[发明专利]一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法

说明书

本发明公开了一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，结合热力学和经济学对热力发电厂的投资进行预估，以热力发电厂的度电成本LCOE最小化作为凝汽器寻优的目标，通过对凝汽器面积、凝汽器进汽量以及循环水量进行多参数优化，得到最优的凝汽器的设计。设计步骤包括根据热力发电厂的主蒸汽和再热蒸汽的参数以及煤耗量，估算电厂的燃料耗费、平均化工程成本以及每年维护维修成本，并计算出热力发电厂基准工况的度电成本，并在此基础上优化凝汽器参数以及冷却水量的设计，分别得到热力发电成度电成本LCOE最小时，凝汽器各汽室的面积和进蒸汽量以及冷却水量；本发明能得到在发电量恒定的情况下，热力发电厂所需投资成本最小时凝汽器参数以及冷却水量。

技术领域

本发明属于热力发电厂中凝汽器的设计领域，具体涉及经济性效益最大化时凝汽器的设计和循环水量的选取。

背景技术

现代热力发电厂容量大、参数高，并普遍采用再热以及回热以提高其经济性。燃煤机组的蒸汽循环系统采用朗肯循环，从原理上，提升燃煤机组的主蒸汽、再热蒸汽的参数，降低燃煤机组的汽轮机背压式提高其热效率的最有效的途径，也是燃煤机组技术核心的研究和发展方向。一个热力发电厂的运行寿命大约是在20-30年，热力发电厂的投资成本巨大，所以从理论上热力发电厂降低度电成本是必不可少的。

发明内容

为了提升热力发电厂的经济性，降低热力发电厂的度电成本，本发明的目的在于提供了一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，该方法以热力发电厂的度电成本LCOE最小化作为凝汽器寻优的目标，通过对凝汽器面积、凝汽器进汽量以及循环水量进行多参数优化，得到最优的采用多压凝汽器的冷端系统设计，现有的热力发电厂进行系统改进，进一步提高热力发电厂的效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，低压缸的排汽管道1为多个，编号为1-i，其中i＝1～n，凝汽器2由n个不同压力的汽室构成，编号为2-i，低压缸的排汽经过排汽管道1进入凝汽器各汽室中冷凝，其中凝汽器各汽室中的冷却水由冷源提供，汽室2-i中的凝结水和冷却水都流向下一个汽室2-(i+1)，冷却水在凝汽器2吸热后流入冷源中；

所述热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，以度电成本LCOE最小化为优化目标，采用遗传算法对热力发电厂的凝汽器面积A_2-i、各汽室的蒸汽量以及冷却水量进行优化，具体步骤如下：

步骤1：根据热力发电厂的主蒸汽和再热蒸汽的参数以及煤耗量，估算电厂的平均化燃料成本FC_L、平均化工程成本CC_L以及每年平均化操作和维护成本OMC_L，并计算出热力发电厂基准工况的度电成本LCOE；

度电成本LCOE通过式(1)计算：

式中：FC_L是平均化燃料成本，￥/yr；CC_L是平均化工程成本，￥/yr；OMC_L是平均化操作和维护成本，￥/yr；ω是机组运行平均化负荷；是机组的净发电量，kW；RT是机组投入使用后平均每年的运行时间，h/yr；

平均化燃料成本FC_L依据下式估算：

式中：是机组的煤耗量，kg/s；LHV是煤的低位发热量，kJ/kg；c_coal是每kJ热量的煤的价格，￥/kJ；依据市场价格c_coal取值范围为12e-4～30e-4￥/kJ；CELF是年均化利率；

平均化工程成本CC_L和平均化操作和维护成本OMC_L均与总投资成本TCI有关：

CC_L＝TCI·CRF (2)