一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统及分析方法技术方案

本发明专利技术提供了一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统，其包括汽轮机低压缸，空冷岛、尖峰凝汽器、冷却塔以及两个尖峰凝汽器冷却水泵；本发明专利技术还提供了一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行分析方法，该方法为通过判断启动或停止尖峰凝汽器冷却水泵的时机，使得保持背压不变时及时启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵后的空冷风机和尖峰冷却系统总电耗低于未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时的空冷风机和尖峰冷却系统总电耗，或使得不同背压下机组发电净增电量比未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时增加。本发明专利技术及时启停尖峰凝汽器冷却水泵，达到节约能源，尽可能的实现效益最大化的目的。现效益最大化的目的。现效益最大化的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统及分析方法


[0001]本专利技术涉及带有尖峰凝汽器的直接空冷机组经济运行分析领域，具体涉及一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统及分析方法。

技术介绍

[0002]我国三北地区水资源匮乏，传统火电的水冷方式，因消耗大量水资源，面临着严峻挑战，火力发电厂汽轮机乏汽的冷却多采用空冷凝汽器。空冷机组与湿冷机组相比也存在明显的缺点，空冷凝汽器存在冷却效率低、冷却效果差、初始投资高、易受灰尘污染等缺点，夏季运行工况正处于电网高峰负荷运行时期，机组日尖峰负荷时段与环境温度高的时段也重叠，因此空冷机组在夏季必然会出现较长时间高负荷高背压的运行工况，导致机组煤耗大幅增加，这对机组运行经济性影响极大，并且极易出现背压过高汽轮机带不满负荷以及精处理系统不能投运被迫降负荷的情况。很多电厂采用了喷水降温、频繁冲洗等手段，使得空冷散热器表面产生了一定程度的结垢现象，缩短了空冷岛的使用寿命。针对空冷机组这一特点，探讨如何解决或改善空冷机组煤耗高、夏季带满负荷等问题，具有重大意义。为降低机组的煤耗，提高机组的效率，必须增加机组排汽冷端的散热能力。于是，各直接空冷机组电厂增加湿冷尖峰凝汽器，对机组采用干
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湿联合冷却方式。
[0003]从安全性和经济性两方面考虑，一般尖峰凝汽器冷却水泵采用双泵布置。启动尖峰凝汽器冷却水泵，机组背压降低或背压不变空冷风机出力降低，但是启动的尖峰凝汽器冷却水泵增加了机组的电耗，为了进一步达到节能降耗的目的，对深入研究尖峰凝汽器冷却水泵的运行方式和启动、停运时机就显得尤为重要。
[0004]现有技术中，徐正等在《黑龙江电力》2018年第3期中发表了《热直接空冷电厂尖峰冷却系统背压计算》。该文中，为了准确高效计算带尖峰冷却系统的空冷机组的背压，以便于分析尖峰冷却系统的经济性，分别用非线性曲面拟合计算空冷岛背压、对数平均温差法计算尖峰凝汽器背压。利用两个凝汽器背压相等这一条件建立方程，应用二分法求解影响背压的凝汽量参数，确定凝汽量后进一步计算背压值。通过比较改造前后背压的变化估算经济性效果，并以沙河电厂为例进行分析。
[0005]申请号CN201711477024.6的中国专利公开了一种空冷机组尖峰冷却系统的优化方法，该专利技术涉及一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法, 属于发电站空冷机组设计
，该方法根据空冷机组的空冷岛特性曲线、汽轮机微增功率曲线、环境气象参数、水资源富余量、发电厂成本电价、设备价格参数等已知条件,通过计算设备投资、运行费用等经济数据, 确定最优化的尖峰凝汽器面积、循环水量、机力塔配置等重要设备参数。本专利技术的优化方法更加符合施加,能够最终确定优化的尖峰凝汽器面积、循环水量、机力塔配置等重要设备参数,设备配置更加合理,机组运行经济性良好。
[0006]综上，现有技术中大多通过运行数据，对比改造前后机组经济性的差异，但未进一步研究尖峰凝汽器冷却水泵的最佳运行模式，也未研究尖峰凝汽器冷却水泵启停的时机，
使得经济效益在最佳状态。由此如何判断尖峰凝汽器系统在运行模式和启停尖峰凝汽器冷却水泵的时机，以能够最大限度的节约能源，实现效益最大化，是需要迫切研究的方向。

技术实现思路

[0007]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统及分析方法，能够判断尖峰凝汽器系统在运行模式和启停尖峰凝汽器冷却水泵的时机，实现最大限度的节约能源，效益最大化。
[0008]本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供了一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统，其包括汽轮机低压缸，空冷岛、尖峰凝汽器、冷却塔以及两个尖峰凝汽器冷却水泵；所述汽轮机低压缸的出口端连接有汽轮机低压缸排汽管道，所述汽轮机低压缸排汽管道的另一端分别连接有低压缸排汽至空冷岛排汽管和低压缸排汽至尖峰凝汽器排汽管，所述低压缸排汽至空冷岛排汽管的另一端设置有空冷岛，所述低压缸排汽至尖峰凝汽器排汽管的另一端与尖峰凝汽器连接，所述尖峰凝汽器的冷却水侧出口端与冷却塔进口端连接，所述冷却塔的出口端分别与两个尖峰凝汽器冷却水泵连接，所述尖峰凝汽器冷却水泵的另一端与尖峰凝汽器连接。
[0009]进一步地，所述低压缸排汽至尖峰凝汽器排汽管与尖峰凝汽器的第一进口端连接，所述尖峰凝汽器的冷却水侧出口通过尖峰凝汽器循环水回水管道与冷却塔进口端连接，所述冷却塔的出口端分别连接两个尖峰凝汽器冷却水泵入口管道，每个尖峰凝汽器冷却水泵入口管道依次连接有尖峰凝汽器冷却水泵入口阀、尖峰凝汽器冷却水泵和尖峰凝汽器冷却水泵出口阀门，所述尖峰凝汽器冷却水泵出口阀门的另一端与尖峰凝汽器冷却水泵出口管道连接，所述尖峰凝汽器冷却水泵出口管道的另一端连接有尖峰凝汽器循环水供水管道，所述尖峰凝汽器循环水供水管道的另一端与尖峰凝汽器的第二进口端连接。
[0010]进一步地，所述尖峰凝汽器的凝结水输口通过第一输送管与排汽装置连接，所述空冷岛的凝结水输口通过第二输送管与排汽装置连接。
[0011]本专利技术还提供了一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行分析方法，通过判断启动或停止尖峰凝汽器冷却水泵的时机，使得保持背压不变时及时启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵后的空冷岛的空冷风机和尖峰凝汽器的尖峰冷却系统总电耗低于未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时的空冷岛的空冷风机和尖峰凝汽器的尖峰冷却系统总电耗，或使得不同背压下机组发电净增电量比未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时增加。
[0012]进一步地，判断启动或停止尖峰凝汽器冷却水泵的时机，使得保持背压不变时启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵后的空冷风机和尖峰冷却系统总电耗低于未启动或停运时尖峰凝汽器冷却水泵时的空冷风机和尖峰冷却系统总电耗的方法为：通过多项式进行曲线拟合得到y，y的计算公式为 y＝ax2+bx+c，x为空冷风机频率，单位Hz；y为空冷风机总功率，单位KW，a、b和c为通过数据拟合得到系数。
[0013]进一步地，在保持机组背压不变的情况下，当y＝W0+P0时对应的空冷风机频率h1,当y＝W0+2P0时对应的空冷风机频率h2,当空冷风机频率h 取值在h1≤h≤h2之间时启动一台尖峰凝汽器冷却水泵是最经济的；当空冷风机频率h取值在h2≤h时启动二台尖峰凝汽器冷却水泵是经济的；其中，通过尖峰凝汽器冷却水泵正常运行时的电流值计算出单台尖冷泵的功率 P0，单位KW空冷风机存在非零的最小频率，最小频率对应的总功率为W0，单位KW。
[0014]进一步地，通过判断启动或停止尖峰凝汽器冷却水泵的时机，使得不同背压下机组发电净增电量比未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时增加的方法为：选用origin中的Rational Taylor函数对二元函数的多次非线性曲面拟合，得到背压计算公式其中z为机组背压，x为机组负荷，y为环境温度，A、B、C、D、E、F、G、H、I、 J均是通过数据拟合得到的常数。
[0015]进一步地，在空冷风机满出力的情况下，将相同机组负荷和环境温度带入背压计算公式，对比启动一台尖峰凝汽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统，其特征在于，其包括汽轮机低压缸(1)，空冷岛(4)、尖峰凝汽器(6)、冷却塔(9)以及两个尖峰凝汽器冷却水泵(11)；所述汽轮机低压缸(1)的出口端连接有汽轮机低压缸排汽管道(2)，所述汽轮机低压缸排汽管道(2)的另一端分别连接有低压缸排汽至空冷岛排汽管(3)和低压缸排汽至尖峰凝汽器排汽管(5)，所述低压缸排汽至空冷岛排汽管(3)的另一端设置有空冷岛(4)，所述低压缸排汽至尖峰凝汽器排汽管(5)的另一端与尖峰凝汽器(6)连接，所述尖峰凝汽器(6)的冷却水侧出口端与冷却塔(9)进口端连接，所述冷却塔(9)的出口端分别与两个尖峰凝汽器冷却水泵(11)连接，所述尖峰凝汽器冷却水泵(11)的另一端与尖峰凝汽器(6)连接。2.根据权利要求1所述一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统，其特征在于，所述低压缸排汽至尖峰凝汽器排汽管(5)与尖峰凝汽器(6)的第一进口端连接，所述尖峰凝汽器(6)的冷却水侧出口通过尖峰凝汽器循环水回水管道(7)与冷却塔(9)进口端连接，所述冷却塔(9)的出口端分别连接两个尖峰凝汽器冷却水泵入口管道(13)，每个尖峰凝汽器冷却水泵入口管道(13)依次连接有尖峰凝汽器冷却水泵入口阀(10)、尖峰凝汽器冷却水泵(11)和尖峰凝汽器冷却水泵出口阀门(12)，所述尖峰凝汽器冷却水泵出口阀门(12)的另一端与尖峰凝汽器冷却水泵出口管道(14)连接，所述尖峰凝汽器冷却水泵出口管道(14)的另一端连接有尖峰凝汽器循环水供水管道(8)，所述尖峰凝汽器循环水供水管道(8)的另一端与尖峰凝汽器(6)的第二进口端连接。3.根据权利要求2所述一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行系统，其特征在于，所述尖峰凝汽器(6)的凝结水输口通过第一输送管(15)与排汽装置(17)连接，所述空冷岛(4)的凝结水输口通过第二输送管(16)与排汽装置(17)连接。4.一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行分析方法，其特征在于，通过判断启动或停止尖峰凝汽器冷却水泵的时机，使得保持背压不变时及时启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵后的空冷岛的空冷风机和尖峰凝汽器的尖峰冷却系统总电耗低于未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时的空冷岛的空冷风机和尖峰凝汽器的尖峰冷却系统总电耗，或使得不同背压下机组发电净增电量比未启动或停运尖峰凝汽器冷却水泵时增加。5.根据权利要求4所述一种带有尖峰凝汽器的直接空冷机组的经济运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军，贾万根，王鹏，李鹏，张月辉，蔡跃凯，苗志扬，郭林炎，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司上安电厂，
类型：发明
国别省市：