毕业论文设计循环水泵动态启停过程中火电机组能耗特性研究.docx

循环水泵动态启停过程中火电机组能耗特性研究 摘 要 本文采用GSE软件搭建了600MW超临界机组模型，对循环水泵启停过程中的机组的动态特性展开研究，获得了循环水泵启停过程对凝汽器压力，机组发电功率、热效率和供电标准煤耗率的影响规律。研究发现，受凝汽器热惯性的影响，循环水泵启停过程中凝汽器压力逐步趋向稳定运行值，开启（或者关闭）一台循环水泵引起的凝汽器压力变化幅度范围为1.036kPa~3.422kPa。受凝汽器压力动态变动的影响，机组能耗呈现一定幅度的动态响应，使得机组供电煤耗率较稳定工况发生幅度在1g/(kWh) ~2g/(kWh)之间的波动。 关键词 超临界机组；循环水系统；水泵启停；动态特性 0 前言 火电厂循环水系统是热力系统中一个相对独立的，对全厂经济性影响较大的辅助系统。循环水泵是为汽轮发电机组凝汽设备的提供冷却工质的重要辅机。在电厂中，循环水泵耗电量占电厂总发电量的0.5%~2%，是电厂运行优化中必须重视的一部分。近年来，很多学者对循环水系统运行优化做了大量工作，力图寻找到机组在不同负荷下的最佳循环水量和凝汽器最佳真空。山东大学黄新元等 ADDIN NE.Ref.{3D120D44-01B6-4A39-A0C3-6BC3BB7AABB6}[1]提出了单元制循环水系统离散优化模型，对机组在不同运行负荷下和不同季节下的运行组合进行了优化。华北电力大学刘哲等 ADDIN NE.Ref.{DDF61D86-24F7-4BF3-8340-8E1ECC60E95B}[2]对300MW机组单元制循环水系统优化运行进行了研究，利用枚举法逐步寻找到不同负荷下的最佳循环水量，绘制出循环水最佳运行工况表和循环水泵经济调度图，对电厂的实际运行有指导意义。华北电力大学刘吉臻等 ADDIN NE.Ref.{587150D5-E7C4-41EA-BEC8FC1}[3]研究了循环水流量和凝汽器背压的关系，结果表明不同负荷下循环冷却水的流量对凝汽器背压影响不同。徐海新等 ADDIN NE.Ref.{12A7E9D5-95F4-43ED-A17B-FD52C435F050}[4]，针对600MW循环水和真空系统运行优化进行了综合研究，考虑到循环水量、循环水温度、凝汽器特性和低压缸排汽等因素对机组经济性特性的影响，进而提出了循环水泵在不同的循环水温度下的经济运行方式。潘继真等 ADDIN NE.Ref.{1CC50239-24E1-4DC9-B31A-1618BACA55F9}[5]对沿海电厂循环水系统运行优化进行了针对性研究，分析了不同季节下海水温度对机组经济性影响及循环水泵的最佳运行方式。林少国等 ADDIN NE.Ref.{6FCC95E5-D8C2-4056-ADDE-34C4BC97ED02}[6]针对火电机组汽轮机、凝汽器、循环水泵和管网系统相互制约的特性，对百万机组循环水系统运行进行了优化。 对于循环水系统的优化运行，绝大多数学者只关注了循环水系统的稳态经济运行，较少的研究涉及到循环水系统的动态特性。近年来火电机组年利用小时数逐年下降，火电机组参与调峰任务日益频繁。因此，对于火电机组热力系统动态特性研究成为近年不少学者研究的焦点，热力系统是由不同的子系统耦合而成，为了更加透彻的研究热力系统的动态特性，对火电厂中各个子系统动态特性研究尤为必要。本文针对某600MW超临界机组的循环水系统水泵开启过程进行了研究，探究开启(或关闭)一台工频循环水泵对机组重要参数的影响，对循环水系统的在机组调峰过程中的运行优化有借鉴意义。 1研究对象和仿真模型 1.1研究对象 本文以GSE软件为平台，搭建了一台600MW超临界机组，额定工况下，锅炉主蒸汽压力为25.4MPa，主蒸汽温度为571℃，再热蒸汽压力为4.12MPa，再热蒸汽温度为569℃。该机组锅炉效率为93.8%，管道效率为99.5%。汽轮机参数为24.2MPa/566℃/566℃。循环水泵型号为SEZ2200-1640/1400，水泵的性能参数为表1所示，根据负荷变化需要改变循环水泵运行的台数。本文以夏季一机两泵为例进行研究。 表1 循环水泵性能参数 运行方式 一机一泵(冬季) 两机三泵(春秋) 一机两泵(夏季) 扬程(m) 11.3 13.4 15.5 转速(r/min) 330 330 330 单泵耗功(kW) 1464 1696 1749 1.2仿真模型 仿真软件GSE的建模方法是，利用具有一定体积的节点代表换热介质存在的空间 ADDIN NE.Ref.{3754CDDB-19EC-47D6-A41F-6835CDCF852E}[7]，用流线将各个节点连接形成流动，用换热板代表管壁实现换热。根据换热方式，利用节点搭建将不同的换热设备。按照水流动方向、蒸汽流动方向和烟