汽閥位保持不變的條件下，衡圖及相關設計資料進行優(yōu)化計算的方法。汽輪機做功能力的變化只發(fā)生在中低壓缸部分。由于進汽閥位保持不變,則高中壓缸進汽流量不變。中1循環(huán)水最佳溫 升的理論分析低壓缸做功的變化，--方面是背壓發(fā)生變化時,由于低壓缸排汽焓值發(fā)生變化而引起低壓缸排汽的做功變化;另一方對于目前火電機組中常用的熱力系統(tǒng),存在以下公式:面,由于背壓變化導致凝汽器出水溫度發(fā)生變化,進而引起(1)壓力最低的低壓加熱器抽汽量及低壓缸排汽量的變化,導致式中,Toms.T.me JT.、Tomw、0T。分別為凝汽器中蒸汽飽和溫低壓缸做功發(fā)生變化。這兩種因素中,第一種因素 是主要度、環(huán)境濕球溫度、冷卻塔端差、凝汽器端差及循環(huán)水溫升。的，而第二種因素的影響可以忽略。另外,根據(jù)凝汽器的熱平衡,存在公式:考慮第一種因素情況下,低壓缸排汽產(chǎn)生的做功能力可AT. = C,m2)表示為:P = m__....) .(5)式中,m、C,、m。分別為凝汽器中放熱、循環(huán)水比熱及循環(huán)式中中國煤化工缸排汽流量、發(fā)電機效水流量。率、THCNMHG氣始。在一定的運行工況下,循環(huán)水流量增加時,循環(huán)水溫升根諧又獻[4],低壓缸排入煙仔在以下關系:減少,并最終降低了凝汽器排汽飽和溫度,提高了機組的真h. =hip +0.87 x(1 -0.01y) xhakem .(6)收稿日期:2006-07-29作者簡介:楊海生( 1974-) ,男,工程碩士在讀,主要從事汽輪機試驗及經(jīng)濟性分析工作。260汽輪機技術第49卷式中.h.p..分別為低壓缸ELEP排汽焓排汽干度、低設計參數(shù)及前述的分析計算方法計算,可得到表2所列結壓缸排汽損失。果。對某- -工況下hon低壓缸ELEP排汽焓的計算,可采用表2循環(huán)水溫升8. 5C時的計算結果文獻[3]中給出的方法求解。具體如下:循環(huán)水溫升C8.58.458.55. ham = henpu.s + Shan(7)凝汽器飽和溫度44.744.6544.75式中,hgm,s,、Oh.分別為排汽壓力為5.08kPa時的膨脹線終凝汽器壓力kPa 9.447 9. 4239.471點焓、及運行背壓與5.08kPa背壓的膨脹線焓差。文獻[3]低壓缸排汽ELEP焓值W/kg 2398.7 2398.42398.9中對這兩者均給出了具體的計算方法。其中焓差為當前運低壓缸排汽損失W/kg 17.9817.9318.03行背壓的函數(shù)。低壓缸排汽UEEP焓值J/hkg 2413.1 2412.8 2413.4某一工況的低壓缸排汽膨脹線終點焓求出后，可以根據(jù)凝汽器飽和水焓kJ/kg 187.2187.0187.4制造廠家提供的排汽損失曲線計算出排汽損失。循環(huán)水流量Uh 65 9696635665 587通過上述分析,則式(4)中dAT-項可以表示為:循環(huán)水泵耗功kV549755305 466由表2中計算數(shù)據(jù)可以得到,循環(huán)水溫升在8.5C時,溫升每增加0.19 ,機組做功能力變化:1.2循環(huán)水溫升變化時循環(huán)水泵耗功變化分析SP. =1 054 +3.6x(2412. 8-2413.4) x0. 985在某-運行工況下，當循環(huán)水流量及循環(huán)水溫升變化= -187. 6kW時,循環(huán)水泵的耗功隨之變化。一般對于某-確定的循環(huán)水.P... =5446-5530= -64kW系統(tǒng),其單位流量的循環(huán)水耗功近似為- -常數(shù)。對于容量較SPcwNer =OP. P..p= - 123.6kW大機組,常見的循環(huán)水泵比功為0.3kW/(kg/s)o因此,確定這說明在循環(huán)水溫升8.5C時,溫升每增加0. IC ,機組循環(huán)水流量變化時的耗功,可以轉換為求解工況改變時循環(huán)凈做功能 力減少123.6kW.水流量。即:2.2 同一運行環(huán)境、不同機組負荷下的計算結果P.. = p'm.(9)運行的環(huán)境條件取表1中數(shù)值,不同負荷下的排汽流量式中.p"為循環(huán)水泵比功;m.為循環(huán)水流量。另外，根據(jù)式取制造廠熱平衡圖中數(shù)據(jù),分別計算各負荷下的最優(yōu)循環(huán)水(2) ,循環(huán)水流量可表示為:溫升。計算結果列于表3。(10)表3不同負荷下對應的最佳循環(huán)水溫升 單位:CC,AT.額定THA工況75%THA 工況50%THA 工況40% THA工況式中,h.為凝汽器排汽凝結水焓值,其它符號同前,求解的5. 154.94.75方法也- -樣。求解P。及P....對0T。的偏微分時,可以針對某-循環(huán)由表3中的數(shù)據(jù)可以得到，在環(huán)境條件- -定的情況下，水溫升,使其進行-微小變化,并計算出P.及....相應的循環(huán)水最佳溫升隨機組負荷增加而增加。在負荷較低時,最變化量,再進行兩者的比較計算出機組凈出力變化即可。佳溫升變化趨勢較平緩。2.3 同一機組負荷、不同運行環(huán)境下的計算結果2國內某 600MW機組的計算示例取負荷為額定負荷,改變運行的環(huán)境條件如環(huán)境濕球溫某國產(chǎn)600MW機組,為四缸四排汽結構。主要設計參度冷卻塔端差及凝汽器端差,并對最佳循環(huán)水溫升進行計算。數(shù)列于表1。從式(1)可以看到,上述3種環(huán)境條件對凝汽器壓力的表1機組主要設計參數(shù)影響是相同或等效的，因此在計算時可以將三者之和作為獨夏季設計濕球溫度33.3立的一項參數(shù)進行考慮,可稱作總影響溫度。改變總影響溫冷卻塔設計端差.1度后,循環(huán)水最佳溫升的計算結果列于表4。凝汽器設計端差3.5表4不同總影響溫度下的最佳循環(huán)水溫升 單位:C末級葉片長度mm905總影響溫度最佳溫升末級葉片排汽面積m7.5236.25.1521.28.87循環(huán)水泵比功kW/(kg/a)0.331.25.6816.211.95額定工況低壓缸排汽量中國煤化工額定工況中壓缸進汽壓力MPa3. 193CNMH G肯一定的情況下,循環(huán)額定工況中壓缸進汽溫度0537:DH.發(fā)電機效率%98.5水最佳溫開與總影利溫度圖變化趨勢相反。在總影響溫度較高時,最佳溫升變化趨勢較平緩。2.1某一循環(huán)水溫升 下的計算過程同理，可以計算出在75%、50% .40% THA工況下最佳取循環(huán)水溫升分別為8.5C、8.45C 8.55,根據(jù)上述(下轉第287頁)第4期管博等:基于DCT的旋轉機械振動信號無相移濾波方法研究287.基于DCT的無相移濾波的優(yōu)點是方法簡單,并且既有0.20|原始信號.濾波后信號濾波的功能,又可以壓縮數(shù)據(jù),與普通的無相移濾波相比的0.150.1缺點是不能先驗地確定信號的截止頻率,因此，在使用這個0.05 t方法時，可以改變壓縮率,然后進行頻譜分析,根據(jù)需要,使壓縮后的再解壓數(shù)據(jù)對信號分析影響最小。改變壓縮率,可喜-0.05以間接確定無相移濾波的截止頻率,壓縮率大,無相移濾波-0.10的截止頻率就低,壓縮率小，無相移濾波的截止頻率就高。-0.15本文的方法適合振動信號數(shù)據(jù)既需要無相移濾波,又需:-0.20要壓縮的場合。-0.25采樣時間3總結圖4基于DCT濾波器的效果把離散余弦變換( Discrete cosine transfom, DCT)無相移對數(shù)據(jù)分析沒有影響。濾波方法引入了旋轉機械振動信號處理領城。通過對旋轉0.20原始信號幅值譜機械油膜渦動振動信號的試驗研究表明，基于DCT的無相移濾波方法不但能把振動數(shù)據(jù)進行無相移濾波處理,而且可量0.10-以壓縮數(shù)據(jù)。該研究成果能廣泛地用于旋轉機械振動信號0.05濾波、壓縮領域。頻率(倍頓)6x議~ 8x參考文獻[1] 郭瑜,秦樹人.無轉速計旋轉機械升降速振動信號零相位階' 濾波后信號幅值譜比跟蹤濾波[].機械工程學報,2004 ,40(3) :50 -54.[2] 胡勁松,鮑吉龍,楊世鑭.旋轉機械振動信號無相移濾波技術輔學0.10-研究[J].汽輪機技術,005.47(5) :360 -361. .[3] Jain,A. K. Fundamentals of Digital Image Proessing[ M]. Engle-wood Cliffs ,NJ: Prentice - Hall , 1989.05儀紋x4xsx或式8x頻率(倍頻)[4] Pennebaker, w. B. , and J. L. Michell. JPEG Sill Image DataCompression Standard[M]. New York , NY: Van Nostrand Rein-圖5兩個信號幅值譜比較hold, 1993. Chapter4.(上接第260頁)總影響溫度圖示◆36.2- 0-31.2-26.2 -21.2.士16.2循環(huán)水溫升隨總影響溫度的變化數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)整理后可以表p11示為圖1。10從圖1可以看到,在總影響溫度較高時(一般對應為夏明:季運行工況) ,循環(huán)水最佳溫升隨負荷變化不大,且數(shù)值均較小,這意味著需要較大的循環(huán)水流量。運行時,可以根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)計算出總影響溫度,再根據(jù)運行負荷從圖中查取最佳的循環(huán)水溫升,通過調整循環(huán)水流30%j%70%90% .110%量滿足最佳溫升即可。圖1循環(huán)水最佳溫升曲線計環(huán)境條件下最佳的循環(huán)水溫升,從而確定循環(huán)水系統(tǒng)的設3結論計流量。(1)通過理論分析,得到了循環(huán)水溫升變化時機組出力及循環(huán)水泵耗功的計算方法。這種方法可以直接計算循環(huán)[1] 周利慶，等.循環(huán)水泵運行方式優(yōu)化方法及其在華能南通電廠水溫升有微小變化時機組凈出力的變化,從而確定機組運行中的應用[J].電站輔機,200.3(1):33 -37.中最佳循環(huán)水溫升。(2). 通過國內某600MW機組的計算示例,得到了最佳循[2]中國煤化工Steamn Turbine Performance環(huán)水溫升隨機組負荷及環(huán)境總影響溫度的變化曲線。證明[3]CTHCN M H Ganon C.N，r1974. A這種方法是可行的,計算結果對指導現(xiàn)場運行操作具有實際Method tor Predicting The Peromance of Steamn Turbine Generators意義16500kW and Larger[ R]. based on ASME Paper No.62 - WA-(3)這種計算方法也可用于設計過程,用來幫助確定設209.