泵与风机

火电厂锅炉给水泵优化运行

摘要

节约能源是我国社会主义建设中实现四个现代化的一项基本国策，也是我国今后长期的战略任务。火力发电厂是耗电大户，据统计，全国火力发电厂的平均厂用电率约为7%~8%，其中泵与风机的耗电量占厂用电的75%左右，所以，在火力发电厂中，大力开展泵与风机的节电，是节约厂用电的主要途径。目前，我国火力发电厂中的一些中小型机组的泵与风机，还普遍存在着效率低、设计参数与主机的需要不匹配、调节效率低等问题，尚有很大的节电潜力可挖。

关键词：锅炉给水泵，优化运行，系统，经济性关键词

目录

前言........................................................................................................–1

1、国内机组运行现状.........................................................................–1

2、水泵的节能原理.............................................................................–2

2.1节流轴功率的计算...................................................................-4

2.2变速调节轴功率的计算..........................................................–4

3、目前给水系统并联运行方式.........................................................-6

4、火电厂锅炉给水泵优化运行的数学模型.....................................-7

4.1目标函数..................................................................................-8

4.2约束条件..................................................................................–8

5、求解方法及应用...........................................................................–10

6、结论................................................................................................–11

7、谢辞................................................................................................–11

8、参考文献 (12)

前言

锅炉给水泵是火电厂的重要辅机之一，随着大型高温高压火电厂的出现，给水泵的单机功率也不断增大，成为火电厂的耗电大户．近年来，我国电网的用电结构已发生了变化，农、轻、市政及人民生活用电的比例逐年增加．另外，由于季节性农罐用电和工厂昼夜负荷差等原因，致使电网年负荷曲线和日负荷曲线的峰谷差越来越大，其值一般达到电网最高负荷的30%，有的电网甚至达到50%，这就要求这类调峰机组配套的给水泵有一个合理的运行方案，以最大限度地降低给水泵的耗电量。

国内机组运行现状

对于大容量单元制机组，有些火力发电厂每台机组配置了三台50%容量的锅炉给水泵。一般在高负荷时两台运行，一台备用。当机组负荷变化时，通过改变给水泵的运行方式以适应变负荷的要求。例如当主机机组负荷等于或小于额定负荷50%时，可能采取的运行方式有以下六种：

1)两台给水泵全速、主汽轮机定压运行；

2)单台给水泵全速、主汽轮机定压运行；

3)两台给水泵变速、主汽轮机定压运行；

4)单台给水泵变速、主汽轮机定压运行；

5)两台给水泵变速、主汽轮机滑压运行；

6)单台给水泵变速、主汽轮机滑压运行；

当主机机组负荷所需给水泵的流量超过单台给水泵所规定的最大流量时，给水泵就只能采用两台并联运行，而这时的运行方式也只可能有两台给水泵并联全速、定压，两泵并联变速、定压，两泵并联变速、滑压三种。

调峰机组经常处于低负荷运行，为提高低负荷运行时的经济性，特别是降低给水泵的功率消耗，机组常采用变压运行，变压运行机组低负荷运行时，给水流量少，压力低，采用变速给水泵可减少给水泵的功率消耗。例如，一台320MW亚临界参数机组在160~320MW负荷范围内，与定压运行相比，采用变压运行方式给水泵节省电电耗1123KW·h。某火力发电厂321MW机组配有两台50%容量的调速给水泵，另配有一台10%容量的启动泵。该机组负荷变化频繁，一般夜间在50%以下负荷运行，白天在50%以上负荷运行。因此为了提高给水泵的运行经济性，需要根据机组负荷的变化采取相应的运行方式。通过对该机组在50%负荷下给水泵的几种运行方式的经

济性比较可以看出，单台泵变速滑压运行最经济，轴功率为2947KW，而两台泵全速定压运行的轴功率为6480KW，单台泵变速滑压运行与两台泵全速定压运行相比，其节能潜力高达61.5%。这只是给出了在机组50%负荷下的经济性分析，同理，还可以计算得出其它负荷下不同运行方式的经济性，因此,可以看出变速运行得到的经济效益是相当大的，应当引起足够的重视。

2、水泵的节能原理

泵与风机的调节方式与节能的关系极为密切，过去的泵与见机普遍采用改变阀门或者挡板开席的节流方式，近年来，变速调节的经济性得到了大家的广泛认可，尤其对于大型机组和调峰机组的一些主要的泵与风机，采用经济而可靠的调节方式更是当务之急。

由泵与风机比例定律可知，对同一台水泵，在相似的运行工况下，其流量、扬程和轴功率有如下的关系：qV n=qV0n0H?n?=??H0?n0???2p sh?n?=?? p sh0?n0???3国2-1是给水泵出口节流调节和变速调节的经济性比较示意图。M 点是给水泵在额定转速下的运行工况点。当采用出口段节流调节时，管路特性曲线由Hc?qv变为H′c?q′v，后节流后运行工况点变为B，给水泵流量由qVM变主qVA。如果采用变速调节的方式达到流量为qVA时，给水泵的转速由n0变为n，变速后运行工况点变为A。下面分别对两种运行调节方式的经济性进行一下定性比较，进而对给水泵的节能原理进行简单的介绍。-3-延安职业技术学院09届毕业论文2.1节流轴功率的计算由泵与风机知识可以得知，给水泵节流后的轴功率可以用下面的式子进行计算：p sh节流＝ρgqVB H B1000ηBρ—流体的密度，kg/m3；g－重力加速度，取g=9.81m/s2；qVB－工况点B的体积流量，qVB=qVA，m3/ s；H B－工况点B的扬程，m；ηB－节流调节后工况点B的效率，％2.2变速调节轴功率的计算给水泵的性能参数是针对某一转速而言的，当实际运行转速与额定转速不同时，其运行参数也会发生变化，按照比例定律，当已知某台泵在转速n0时的性能曲线，欲求转速为n时的性能曲线时，其相似工况点的参数应满足以上式子。

若已知转速为n0时的性能曲线上的任一工况点A，则转速为时与之对应的相似工况点B可由下式确定：qVB=qVA n n0?n HB=HA??n?0????2-4-延安职业技

术学院09届毕业论文同理，可分别求得与A′、A′′……对应的相似工况点B′、B′′……,将各点用光滑的曲线连接起来，即得到转速为n时的H?qv性能曲线，如图2-2所示。所于相似工况点的效率相等，则可利用转速为n0时的效率曲线η?qv。联立式上式消去n0/n得：H A?qVA=?H B?qVB?????2将上式改写，则:HA HB H=2==const2qVA qVB qv2上式表明，当转速改变时，工况相似的一系列点其扬程与流量的平方之比为常数。上式还可改写为：H=Kq v2上式表明，当转速

改变时，工况相似的一系列点是按二次抛物线规律变化的，且抛物线的顶点位于坐标原点。我们称此抛物线为相似抛物线。由于常数K取决于H?qv曲线上某点的参