汽轮机循环水系统运行方式优化研究

汽轮机循环水系统运行方式的优化研究摘要：本文分析了影响汽轮机凝汽器真空的因素，指出了改进的方法，使凝汽器产生最佳真空，各种因素都去考虑，从而得到一种优化汽轮机水系统最好的方法，优化更加精准。本文总结了一些适合汽轮机循环水系统的优化方式，发表了一些自己的看法。

关键字：汽轮机离散优化方式可调节叶片循环水泵优化研究中图分类号：tk26文献标识码： a 文章编号：

引言

目前，我国坚持走可持续发展道路，国家电力行业注重的更多的是电厂的节能减排问题，汽轮机的辅助设备有很多，但是汽轮机循环水系统有着不可忽视的作用，在电厂的安全运行方面很重要，汽轮机循环水系统的耗电量是电厂总发电量的1.5 %左右，因此，优化水系统运行方式，可以促进电厂节约用电，使经济比较好的增长。在我国，很多电厂机组在调节机组循环水量方面做的不太好，仅仅是靠改变电厂循环水泵的组合，使循环水系统正常运行。看到了这种情况，我们想出了一种离散优化的方式，使水循环系统较以前有所优化。

本文利用离散优化的方式，通过计算循泵的耗功、流量，以及凝汽器总传热的系数，确定最经济安全可行的循泵泵组运行方式。

一、离散优化原理在循环水系统的应用

我们确定了循环水进出口气温，和汽轮机的排气流量，在这种情况下，随着汽轮机循环水流量的增大，凝汽器真空会逐渐在升高，

同样，汽轮机循环水泵的轴功率耗能增加，汽轮机的功率也增加，汽轮机除去循环水泵多耗功率以后的净功率即增加的输出功率最大时，此时的凝汽器能达到最佳真空，而循环水流量也是相对而言最好的。可以看出，汽轮机有一个相对特定值的最佳循环水流量，但目前国内大部分发电厂采用的是确定速度不能调节水循环系统流量的循泵，，我们只能通过改变汽轮机循泵泵组的运行方式使循环水流量实现阶跃变化。

因此，循环水系统的离散优化原理就是在汽轮机产生的循环水量达到最佳时，通过计算和数据显示，产生最佳的循环水流量，循环水温以及机组产生的负荷，给出一个坐标平面。等效益点的意思就是相邻的离散循环水流量产生的点，它和净增功率相等，从而划分出切换泵组流量的区间。

二、离散优化计算

汽轮机循环水系统各个设备运作正常，设备之间数值构成正常时，汽轮机的循环水流量和汽轮机循环水泵会产生关系：其中，p是循环水泵所耗的功率，d是进入汽轮机凝汽器的循环水流量

汽轮机循泵泵组的运行方式有单泵、双泵并联及三泵联行。我们同样对排气温度和排气压力之间的关系予以了测算。汽轮机排气压力对机组产生的影响，在汽轮机进气流量和进气指数不变的情况下，以及循泵不同的运行方式的条件下，凝汽器通过的循环水流量不同时汽轮机的排气压力也会改变，从而影响到机组的出力，通过

查阅文献，我们得出了汽轮机排气压力和功率变化的关系图，循环水系统的优化运行要满足这两个条件：1、系统内外部条件都确定时，发电的煤消耗量不变，而做到供电的煤耗率的值最小。2：汽轮机的热量消耗率不变，机组的循环水系统的耗电量和机组的发电量的差值尽量降到最小，也就是工厂的用电要控制在最小。

我们通过计算得知，汽轮机机组运行三泵并联比双泵并联发的电功率多，但是也会消耗更多的循泵功率，此时两泵并联在经济上更加有利，电厂也会在净增功率方面有较大收益。同理，单泵运行比双泵运行节省的功率更多，但是发电功率也会相应的减少，所以此时双泵并联运行将带来更多的经济收益。

三、优化运行整体分析

1、汽轮机特性：在汽轮机蒸汽和流量指数一定的条件下汽轮机的循环水系统来气压力和输出功率间的关系；

2、凝汽器特性：在汽轮机设备组成和连接方式条件一定的情况下，凝汽器产生的压力与循环水的流量温度和汽轮机排气量间的关系：

3、循环水泵特性：离心泵可用二次函数表示满足精度，轴流泵和混合泵用三次函数和四次函数表示。在多泵并联时，多台汽轮机循环水系统功率相加得到。4：循环水系统阻力特征：由凝汽器的水力计算可以得到，也可通过计算曲线，；5、其他特性：流量平衡要使凝汽器各管道中水的流量与循环水泵的总流量相同；能量平衡是并联的循环水泵产生克服循环系统水的总阻力；最小流量满足其他用水；保证凝汽器顶端的液体不汽化；从而保证循环水泵的稳定运行。

叶片固定，转速一定的循环水泵，最佳的运行条件和循环水泵的机组负荷及进口水位等因素有很大的关系。情况不同时也会产生不同的运行方式，机组负荷在300mw循环水温确定是不高于24摄氏度时要采取一机两泵的方式，机组循环水泵的温度大于16摄氏度而小于24摄氏度时要采用一机一泵，两机三泵也可。而机组水温高于24摄氏度时，一泵采取一机一泵。机组一般采取的是一机一泵。负荷基本都在150mw，而水温高于27摄氏度的情况时则例外。

上述机组运行方式，循环水系统的运行不能进行调整，因为机组循环水泵的叶片是固定的，为了使循环水泵运行效率更高，流量更合理，叶片角度应该在一定范围内随着外界环境的调整而变化，根据数据和调查显示，机组循环水泵采用可调叶片效果可能会更好，这种系统多采用一机一泵的运行方式，冬季采用一机一泵的电厂比较多，而在夏季反之是一机两泵，春秋季节应该使用配套的电动循环水泵，增加容量，凝汽器的叶片可调系统运行比较好，角度不同的叶片一起运行也会产生不同的结果。

结论

综上分析计算表明，循环水系统离散优化效果比较明显，效益比较明显，普遍适用于汽轮机循环水系统。影响汽轮机凝汽器内部真空变化的原因很多，但对电厂来说只能去调节凝汽器循环水量，尽力做到优化汽轮机整个系统。此外，汽轮机凝汽器的最佳真空也会因为机组循环水水位、温度、流量以及机组负荷等原因产生影响，在外部条件有变化时，应该及时调整机组水泵循环水的运行方式，

真正使循环水系统有效优化运行，保证整个机组系统的安全运行。采用固定叶片的凝汽器循环水泵，获得的经济效益不能达到最大化，采用可调叶片的循环水泵则会不同，会增大效益，更加安全可行。

参考文献

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