火电厂闭式循环水系统变工况运行优化

第33卷第9期动力工程学报Vol, 33 No. 92013年9月Journal of Chinese Society of Power EngineeringSep. 2013文章编号:1674- 7607(2013)09-0711-06中图分类号:TK2文献标志码:A .学科分类号:470.30火电厂闭式循环水系统变工况运行优化郑姗'2， 张瑞山3，刘明”，种道彤”， 严俊杰”(1.广东省电力设计研究院，广州510663; 2. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安710049; 3. 甘肃电力科学研究院，兰州730050)摘要: 以某600 MW机组闭式循环水系统为例,提出了以汽轮机负荷、环境温度和环境相对湿度为条件的优化运行方式,将冷却塔、凝汽器和汽轮机变工况进行耦合,得到了闭式循环水系统冷却塔的进塔水温和出塔水温(即凝汽器循环水的出口温度和入口温度)随机组负荷、环境温度和环境相对湿度的变化规律.结果表明:在一定的环境条件和负荷下,进塔水温随循环水体积流量的增大而降低,而出塔水温随循环水体积流量的增大而升高;进塔水温和出塔水温均随着环境温度、环境相对湿度和机组负荷的升高而升高.关键词:闭式循环水系统;变工况;循环水温度;优化运行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修订 日期:2013.03-01基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(2009CB219803);因家自然科学基金中国煤 化工国家科技支撑计划资助项目(2011BAA04B03)CN M H .....作者简介:郑姗(1988 - ),女,湖北天门人，硕士研究生.研究方向为:电厂经济性诊朗与r收心心./:w 02115646; .E- mail: zhengshan@ gedi. com. cn.动力工程学报第33卷汽器压力,从而增加汽轮机的输出功率,但同时循环6 00C φ=0.8水泵的耗功也增加，当增加的输出功率ON。与循环s 000水泵多消耗的功率ONp的差值oN为最大，即机组的输出净功率最大时，对应最佳循环水体积流3000量[20].循环水系统的优化就是确定在不同机组负荷(或新蒸汽质量流量)和环境条件下的最佳循环水体ON。积流量.在实际工程中,循环水体积流量没有实现连1 000续性调节,因此只能通过改变循环水泵的运行台数300 350 400 450 500 550 600来改变循环水体积流量,此时循环水系统的优化就NfMW是确定不同工况下循环水泵的最佳运行台数，根据输出净功率(ON。- ON,)是否大于0来判断.根据图6不同环境温度下 4台循环水泵与3台循环水泵运行的输出净功率前文提出的闭式循环水系统变工况耦合计算方法,获Fig. 6 Difference of output power between operation of 4 and 3得闭式循环水系统运行优化方法,其原理图见图5.pumps at dfferent ambient temperatures改变循环水泵运行方式循环水体积流量6000..-----冷却塔出塔水温θ=20'Ch ;{排汽多数hq环境参数冷却塔吃轮机←新蒸汽4 000凝汽器循环水出口温度避汽器真空-3 00(冷却塔进塔水温)2 000-/循环水,AN,汽轮机L泵耗功L输出功事输出净功>率最大300 350 400450 500 550 600最佳循环图7不同环境相对湿度下 4台循环水泵与3台循环水泵运行的水泵运行、方式,Fig.7 Difference of output power between operation of 4 and 3图5闭式循环水系统运行优化原理图pumps at different relative humiditiesFig. 5 Schematic diagram for operation optimization of theclosed circulaing water system6 00000/Cφ=0.8所研究的电厂2台600 MW机组共用4台同等5000容量的循环水泵,每台循环水泵功率为2 700 kW,4000- +由于没有实现变频调节,故仅有2机组运行2台循环水泵、3台循环水泵和4台循环水泵3种情况.根据机组的设计数据和上述耦合计算方法,计算得出不同机组负荷和环境条件下运行不同台数循环水泵1 00-时的机组输出净功率(图6~图9).由图6~图9得300350400450500550 600到不同环境温度、环境相对湿度和机组负荷下循环水泵的切换界限图(图10).图8不同环境温度下 3台循环水泵与2台循环水泵运行的由图10可知,该电厂在实际运行过程中,通过环境温度、环境相对湿度和机组负荷来确定循环水Fig.8 Difference of output power between operation of 3 and 2泵的最优运行方式.这种优化运行方式的确定方法pumps at different ambient temperatures与开式循环水系统有着明显的区别,不再是利用凝互耦合,利用环境温度、环境相对湿度和机组负荷3汽器循环水人口温度来确定循环水系统的优化运行个客观值来中国煤化工行方式,因此方式,而是通过冷却塔、凝汽器和汽轮机变工况的相这种方法更fYHCNMHG第9期郑姗.等:火电厂闭式循环水系统变工况运行优化●7156000nosis model for on-line monitoring cooling end ofs 000θ=20thermal power plant and study on application thereof[J]. 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