冷端优化
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Rt与tw1、Qw的关系曲线
Qw 的函数关系图
700
650
700
600
650
550
600
500
550
450
500
400
450
350
400
R3t×0010^6, m^2 K/W
350
250
300
5 10
Tw1,
1℃5
20
25
30
35
100010250105010705200002020Q5w2050, 0t2/0h70502050
20 10 40000
图 4 循 环 冷 却 水 系 统 水 阻 与 冷 却 水 量 Qw 的 关 系 图 （ di, l,n,Z, tw1,Di,L,H,i,e,α恒定）
（4）图 5 为典型机组循环冷却水泵流量-效率曲线图
90 85 80 75
η7, 0%
65 60 55 50 12500
17500
Qw，m^3/h
22500
90 85 80 75
70 η, %
65 60 55 50 27500
图 5 循环冷却水泵流量-效率曲线图（tw1 影响忽略不计）
4.冷端优化 P2R2 技术应用效果 简单说，冷端优化 P2R2 技术就是寻找热阻和水阻的平衡点，以
达到最大的供电功率，最小的供电煤耗。以300MW 机组为例，采用洁能 管®对冷端结构参数与运行参数进行优化结果如下：
冷端优化 P2R2 技术 1.概述： 冷端优化 P2R2 技术是以汽轮机的微增功率函数、凝汽 器热阻函数、循环冷却水水阻函数、循环冷却水泵效率函数、冷 端凝汽器洁能管®的 i、e、α、β3 参数为基础，以供电功率增量 为目标函数的专用于热力发电厂冷端优化节能技术（简称 P2R2 技 术），由武汉长河节能环保高科技有限公司首次提出。冷端优化 P2R2 技术把目标函数定义为汽轮机功率增量与冷端设备用电功率 增量的差值，通过求解目标函数的最大值就可以得到冷端设备的 最佳结构参数及最佳运行参数。 2.冷端优化的意义 图 1 为燃煤机组典型的能量流图
2）数学模型
（1）图 2 为典型的汽轮机功率增量曲线
△Pt，kW
5000
0
-5000
-10000
-15000
-20000
2.5
5
7.5
10
12.5
pk， kPa
图 2 汽轮机功率增量曲线
5000 0 -5000 -10000 -15000 -20000 15
（2）图 3 为典型机组凝汽器 Rt 与进水温度 tw1 和循环冷却水量
图 1 燃煤机组能量流图
由图 1 可以看出在电厂各大环节能量损失中,冷端凝汽器的损失 最大,约占 56%,关于电厂节能，有个形象的比喻：在锅炉、管道上节能好比 是在鹭鸶腿上劈肉，在汽轮机、发电机上节能好比是在蚊子肚里刮油，而在 汽轮机冷端节能就是在肥猪屁股上割肉。冷端优化节能相对于其它环节而言，
节能潜力最大，效果更为显著。 3.冷端优化 P2R2 技术原理 1)目标函数的定义 冷端优化的目标函数定义为汽轮机功率增量ΔPT 减去冷端设备用电 功率增量ΔPc，那么求解ΔN=ΔPT-ΔPc=fmax(Rt，Rh)即为冷端优化,其中Rt、 Rh 为冷端凝汽器热阻及循环冷却水系统水阻，简称冷端优化 P2R2 技术。 洁能管®用于冷端优化时，热阻函数Rt、汽轮机功率增量函数ΔPT 、水阻
函数Rh 和循泵电功率增量ΔPc 可以分别表示为： Rt=ft(Z,do,t, l,n,λ,β3,Qw,tw1,i,e,α) ΔPT = fT(Z,do,t, l,n,λ,β3,i,e,α,Dk,Qw,tw1) Rh=fh(Qw,di, l,n,Z, tw1,Di,L,H,i,e,α)
ΔPc=fc(di, l,n,Z, tw1,Di,L,H, i,e,α,Qw) 那么目标函数可以表示为：
Rt×10^6, m^2 K/W
图 3 凝汽器热阻 Rt 随冷却水量 Qw、水温 tw1 变化的曲面
（3）图 4 为典型机组循环冷却水系统水阻曲线图
80
80
70
70
60
60
50
R4h0，kPa
50
40 Rh，kPa
30
30ห้องสมุดไป่ตู้
20 10 15000
20000
25000
30000
冷却水量，t/h
35000
以售电价 0.5 元/度、机组年利用率 85%计算，机组在不改变其它 参数的前提下，仅仅通过运行参数优化，20℃工况优化后供电功率增
加 672kW，年节能效益高达 250 万元；同样在 20℃工况点，通过洁能 管®结构参数优化+运行参数优化，机组可多供 2817kW，年节能效益达 1049 万元。有关洁能管®用于冷端优化效果的详细数据请见西安热工 研究院所做《徐州华润电力有限公司#1 机凝汽器性能试验报告》和 《华能苏州热电有限公司#2 机凝汽器性能试验报告》即《凝汽器改 造性能试验报告摘要》。
ΔN= f(Z,do,t, l,n,λ,Di,L,H,i,e,α,β3,Qw,tw1,Dk) 冷端优化的任务就是在特定的边界条件下，求解ΔN 为最大值时各变量的 最佳组合。根据优化参数的不同，冷端优化可分为结构参数优化和运行参数 优化。凡涉及冷端结构参数如凝汽器冷却水流程Z、冷凝管外径do 长度l 根数 n 壁厚t 冷凝管材导热系数λ及洁能管®的i、e、α参数优化的，称为结构参 数优化。凡涉及改变冷端运行参数如凝汽器进汽量Dk、冷却水量Qw、进水温度 tw1 等的优化的，称为运行参数优化。 冷端优化 P2R2 技术的关键在于精确的数学模型。
Qw 的函数关系图
700
650
700
600
650
550
600
500
550
450
500
400
450
350
400
R3t×0010^6, m^2 K/W
350
250
300
5 10
Tw1,
1℃5
20
25
30
35
100010250105010705200002020Q5w2050, 0t2/0h70502050
20 10 40000
图 4 循 环 冷 却 水 系 统 水 阻 与 冷 却 水 量 Qw 的 关 系 图 （ di, l,n,Z, tw1,Di,L,H,i,e,α恒定）
（4）图 5 为典型机组循环冷却水泵流量-效率曲线图
90 85 80 75
η7, 0%
65 60 55 50 12500
17500
Qw，m^3/h
22500
90 85 80 75
70 η, %
65 60 55 50 27500
图 5 循环冷却水泵流量-效率曲线图（tw1 影响忽略不计）
4.冷端优化 P2R2 技术应用效果 简单说，冷端优化 P2R2 技术就是寻找热阻和水阻的平衡点，以
达到最大的供电功率，最小的供电煤耗。以300MW 机组为例，采用洁能 管®对冷端结构参数与运行参数进行优化结果如下：
冷端优化 P2R2 技术 1.概述： 冷端优化 P2R2 技术是以汽轮机的微增功率函数、凝汽 器热阻函数、循环冷却水水阻函数、循环冷却水泵效率函数、冷 端凝汽器洁能管®的 i、e、α、β3 参数为基础，以供电功率增量 为目标函数的专用于热力发电厂冷端优化节能技术（简称 P2R2 技 术），由武汉长河节能环保高科技有限公司首次提出。冷端优化 P2R2 技术把目标函数定义为汽轮机功率增量与冷端设备用电功率 增量的差值，通过求解目标函数的最大值就可以得到冷端设备的 最佳结构参数及最佳运行参数。 2.冷端优化的意义 图 1 为燃煤机组典型的能量流图
2）数学模型
（1）图 2 为典型的汽轮机功率增量曲线
△Pt，kW
5000
0
-5000
-10000
-15000
-20000
2.5
5
7.5
10
12.5
pk， kPa
图 2 汽轮机功率增量曲线
5000 0 -5000 -10000 -15000 -20000 15
（2）图 3 为典型机组凝汽器 Rt 与进水温度 tw1 和循环冷却水量
图 1 燃煤机组能量流图
由图 1 可以看出在电厂各大环节能量损失中,冷端凝汽器的损失 最大,约占 56%,关于电厂节能，有个形象的比喻：在锅炉、管道上节能好比 是在鹭鸶腿上劈肉，在汽轮机、发电机上节能好比是在蚊子肚里刮油，而在 汽轮机冷端节能就是在肥猪屁股上割肉。冷端优化节能相对于其它环节而言，
节能潜力最大，效果更为显著。 3.冷端优化 P2R2 技术原理 1)目标函数的定义 冷端优化的目标函数定义为汽轮机功率增量ΔPT 减去冷端设备用电 功率增量ΔPc，那么求解ΔN=ΔPT-ΔPc=fmax(Rt，Rh)即为冷端优化,其中Rt、 Rh 为冷端凝汽器热阻及循环冷却水系统水阻，简称冷端优化 P2R2 技术。 洁能管®用于冷端优化时，热阻函数Rt、汽轮机功率增量函数ΔPT 、水阻
函数Rh 和循泵电功率增量ΔPc 可以分别表示为： Rt=ft(Z,do,t, l,n,λ,β3,Qw,tw1,i,e,α) ΔPT = fT(Z,do,t, l,n,λ,β3,i,e,α,Dk,Qw,tw1) Rh=fh(Qw,di, l,n,Z, tw1,Di,L,H,i,e,α)
ΔPc=fc(di, l,n,Z, tw1,Di,L,H, i,e,α,Qw) 那么目标函数可以表示为：
Rt×10^6, m^2 K/W
图 3 凝汽器热阻 Rt 随冷却水量 Qw、水温 tw1 变化的曲面
（3）图 4 为典型机组循环冷却水系统水阻曲线图
80
80
70
70
60
60
50
R4h0，kPa
50
40 Rh，kPa
30
30ห้องสมุดไป่ตู้
20 10 15000
20000
25000
30000
冷却水量，t/h
35000
以售电价 0.5 元/度、机组年利用率 85%计算，机组在不改变其它 参数的前提下，仅仅通过运行参数优化，20℃工况优化后供电功率增
加 672kW，年节能效益高达 250 万元；同样在 20℃工况点，通过洁能 管®结构参数优化+运行参数优化，机组可多供 2817kW，年节能效益达 1049 万元。有关洁能管®用于冷端优化效果的详细数据请见西安热工 研究院所做《徐州华润电力有限公司#1 机凝汽器性能试验报告》和 《华能苏州热电有限公司#2 机凝汽器性能试验报告》即《凝汽器改 造性能试验报告摘要》。
ΔN= f(Z,do,t, l,n,λ,Di,L,H,i,e,α,β3,Qw,tw1,Dk) 冷端优化的任务就是在特定的边界条件下，求解ΔN 为最大值时各变量的 最佳组合。根据优化参数的不同，冷端优化可分为结构参数优化和运行参数 优化。凡涉及冷端结构参数如凝汽器冷却水流程Z、冷凝管外径do 长度l 根数 n 壁厚t 冷凝管材导热系数λ及洁能管®的i、e、α参数优化的，称为结构参 数优化。凡涉及改变冷端运行参数如凝汽器进汽量Dk、冷却水量Qw、进水温度 tw1 等的优化的，称为运行参数优化。 冷端优化 P2R2 技术的关键在于精确的数学模型。