火電機組冷端系統(tǒng)建模與節(jié)能優(yōu)化研究.pdf

1、火力發(fā)電在我國的電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，傳統(tǒng)的火電機組節(jié)能降耗潛力巨大。冷端系統(tǒng)是火電機組重要的輔助系統(tǒng)，其運行狀況對機組的安全、經(jīng)濟運行有十分重要的影響。因此，對冷端系統(tǒng)的各子系統(tǒng)進行研究，提高其運行性能，保證凝汽器在最佳真空下工作，實現(xiàn)冷端系統(tǒng)的優(yōu)化運行，是電廠節(jié)能降耗、提高機組熱經(jīng)濟性的重要手段。本文主要圍繞冷端系統(tǒng)的建模與節(jié)能優(yōu)化兩個方面展開研究工作，力求在深入的理論分析的基礎(chǔ)上，建立冷端系統(tǒng)各子系統(tǒng)的精確模型，并對冷端系統(tǒng)的節(jié)

2、能優(yōu)化提出有效解決方案。
　　 冷端系統(tǒng)的建模主要圍繞其四個子系統(tǒng)展開，即凝汽器、冷卻塔、汽輪機低壓缸末端以及循環(huán)水泵。對于凝汽器，提出了一種新的基于換熱器效能基本理論的凝汽器熱力特性計算方法，該方法引入了設(shè)計工況數(shù)據(jù)作為凝汽器固有屬性的體現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)的凝汽器熱力特性計算方法中總體傳熱系數(shù)的復(fù)雜計算以及焓差不變的假設(shè)帶來的問題，提高了凝汽器壓力變工況計算的精度。在冷卻塔部分，本文提出了一種冷卻塔的變工況計算方法，有效解決了焓差

3、法在非線性方程求解過程中存在的初值、解析解位置以及迭代退出條件等難以確定的問題。出塔水溫、進塔風速是冷卻塔熱力計算中至關(guān)重要的參數(shù)，本文通過對迭代過程中各參數(shù)變化特征的分析，基于焓差動力的原則，獲得了解析解的特征，給出了二者的計算方法。針對汽輪機低壓缸末端，本文基于汽輪機的功率背壓特性建立了循環(huán)水變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的多目標節(jié)能優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)設(shè)置了真空保護系統(tǒng)、最佳真空系統(tǒng)以及負荷響應(yīng)系統(tǒng)三個子系統(tǒng)，分別用來保證機組的安全、經(jīng)濟運行以

4、及在需要機組做出負荷響應(yīng)時快速實現(xiàn)升降負荷的目的。在循環(huán)水泵運行特性的研究中，本文建立了變頻循環(huán)水泵的揚程-流量特性模型，給出了其數(shù)學描述與求解方法，并在此基礎(chǔ)上建立了變頻循環(huán)水泵在不同運行方式下的流量-功耗模型，并給出了其數(shù)學描述與求解方法。
　　 冷端系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化主要圍繞三條主線展開，一是冷端系統(tǒng)子系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化，二是定速循環(huán)水泵的優(yōu)化運行，三是基于變頻調(diào)速的最佳真空定值優(yōu)化。首先，本文提出了參數(shù)應(yīng)達值的概念，并建立了