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1 引言
在燃气—蒸汽聯合循环机组中,循环水泵是耗电量较大的辅机之一。同时,作为维持凝汽器压力的主要设备,其运行方式的不同会影响机组背压,进而影响机组的经济性。因此,根据机组负荷和供热量,以及外界气象条件的变化,及时调整循泵的运行方式,实现循泵优化运行,对降低电厂用电率,促进节能降耗,提高机组经济性具有重要意义。本文以某9E级燃机热电联产工程60MW汽轮发电机组循环冷却水系统整体(包括循环水泵、凝汽器与冷却塔)为研究对象,基于循泵优化数学模型,并充分考虑气象条件变化对循泵优化运行的影响,绘制了根据气象条件指导循泵优化运行的等效益曲线及相应的净收益功率曲线,由此可直接根据气象条件快捷准确地指导循泵运行优化调度。
2 某9E燃气—蒸汽联合循环循环水系统概况
1号机组和2号机组的循环水系统分别配置2台循环水泵,两台机组之间有联络阀。每台机组1号循环水泵是固定高速泵,2号循环水泵可以高低速切换运行,高速泵额定流量为1.97m3/s,低速泵额定流量为1.57m3/s。循环水泵的运行方式有四种:a.单泵低速运行,b.单泵高速运行,c.一高速一低速运行,d双高速运行。
3 循泵优化运行两种比较方法
一种是常规的建立在热力学基础上的能耗分析的方法,就是系统中的能耗模型;一种是建立在“发电厂能量价值分析”基础上的经济分析方法,就是系统中的经济模型。前者主要比较泵启停前后机组功率是否增加,以此判断是否改变运行方式,并给出计算数据。后者主要考虑到同等功率的电价和天然气价格的不等值性,比较泵启停前后机组经济性是否增加,同样给出分析数据。
3.1能耗模型目标函数
在能耗模型中,随着循环水量的增加,凝器真空升高,汽轮机增加功率输出,但同时循环水泵的耗功随之增加,低偿增发功率的收益,使汽轮机增发功率与耗电功率之差达到最大的循环水量称为最佳循环水量,相应真空为最佳真空。
循泵优化能耗模型的目标函数为:
4.2 循环水泵的功率增量的计算
循泵每种运行方式对应着不同的功耗(可以根据运行时的电压、电流计算得出),功耗增量的值即为循泵运行方式变化后的功耗减去变化前的功耗。
4.3 循泵优化运行方式的确定
能耗模型下,目标函数最大时所对应的循泵运行方式,即是最佳循泵运行方式;
在燃气—蒸汽聯合循环机组中,循环水泵是耗电量较大的辅机之一。同时,作为维持凝汽器压力的主要设备,其运行方式的不同会影响机组背压,进而影响机组的经济性。因此,根据机组负荷和供热量,以及外界气象条件的变化,及时调整循泵的运行方式,实现循泵优化运行,对降低电厂用电率,促进节能降耗,提高机组经济性具有重要意义。本文以某9E级燃机热电联产工程60MW汽轮发电机组循环冷却水系统整体(包括循环水泵、凝汽器与冷却塔)为研究对象,基于循泵优化数学模型,并充分考虑气象条件变化对循泵优化运行的影响,绘制了根据气象条件指导循泵优化运行的等效益曲线及相应的净收益功率曲线,由此可直接根据气象条件快捷准确地指导循泵运行优化调度。
2 某9E燃气—蒸汽联合循环循环水系统概况
1号机组和2号机组的循环水系统分别配置2台循环水泵,两台机组之间有联络阀。每台机组1号循环水泵是固定高速泵,2号循环水泵可以高低速切换运行,高速泵额定流量为1.97m3/s,低速泵额定流量为1.57m3/s。循环水泵的运行方式有四种:a.单泵低速运行,b.单泵高速运行,c.一高速一低速运行,d双高速运行。
3 循泵优化运行两种比较方法
一种是常规的建立在热力学基础上的能耗分析的方法,就是系统中的能耗模型;一种是建立在“发电厂能量价值分析”基础上的经济分析方法,就是系统中的经济模型。前者主要比较泵启停前后机组功率是否增加,以此判断是否改变运行方式,并给出计算数据。后者主要考虑到同等功率的电价和天然气价格的不等值性,比较泵启停前后机组经济性是否增加,同样给出分析数据。
3.1能耗模型目标函数
在能耗模型中,随着循环水量的增加,凝器真空升高,汽轮机增加功率输出,但同时循环水泵的耗功随之增加,低偿增发功率的收益,使汽轮机增发功率与耗电功率之差达到最大的循环水量称为最佳循环水量,相应真空为最佳真空。
循泵优化能耗模型的目标函数为:
4.2 循环水泵的功率增量的计算
循泵每种运行方式对应着不同的功耗(可以根据运行时的电压、电流计算得出),功耗增量的值即为循泵运行方式变化后的功耗减去变化前的功耗。
4.3 循泵优化运行方式的确定
能耗模型下,目标函数最大时所对应的循泵运行方式,即是最佳循泵运行方式;