不同判定準(zhǔn)則確定循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的分析石書雨,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(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的判定準(zhǔn)則分為 3種:傳統(tǒng)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(jì)算機(jī)語(yǔ)言,對(duì)每一種方法分別建立各自的程序和優(yōu)化調(diào)度方案。結(jié)合某電廠1、2號(hào)機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)對(duì)4種循環(huán)水泵優(yōu)化調(diào)度方案的結(jié)果比較,確定了最優(yōu)判定準(zhǔn)則。[關(guān)鍵詞]循環(huán)水系統(tǒng);循環(huán)水泵;綜合成本煤耗率;優(yōu)化調(diào)度方 案;判定準(zhǔn)則[中圖分類號(hào)] TK267[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] I[文章編號(hào)] 1002 - 3364(2008)09 -0015 - 04增加循環(huán)水流量會(huì)使汽輪機(jī)的真空提高,從而使1循環(huán)水 系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行幾種判定準(zhǔn)則汽輪發(fā)電機(jī)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(tǒng)供水流量很1.1 確定最佳循環(huán)水量[的傳統(tǒng)分析法大,一般是汽輪機(jī)排汽流量的40~70倍，循泵消耗的對(duì)于既定機(jī)組,在機(jī)組負(fù)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(jī)電功電量。在循環(huán)水系統(tǒng)外部條件(循環(huán)水溫、水位及機(jī)組率的微增值△P.與循泵的耗電量增加值OPp之間的負(fù)荷等)及內(nèi)部條件(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、布置形式及設(shè)備性能差值達(dá)到最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的循環(huán)水流量即為最佳循環(huán)水等)一定的條件下,其運(yùn)行方式(循泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和循環(huán)流量。這時(shí),汽輪機(jī)的最大凈增功率為:供水流量分配)不同,對(duì)整個(gè)電廠凈輸出電能有一定影OPmx= OP.- OP。(1)響。如果循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化運(yùn)行，則能使電廠凈.電能輸出最大,從而提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)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(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的判定準(zhǔn)則,目前主要在考慮冷卻水的價(jià)格后,當(dāng)冷卻水流量發(fā)生變化基分為3種，傳統(tǒng)分析法、考慮冷卻水價(jià)格的最大收益法時(shí),汽輪機(jī)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(tǒng)優(yōu)化式中:OP為汽輪機(jī)輸出功率P,與循泵功率P,間的運(yùn)行判定準(zhǔn)則,能更全面有效地確定循泵優(yōu)化調(diào)度運(yùn)差值,即OP=P.- P,,kW;a為系數(shù),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(bǔ)水率;D。作者簡(jiǎn)介:石書雨(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(guó)煤化工系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)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(tǒng)數(shù)學(xué)模型的約束條件為冷卻水價(jià)格,元/t;t為運(yùn)行時(shí)間,h.在機(jī)組負(fù)荷和冷卻水溫一定的條件下,為了獲得2.1汽輪機(jī)特性既定機(jī)組最大的凈收益,需要合理選擇冷卻水流量汽輪機(jī)特性為當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)不發(fā)D. ,其應(yīng)滿足:生變化時(shí),在某- -主蒸汽參數(shù)及其流量下,汽輪機(jī)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(jī)組循根據(jù)制造廠提供的汽輪機(jī)低排壓力對(duì)出力的修正環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的依據(jù)。曲線,通過(guò)曲線擬合得到。1.3綜合 成本煤耗率及其計(jì)算2.2 凝汽器特性根據(jù)發(fā)電廠“能量?jī)r(jià)值分析”原理,評(píng)價(jià)機(jī)組循環(huán)凝汽器特性為在-定的設(shè)備配置和連接方式下，水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的指標(biāo)為綜合成本煤耗率。對(duì)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(jī)組,在機(jī)組負(fù)荷和冷卻水溫--定的條件下,改變循環(huán)機(jī)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)和廠凝汽器壓力可由對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度t,來(lái)確定:用電率(即廠用電成本)組成,計(jì)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(biāo)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(jié)合熱平衡方程:Q= D.●(h.-hn)= D..cp. Ot所消耗的燃料和廠用電的綜合發(fā)電成本,統(tǒng)一按標(biāo)煤得:單價(jià)折算的標(biāo)煤消耗量。綜合成本煤耗率是考慮了煤和電不同能量?jī)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、廠用電率、電價(jià)和標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)4個(gè)指標(biāo)按照式中:Q是凝汽器熱負(fù)荷,kW;h、h,分別為汽輪機(jī)排各自的能價(jià)有機(jī)地聯(lián)系在一一起,成為發(fā)電廠循環(huán)水系汽比焓和凝結(jié)水比焓, Oh= h.-h, ,kJ/kg;c, 是冷卻統(tǒng)節(jié)能分析的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。水比定壓熱容,kJ/<(kg. K);k為凝汽器平均傳熱系基數(shù),W/(m2●C);A為凝汽器冷卻面積,m.礎(chǔ)1.4改進(jìn)型綜合成本煤耗率及其計(jì)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(bǔ)充消耗的費(fèi)用?；诖?本文提出了改進(jìn)循泵特性為在--定的系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成及系統(tǒng)組織方熱型綜合成本煤耗率 bg,即在式(3)基礎(chǔ)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(yùn)行發(fā)補(bǔ)充消耗的費(fèi)用所折算的煤耗率,計(jì)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(guó)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(biāo)基礎(chǔ)上多了.MHCNM HG泵總效率。一個(gè)水價(jià)指標(biāo)，可更為全面地判定最佳循環(huán)水流量。3計(jì)算實(shí)例2. 1%。當(dāng)前上網(wǎng)電價(jià)取為0. 21元/(kW. h),標(biāo)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1,2號(hào)機(jī)組每臺(tái)配置2臺(tái)循泵,每臺(tái)循利用VB語(yǔ)言將每種優(yōu)化運(yùn)行方式編制成計(jì)算機(jī)泵的功率為475 kW,其出口母管與另一臺(tái)機(jī)組循泵出程序,結(jié)合電廠實(shí)際情況,得出4種循泵優(yōu)化調(diào)度方案口母管通過(guò)中間聯(lián)絡(luò)門連接。當(dāng)中間聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉時(shí)，分別列于表1和表2當(dāng)中。對(duì)于單元制系統(tǒng)采用“A"為單元制系統(tǒng),即1機(jī)1泵和1機(jī)2泵運(yùn)行方式;當(dāng)聯(lián)或“B”運(yùn)行方式,對(duì)于擴(kuò)大單元制系統(tǒng)采用“C"、“D”或絡(luò)門打開(kāi)時(shí),為擴(kuò)大單元制系統(tǒng),即2機(jī)2泵、2機(jī)3“E”運(yùn)行方式。其中A表示1機(jī)1泵,B表示1機(jī)2泵和2機(jī)4泵運(yùn)行方式。機(jī)組平均負(fù)荷為45 MW,凝泵,C表示2機(jī)2泵,D表示2機(jī)3泵,E表示2機(jī)4汽器的冷卻面積是3 500 m’，循環(huán)水的補(bǔ)水率為泵。表1循泵優(yōu)化調(diào)度方式傳統(tǒng)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(diào)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(jié)論指標(biāo)按照各自的能價(jià)有機(jī)地聯(lián)系在一起,對(duì)于電廠實(shí)備δ際應(yīng)用中國(guó)煤化工。(1)根據(jù)煤、電和水資源3種不同能價(jià)的改進(jìn)型綜某電廠:f.H方案分別應(yīng)用于δ弓合成本煤耗率作為循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的判定準(zhǔn)則，,C NMHG2看出,本文所提將發(fā)電煤耗率、廠用電率、電價(jià)、標(biāo)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(jié)果要優(yōu)于其I7它3種方式,它可以在最大限度內(nèi)使用“1機(jī)1泵"和[參考文獻(xiàn)]“2機(jī)3泵”這兩種運(yùn)行方式,從而正確指導(dǎo)電廠的經(jīng).[1] 陳國(guó)年.發(fā)電廠拎端系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行方式的研究[J].汽輪濟(jì)運(yùn)行。機(jī)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(jié)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(diào)度方式所對(duì)應(yīng)的單元制[3]張善達(dá).帶尾水電站母管制循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的研究和擴(kuò)大單元制系統(tǒng)各自增開(kāi)循泵的循環(huán)水臨界點(diǎn)溫度[J].汽輪機(jī)技術(shù),2004,46(3) :220 - 225.(循泵從一種運(yùn)行方式切換到另一種運(yùn)行方式所對(duì)應(yīng)[4] 周蘭欣,張學(xué)鐳,陳素敏,等.凝汽器壓力應(yīng)達(dá)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(jī)技術(shù).200644(3):149 - 151.h) ,標(biāo)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(tǒng)工作泵性能淺析[J].化工給排情況下獲得的數(shù)據(jù),而當(dāng)標(biāo)煤價(jià)格、上網(wǎng)電價(jià)和水價(jià)發(fā)水設(shè)計(jì),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(shì)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(guó)煤化工i fiey in oertio簣TYHCNMHG八8