汽轮机凝汽器运行过程中循环水系统的优化问题探析

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科技视界0引言
循环水系统可分为开式循环水系统和闭式循环水系统,又可分为母管制循环水系统和单元制循环水系统。

对于靠近江河湖海的电厂,一般采用开式循环水系统,即不设冷却塔;对于用水紧张的地区,一般采用闭式循环水系统,循环水经冷却塔冷却后循环使用。

母管制循环水系统是几台循环水泵并列运行,通过一根供水母管集中向各台机组凝汽器供水;对于单元制循环水系统,各台机组循环水量的调节互不影响,可以单独进行调节。

随着单机容量的增大,供水系统的进排水管的断面尺寸也相应增大,采用母管制供水系统已不完全适应,所以单机容量为200MW 及以上的电站宜采用单元制供水系统。

本文所讨论的循环水系统的优化模型仅限于单元制循环水系统。

这种系统中,每台机组宜装设2×50%容量的循环水泵,对于单元制的循环水系统,循环水量的调节大多采用台数调节,即采用调整并联运行的水泵的台数来适应系统对水量需求的变化,一般不采用阀门调节,因为阀门调节有节流因素,降低了系统运行的经济性。

1传统循环水系统的优化
1.1能耗量观点
由凝汽器的变工况特性曲线可知,在其他热力参数不变的条件
下,循环水流量增加,凝汽器压力下降,汽轮机功率增加,热耗减少;但另一方面,增加循环水流量,循环泵耗功增加,厂用电增加。

这就存在循环水的优化调度问题。

即只有当由于背压降低所增加的汽轮机电功率ΔN t 与循环水泵多消耗的功率ΔN p 间差ΔN 值最大时的循环水量才是最佳循环水量。

1.2运行费用的观点
有研究表明能耗量的观点虽然已经被电厂广泛应用,但这种方法有时并不能反映运行费用的全部。

例如,该方法只考虑到循环水泵所消耗的电功率,而未考虑到循环水消耗量本身所引起的费用。

实际上,随着对环境及水资源保护意识的增强,循环水本身的价格已不容忽视。

以东北某热电厂为例,该厂采用开式循环水系统,循环水取自松花江水资源管理部门收取该厂的水费为每吨2分钱,而排放入松花江的每吨水,环保部门又收取热污染费1分钱,这样该厂每消耗1吨循环水就要消耗3分钱的费用。

单对于一台200MW 汽轮机,每年为此消耗515万元左右。

如此大的费用在能耗量观点中却未能给予充分的重视。

1.3传统的循环水系统优化模型的不足
前面介绍的两种循环水系统优化模型,仅仅只是针对凝汽器建立的模型,仅仅考虑了循环水量变化对循环水温升和端差的影响,而没有考虑循环水量变化对凝汽器入口水温的影响。

对于闭式循环水系统,由于在某一范围内减少循环水量,冷却塔的冷却能力保持不变,所以出塔水温(即循环水入口水温)就可以降低。

这是因为在循环水量减少的条件下,为了保持原热负荷,只有增加水的温差。

但如果进一步减少循环水量,出塔水温就不会继续下降,因为淋水填料内水量过少,引起部分淋水填料内缺水,造成空气短路,使进塔空气量相对增加,空气未饱和就排出塔外。

冷却塔效率下降,保持不了原来热平衡,使热水的散热量降低。

因此在进行闭式循环水系统的优化时,要把凝汽器和冷
却塔作为一个整体进行考虑,充分考虑循环水量的变化对凝汽器入口水温、冷却水温升、端差的影响。

2新的闭式循环水系统优化
对于闭式循环水系统,当进入凝汽器中的循环水量在一定范围内减少时,凝汽器入口水温会降低,循环水的温升会升高,而端差可能升高也可能降低。

那么凝汽器的压力将发生改变,而凝汽器的压力如何变化、变化多少,是循环水系统优化运行的关键。

2.1化后循环水温升的确定循环水温升主要受汽轮机广义排汽量和循环水量的影响,循环水量变化后循环水温升的预测值:
Δt yc =(525~560)D t /D wyc 2.2循环水量变化后凝汽器入口水温的确定
根据冷却塔变工况计算模型中可得到凝汽器入口水温的预测值:Δt yc =(525~560)D c /D wyc
2.3循环水量变化后,凝汽器入口温度的测定
将循环水量变化后的值带入冷却塔变工况计算模型中,就可得到凝汽器入口水温的预测值。

2.4循环水量变化后,凝汽器端差的确定
凝汽器端差的计算公式为:
δt =Δt /e
A K /4187D -1()
凝汽器端差主要是冷却水温升、传热面积、传热系数、冷却水量的函数。

其中冷却水温升Δt 主要受广义排汽量和冷却水量的影响,忽略凝汽器铜管结垢和热井水位高淹没铜管的情况,可以认为传热面积是定值。

由上式可知,循环水量不仅对凝汽器端差有直接影响,而且还通过影响循环水温升、传热系数间接影响端差。

2.5循环水量变化后,凝汽器压力的确定
循环水量变化后,凝汽器饱和温度的预测值为:t kyc =t wlyc +Δt yc +δt yc
蒸汽压力的预测值为:
P cyc =9.81×[(t syc +100)/57.66]
7.46
2.6循环水量变化后,气轮机微增出力ΔN t 的计算
有研究表明,机组在不同负荷下,微增出力与背压的关系为:ΔN t
=f (N ,P cyc ),其中N 为机组负荷,KW。

2.7循环水量变化后,循环水泵耗功增量ΔN p 的计算
由于单元制循环水系统大多采用台数调节,这样就可根据循环水系统的试验,得出增加或减少一台泵循环水泵耗功的变化量ΔN p 。

2.8最佳循环水运行方式的确定
对于带有单元制循环水系统的机组,首先分别计算出由开一台泵变为开两台泵或由开两台泵变为开一台泵时的代价和收益,如果代价大于收益,则维持循环水量不变,如果收益大于代价,则改变循环水量,当机组由开一台泵变为开两台泵时,所付出的代价是泵的耗功增加,所得到的收益是机组的内功率增加。

所以只要ΔN t >ΔN p ,就应该改变循环水量;当机组由开两台泵变为开一台泵时,所付出的代价是汽轮机内功率的减少,所得到的收益是泵耗功的减少,所以只要ΔN t >ΔN p ,(此时ΔN t >0,ΔN p <0),就应该改变循环水量。

(下转第91页)
汽轮机凝汽器运行过程中循环水系统的
优化问题探析
田建军
(宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司,宁夏青铜峡751607)
【摘要】火电厂的循环水系统是一个庞大的动力系统,其供水量一般是汽轮机排汽量的50-70倍,同时它消耗的电能约占总发电量的1%-1.5%,因此研究与改善循环水系统的运行方式,对于节约厂用电、提高电厂运行经济性具有重要意义。

长期以来,循环水系统的优化运行一直是电厂运行人员十分关注的问题,由于种种原因,目前电厂循环水系统还处于粗调或不调状况,未能实现经济运行。

【关键词】循环水系统;经济效益;节能减排;运行费用;运行优化;循环水量
作者简介:田建军(1984—),男,汉族,宁夏中卫人,2007年毕业于中南大学热能与动力工程专业,获工学学士,助理工程师,现主要从事火电厂集控运行。

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界
(上接第58页)重要。

由于上述两项技术的应用,使整套系统结构简单,控制部件只有一个,能很容易地实现机组全自动化控制,并能迅速恢复机械凋速。

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[责任编辑:曹明明]
(上接第60页)3结束语
3.1在该模型中,没有考虑循环水补水对凝汽器入口水温的影响,在补水量很大的情况下,应该把凝汽器、冷却塔、循环水补水系统作为一个整体进行考虑,从整体上进行循环水量及其补水量的优化分析。

3.2为了简化该模型,本文循环水量取的是设计值,实际上应该根据循环水系统的管路阻力特性和泵的性能曲线,确定循环水泵的工作点进而确定循环水量。

3.3为了简化该模型,汽轮机微增出力是根据试验曲线得到的,下一步需要做的工作是进行回热系统的详细热力计算,研究背压变化与汽轮机微增出力的关系。

3.4使该模型向通用化方向发展,该模型不仅适用于单元制循环水系统,且还适用于母管制循环水系统,不仅适用于开式循环水系统,而且还适用于闭式循环水系统,不仅适用于凝汽式电厂,而且也适用于热电厂
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[责任编辑:王静]
(上接第57页)度,并调整曝光时间和焦距,以获得最佳的成像质量
增加环境亮度可提高成像亮度,减小光圈可进一步提高成像亮度,通过调整曝光时间和焦距,可依获得最佳的成像质量,即:适宜的亮度,清晰的图像。

同时,小光圈可获得较大的景深,对于运动分析来说,
大景深有利于对复杂目标上的各点取得较好的清晰度。

值得注意的是:目标点的亮度并不是越高越好,适宜的目标点是其边缘清晰,内部灰度均匀,周围无明显噪点,整体不出现曝光过度。

3.3保持摄影光轴与目标运动平面垂直
摄影光轴与目标运动平面部垂直,将导致目标在运动平面内的相同距离在成像平面内的投影距离不一致
,从而产生测量误差,且此误差大小和方向随目标所处的位置不同而不同。

因此,不可为了调节拍摄范围的需要而使摄影光轴倾斜。

3.4尽可能远的拍摄距离
如前所述,拍摄距离过近,其球面效应越明显,测量误差越大,因
此,在保证拍摄范围的条件下,应尽可能将拍摄距离调远。

4结语
数字式高速摄影机因其在运动分析上的显著优势而得到广泛应用,但由于其测量方法的特殊性,使得其在许多方面会产生测量误差,因此,根据测量误差产生的原因对测量过程中进行控制,可依有效减小测量误差。

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[责任编辑:周娜]
为此,大众传播媒介要增强责任意识,利用自身的传播优势,制作、推出内涵丰富,情趣高雅的媒介作品,向广大学生普及、弘扬中华优秀文化,通过对媒介现象或媒介作品的分析,帮助大学生提高对媒介信息的分析、理解、质疑和参与运用能力。

媒介机构还可以深入高校,举办讲座,发放知识宣传册,定期向大学生开放,适当接受大学生制作的媒介作品,让他们在参与中了解、体验媒介信息的制作过程,提高信息鉴别能力。

同时,注意把握好社会与媒介的关系,自觉加强对媒介信息的监管力度,构建良好的媒介生态环境,不断提升媒介的公信力和影响力。

2.3引导和培养大学生自我教育的意识和能力
大学生的主体参与意识是成功实施媒介素养教育的保证,因此,大学生要加强自我修养和自我教育,把外在的影响内化为自身的品质,把科学地接触和运用媒介变为自觉的行动。

大学生媒介素养自我教育可以通过媒介知识的自我学习、媒介能力的自我培养和媒介品质的自我修养等方面来完成。

大学生要正确利用网络、广播、报纸和电视等媒介资源,根据自身的爱好和需要来设计教育内容和教育步骤,制定学习计划,系统、合理地规划媒介的接触时间、接触内容、接触频率及对各种媒介的使用比例等,选择性地吸收文化给养。

可以积极参加丰富多彩、健康有益的校级活动和富有专业特色的院系级活动,在实践中丰富媒介素养教育的内容,获得更为深切
的学习体会,从而在理论和实践上提高自身的媒介素养水平。

高校学生是新媒体应用的主要群体,实现大学生媒介知识
、能力和素养的协调发展,是培养信息时代合格人才的重要举措。

高校必须加强和完善大学生媒介素养教育体系,提高媒介素养教育水平,不断提升大学生的媒介素养,促进大学生的健康成长。

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[责任编辑:周娜]
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