實現(xiàn)機組最佳真空的可行性研究

1、    實現(xiàn)機組最佳真空的可行性研究    江平【摘 要】對于循環(huán)水泵實現(xiàn)高壓變頻的火力發(fā)電廠，可通過循環(huán)水泵的轉速調整，由循環(huán)水泵的耗電量變化與發(fā)電機組電功率變化判斷汽輪機凝汽器真空是否處于最佳狀態(tài)。【關鍵詞】循環(huán)水泵；高壓變頻；最佳真空一、研究背景對于燃煤火力發(fā)電廠，節(jié)能降耗不僅是順應社會發(fā)展的需要，也是企業(yè)自身發(fā)展的需要，自十一·五以來，各大火電廠相繼進行上大壓小、爐膛改造、汽輪機改造、大型風機的高壓變頻改造等節(jié)能技術改造，供電標煤耗大大下降，不僅為我國的節(jié)能減排做出了重大貢獻，許多電力企業(yè)也因此扭虧為盈。十二·五期間，電力企業(yè)

2、的節(jié)能減排任務重，但各大技術改造已經(jīng)完成，唯有從節(jié)能管理方面入手，推行對標管理，通過對目標指標實行精細化管理，挖掘節(jié)能潛力。對于閉式循環(huán)的純凝式機組的火力發(fā)電廠，循環(huán)水泵的運行方式直接影響到汽輪機真空和循環(huán)水泵耗功，而汽輪機真空是其運行經(jīng)濟性好壞的綜合體現(xiàn)，直接影響到機組運行的經(jīng)濟性和安全性。提高真空的手段是在凝汽器進汽量一定時，通常是增加冷卻水流量，提高冷卻水攜帶排汽熱量的能力，這就要求增大水泵電耗。如果循環(huán)水泵是變頻可調的。在某一工況下，提高循環(huán)水泵轉速，凝汽器真空會提高，如果汽輪機末級做功能力增加量大于循環(huán)水泵的耗電的增加量，說明真空偏低，可繼續(xù)提高循環(huán)水泵轉速，直至兩者增加量相近，此時

3、的凝汽器真空處于最佳狀態(tài)；如果提高循環(huán)水泵轉速，汽輪機末級做功能力增加量小于循環(huán)水泵的耗電的增加量，說明真空偏高，應降低循環(huán)水泵轉速，直至兩者減少量相近，此時的凝汽器真空處于最佳狀態(tài)。二、研究的必要性：對于閉式循環(huán)的純凝式機組的火力發(fā)電廠，循環(huán)水泵耗電量一直是廠用電率的重要組成部分，耗電率在1.1%左右，通過最佳真空的尋找，優(yōu)化循環(huán)水泵運行，從而降低供電標煤耗。二、實施方案方案一、通過簡單的邏輯判斷，確定真空值是否為最佳真空。利用sis系統(tǒng)，采集各相關數(shù)據(jù)集，建立最佳真空應用程序。程序按以下流程進行判斷。（1）增大真空操作（2）降低真空操作優(yōu)點：成本低，操作簡單。缺點：調門開度雖然固定，但機組

4、負荷不完全是由真空的變化引起的，可能受煤量和煤質的波動而變化，給判斷帶來一定的誤差。方案二、通過試驗的方法確定凝汽器熱力特性、微增出力與背壓的關系曲線建立循環(huán)水泵在線優(yōu)化運行系統(tǒng)。1、凝汽器變工況特性試驗由試驗可得出不同循環(huán)水溫度條件下，機組負荷不同時背壓與循環(huán)水流量的關系：式中t為循環(huán)水溫度；w為循環(huán)水流量t/h。制定凝汽器熱力特性試驗方案，向中調申請試驗：在某一個循環(huán)水溫下，機組穩(wěn)定運行在某一個負荷點，記錄當前運行參數(shù)如真空、大氣壓力、初參數(shù)、抽汽參數(shù)等；在基本不變以及初參數(shù)等運行參數(shù)不變的情況下，改變循泵的轉速，即改變循環(huán)水流量后，穩(wěn)定運行后，記錄運行參數(shù)和相關參數(shù)。計算機識別多個典型試

5、驗工況及數(shù)據(jù)，對比運行參數(shù)，最終得到背壓與循環(huán)水溫、循環(huán)水流量和循環(huán)水泵耗功的關系曲線。2、機組微增出力試驗通過機組微增出力試驗，得出機組在不同負荷下，微增出力與背壓的關系：制定微增出力試驗方案，向中調申請試驗時間。大致過程如下：機組穩(wěn)定運行在某一個負荷點，記錄當前運行參數(shù)如真空、大氣壓力、初參數(shù)、抽汽參數(shù)等；在循環(huán)水泵運行方式相同，即循環(huán)水溫、循環(huán)水出口蝶閥開度不變、循泵功率基本不變以及初參數(shù)等運行參數(shù)不變的情況下，通過汽輪機調閥開度的微小改變，實現(xiàn)微增出力，穩(wěn)定運行后，記錄運行參數(shù)。計算機識別多個典型試驗工況及數(shù)據(jù)，對比運行參數(shù)，最終得到微增出力與背壓的關系曲線。3、凝汽器變工況特性試驗由

6、試驗可得出不同循環(huán)水溫度條件下，機組負荷不同時背壓與循環(huán)水流量的關系：式中t為循環(huán)水溫度；w為循環(huán)水流量t/h。制定凝汽器熱力特性試驗方案，向中調申請試驗時間。大致過程如下：在某一個循環(huán)水溫下，機組穩(wěn)定運行在某一個負荷點，記錄當前運行參數(shù)如真空、大氣壓力、初參數(shù)、抽汽參數(shù)等；在基本不變以及初參數(shù)等運行參數(shù)不變的情況下，改變循泵的轉速，即改變循環(huán)水流量后，穩(wěn)定運行后，記錄運行參數(shù)和相關參數(shù)。計算機識別多個典型試驗工況及數(shù)據(jù)，對比運行參數(shù)，最終得到背壓與循環(huán)水溫、循環(huán)水流量和循環(huán)水泵耗功的關系曲線。4、最佳真空計算最佳運行真空是以機組功率、循環(huán)水溫度和循環(huán)水流量為變量的目標函數(shù)，在量值上為機組功率的增量與循環(huán)水泵耗功增量之差，即：在數(shù)學意義上，當目標函數(shù)f對循環(huán)水流量進行偏微分等于零時，此時循環(huán)水流量對應的背壓即為最佳值。實際應用時，則通過枚舉計算，選擇凈增功率最大時的方案為最優(yōu)。優(yōu)點：1、能實現(xiàn)實時操作，且準確性較高。2、實時操作，對高壓變頻器可靠性有一定影響。缺點：需要購買相應硬件，成本較高，前期投入較大。機組因運行時間長后，各項性能指標會發(fā)生變化，當發(fā)現(xiàn)機組性能指標發(fā)生較大變化時，需要重新做相應的熱力試驗。科學時代·上半月2013年6期科學時代·上半月的其它文章淺析改革開放以來中國農(nóng)村