一种基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，设定永磁调节循环水泵永磁调节初始开度和机械通风冷却塔风机初始开启台数，建立永磁调节循环水泵功耗特性模型、凝汽器换热特性模型、机械通风冷却塔换热和功耗特性模型、汽轮机背压对汽轮机功率影响模型；以汽轮机实际增加功率最大作为目标函数，利用遗传算法对目标函数进行优化，获得目标函数最大值时对应的永磁调节循环水泵永磁调节开度和机械通风冷却塔风机开启台数，完成对循环水系统的优化。本发明专利技术综合全面分析了循环水系统经济性的影响因素，分析的因素贴合生产实际，优化效果更好，使循环水系统运行方式更加经济。

【技术实现步骤摘要】
一种基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法
本专利技术涉及水系统循环优化的领域，更具体地，涉及一种基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法。
技术介绍
火电厂冷端系统主要由汽轮机的低压缸、凝汽器和循环冷却水系统组成，是火电机组的重要辅助系统，对汽轮机的经济性有重要影响。凝汽器背压的变化会导致汽轮机热耗与发电功率的改变，提高凝汽器的真空可使汽轮机的理想比焓下降和发电功率增大，而凝汽器背压与冷端系统各子系统的运行特性密切相关。循环水系统是指组成循环水流动的管路及设备，研究循环水系统的最优运行方式，开发循环水系统优化模块，对提高凝汽器的真空，进实现节能降耗、提高机组运行经济性具有十分重要的意义。目前针对火电机组循环水系统优化的方法仅考虑循环水泵的调度优化：在机组新蒸汽流量和循环水入口温度一定的条件下，增加循环水流量，凝汽器压力下降，汽轮机的发电功率增加，热耗减少；增加循环水量会导致循环泵耗功增加，用电量增加。只有汽轮机发电功率的增加量与循环水泵消耗功率的增加量间的差值最大时，循环水量才是最佳循环水量。因此，大多数循环水优化方法仅仅通过改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1：获取火电机组当前运行工况数据、机械通风冷却塔参数和永磁调节循环水泵特性报告；/nS2：设定永磁调节循环水泵永磁调节初始开度和机械通风冷却塔风机初始开启台数；/nS3：建立永磁调节循环水泵功耗特性模型，依据永磁调节循环水泵特性报告，计算获得永磁调节循环水泵在永磁调节初始开度时的永磁调节循环水泵出水量和永磁调节循环水泵总功耗；/nS4：建立凝汽器换热特性模型，设置凝汽器假定入水温度，利用火电机组当前运行工况数据和永磁调节循环水泵出水量，计算凝汽器出水温度和凝汽器端差；/nS5：建立机械通风冷却塔换热特性...

【技术特征摘要】
1.一种基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：获取火电机组当前运行工况数据、机械通风冷却塔参数和永磁调节循环水泵特性报告；
S2：设定永磁调节循环水泵永磁调节初始开度和机械通风冷却塔风机初始开启台数；
S3：建立永磁调节循环水泵功耗特性模型，依据永磁调节循环水泵特性报告，计算获得永磁调节循环水泵在永磁调节初始开度时的永磁调节循环水泵出水量和永磁调节循环水泵总功耗；
S4：建立凝汽器换热特性模型，设置凝汽器假定入水温度，利用火电机组当前运行工况数据和永磁调节循环水泵出水量，计算凝汽器出水温度和凝汽器端差；
S5：建立机械通风冷却塔换热特性模型，根据凝汽器出水温度和机械通风冷却塔参数计算机械通风冷却塔出水温度；
S6：比较机械通风冷却塔出水温度和凝汽器假定入水温度的差值，若差值小于预设阈值，则机械通风冷却塔和凝汽器水温平衡，执行步骤S7；否则，将步骤S5计算得到的机械通风冷却塔出水温度作为凝汽器假定入水温度代入步骤S4的凝汽器换热特性模型，重复步骤S4-S5，直到机械通风冷却塔和凝汽器水温平衡，执行步骤S7；
S7：建立机械通风冷却塔功耗特性模型，计算机械通风冷却塔总功耗；
S8：建立汽轮机背压对汽轮机功率的影响模型，计算汽轮机微增功率；
S9：根据永磁调节循环水泵总功耗、汽轮机微增功率和机械通风冷却塔总功耗计算汽轮机实际增加功率，以汽轮机实际增加功率最大作为目标函数，利用遗传算法对目标函数进行优化，输出目标函数为最大值时对应的永磁调节循环水泵永磁调节开度和机械通风冷却塔风机开启台数，优化过程完成。


2.根据权利要求1所述的基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，其特征在于，所述S1中火电机组当前运行工况数据包括汽轮机当前功率、汽轮机排气量、汽轮机排气背压、汽轮机排汽比焓、凝汽器凝结水比焓和机械通风冷却塔空气入口处环境温湿度。


3.根据权利要求2所述的基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，其特征在于，所述S3中，获得永磁调节循环水泵在永磁调节初始开度时的永磁调节循环水泵出水量Dw和永磁调节循环水泵总功耗Ppump的具体方法为：
根据永磁调节循环水泵永磁调节初始开度O对应的永磁调节循环水泵转速比z，建立永磁调节循环水泵特性方程，包括：
永磁调节循环水泵扬程与流量关系方程：



永磁调节循环水泵管道阻力特性方程：



永磁调节循环水泵轴功率与流量关系方程：



其中，H为永磁调节循环水泵扬程，单位为米；qv为永磁调节循环水泵流量，单位为吨/小时；为管道阻力，单位为米；Hst为静水管，单位为米，为管道阻力系数；z为转速比；H0、A1、A2、A3、A4为额定转速下水泵扬程与流量的多项式拟合各阶系数；B1、B2、B3为额定转速下水泵功率与流量的多项式拟合各阶系数；
n台永磁调节循环水泵相同转速下的并联方程为：



联立n台水泵相同转速下的并联方程和永磁调节循环水泵管道阻力特性方程，求得循环水泵并联运行工作点(Q并，H并)，进而求得单台永磁调节循环水泵实际工作点(Q并/n，H并)，则永磁调节循环水泵出水量Dw＝Q并，永磁调节循环水泵总功耗：





4.根据权利要求3所述的基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，其特征在于，所述S4中，计算凝汽器出水温度的具体过程为：
设置凝汽器假定入水温度为tw1，则凝汽器出水温度tw2为：
tw2＝tw1+Δt



其中，Δt为凝汽器内数的温升，单位为摄氏度；hc为汽轮机排汽比焓，单位为千焦/千克；h′c为凝汽器凝结水比焓，单位为千焦/千克；Dw永磁调节循环水泵出水量，单位为吨/小时；Dc为汽轮机排气量，单位为吨/小时。


5.根据权利要求4所述的基于永磁调节和机械通风的循环水系统优化方法，其特征在于，所述S4中，计算凝汽器端差δt的具体过程为：



其中，Δt为凝汽器内数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴新，唐任宗，吴公宝，谢亚军，方正，王富有，章禔，潘海禄，朱溢铭，王耀坤，王晓军，于玥，
申请(专利权)人：珠海市钰海电力有限公司，南京科远智慧科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44