[发明专利]电厂冷却水泵机组变频调速全系统组合优化运行方案确定方法

说明书

本发明提供一种电厂冷却水泵机组变频调速全系统组合优化运行方案确定方法，对于电厂凝汽器循环冷却水系统的多台并联水泵机组，设置或增设1台或多台变频装置，针对任一汽轮机负荷率和冷却水进水温度的汽轮机工况，计算循环冷却水系统水泵机组不同变频调速组合运行方案的各台水泵机组流量及耗电功率，计算汽轮机发电功率扣除循环冷却水系统水泵机组耗电功率的电厂净发电功率；根据计算结果，以电厂净发电功率最大为目标，确定循环冷却水系统水泵机组单变频调速最优组合运行方案和全变频调速最优组合运行方案，实现包括汽轮发电机、凝汽器和循环冷却水系统的电厂全系统优化运行，增益效果显著。

技术领域

本发明涉及一种电厂主、辅机组全系统优化运行方案的确定方法，尤其是基于电厂净发电功率最大的凝汽器循环冷却水系统水泵机组变频调速组合主、辅机组全系统优化运行方案的精确确定方法，属于工业节能减排领域。

背景技术

循环冷却水系统是电厂的重要系统之一，其运行直接影响到凝汽器的安全和汽轮机发电功率。电厂循环冷却水系统供水能力按发电机组最大负荷率和允许最高进水温度的最不利情况设计，而发电机组大部分时间在小于最大负荷率和冷却水进水温度低于允许最高进水温度下运行。目前，电厂运行管理，通常按季节粗略确定循环冷却水系统水泵的运行台数，缺少精确计算，无理论依据。实际上，同一季节的不同的天、同一天的不同时刻，环境温度和进水温度都会相差很大；因此，电厂普遍存在过度冷却，偶尔也会出现冷却不足的现象，结果造成能源严重浪费。另一方面，循环冷却水系统的冷却水量不但影响自身的能耗，还影响汽轮机的发电功率，问题较为复杂。现状是，电厂没有能实现循环冷却水系统的优化运行，普遍冷却过度，能源浪费严重，影响汽轮机发电功率。

发明内容

本发明的目的就是为克服目前普遍存在的电厂循环冷却水系统过度冷却、能源浪费严重、影响汽轮机发电功率的缺点，提供一种电厂冷却水泵机组变频调速全系统组合优化运行方案确定方法，以电厂净发电功率最大为目标，通过优化循环冷却水系统水泵机组运行台数和转速，实现发电机组与循环冷却水系统的全系统的优化运行。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

提供一种电厂循环冷却水系统水泵机组变频调速汽轮机和凝汽器循环冷却水系统全系统组合优化运行方案的精确确定方法，以电厂净发电功率最大为目标，确定凝汽器循环冷却水系统水泵机组最优单变频调速组合运行方案和最优全变频调速组合运行方案，实现包括汽轮发电机、凝汽器和循环冷却水系统的电厂全系统优化运行，包括以下步骤：

步骤A、电厂凝汽器循环冷却水系统水泵机组变频调速组合运行各台水泵流量Q_j、电机输入功率P_dj和系统能耗P_d计算；

循环冷却水系统中各台水泵额定转速的性能曲线由设备生产厂家提供，水泵额定转速的流量-扬程性能曲线可用方程拟合为：

其中：j表示水泵机组编号；n为水泵机组台数；H_j为第j台水泵机组额定转速下的水泵扬程，m；A_j、B_j、C_j为常系数。

若水泵机组实施变频调速运行，设第j台水泵机组额定转速为n_jr，调速后转速为n_j，变速比为k_j，k_j＝n_j/n_jr，则根据水泵比例率，变速水泵流量-扬程性能曲线方程为：

式(2)可以作为定速和变速水泵流量-扬程性能曲线方程的通式，当为额定转速时，k_j＝1。根据循环冷却水系统管路及相关阀件的设置，计算确定系统净扬程H_st与管路阻力系数S。管路特性曲线方程可表示为：