孟振良

摘 要：在火電廠當中，循環(huán)水系統(tǒng)是特別重要的，作為一個特別重要的輔助系統(tǒng)對整個火電廠的經濟以及安全有著特別大的影響作用，在循環(huán)水流量發(fā)生變化的時候其中的凝結器真空也會發(fā)生一定的變化，這就會影響到汽輪機的電功率變化。當前在確定了循環(huán)水的系統(tǒng)當中最佳的一種循環(huán)水流量的過程當中，就忽視了許多的因素，另外也并沒有形成一個特別統(tǒng)一的方法來對背壓變化對發(fā)電機功率的變化進行計算。這就導致了許多的凝汽器的真空以及循環(huán)水的流量在計算過程當中出現(xiàn)誤差。本篇論文主要是對等效熱降的方法進行一系列的分析研究，之后再對凝汽器的最佳真空進行計算分析，最終對循環(huán)水的流量計算進行統(tǒng)一的修正。

關鍵詞：汽輪機;循環(huán)水系統(tǒng);運行方式;優(yōu)化研究

在火電廠當中對于煤的消耗特別多，而在這樣消耗大量煤的過程當中也需要耗費許多的水資源，因此就需要對水循環(huán)的系統(tǒng)當中運行的方式進行優(yōu)化性的研究，這樣不僅能夠節(jié)約火電廠的用電，還能夠實現(xiàn)水資源的節(jié)約利用，促進能源的節(jié)約。當前人們關注的一個話題就是循環(huán)水的優(yōu)化設計，但是由于受到一些技術以及資金等各方面的因素影響，使得許多的火電廠在進行這樣的循環(huán)水系統(tǒng)的技術改變過程當中受到了特別大的阻礙，但是在對背壓變化當中發(fā)電機功率的影響分析當中有特別多的方法，當前研究當中最有效的一個方法就是等效熱降，這樣的方法既準確又特別方便，本篇文章主要對此來進行研究之后，再對凝汽器當中最佳真空以及最佳循環(huán)水量的計算進行修正。

一、循環(huán)水工藝介紹

由于水的再冷卻是通過冷卻塔來進行的，因此冷卻水在循環(huán)過程中要與空氣接觸，部分水在通過冷卻塔時還會不斷被蒸發(fā)損失掉，因而水中各種礦物質和離子含量也不斷被濃縮增加。為了維持各種礦物質在和離子含量穩(wěn)定在某定值上，必須對系統(tǒng)補充一定量的冷卻水（補充水）。并排出一定量的冷卻水（排污量）。新鮮水的含鹽量和經過濃縮的冷卻循環(huán)水的含量是不同的，他們的比值稱為濃縮倍效：N=S/S料。提高濃縮倍數(shù)不但可以節(jié)水，而且也可減少隨排水而流失的藥劑量，因此節(jié)約了藥劑費用。過種敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)要損失一部分水，但與直流冷卻水系統(tǒng)相比，可以節(jié)省大量的冷卻水，且排污水也相應減少，而且減少系統(tǒng)對外界的熱污染。因此不論從節(jié)約水資源.還是從經濟和保護環(huán)境的觀點出發(fā)，都應設法降低各類工廠"的冷卻水用量，減少接污水。

二、循環(huán)水泵運行經濟調度研究

本文采用能量價值分析方法研究該廠循環(huán)水泵運行經濟調度問題，該方法以企業(yè)能否取得經濟效益作為節(jié)能分析的基礎，認為在發(fā)電市場經濟環(huán)境中，單位千瓦的電能和生產單位千瓦的熱能（單位發(fā)電煤耗）價格是不等的，其價格差異取決于煤價占上網電價的百分比。在電廠運行中，增開1臺循環(huán)水泵，機組上網電量減少，企業(yè)收入減少;同時機組背壓降低，使機組熱耗降低，發(fā)電煤耗下降，發(fā)電成本降低。若增開循環(huán)水泵后綜合成本變小，則認為增開循環(huán)水泵是合理的;反之，則不合理。該分析方法在市場經濟條件下可使企業(yè)的經濟效益最大化。根據汽輪機原理，循環(huán)水泵經濟調度研究首先需獲取汽輪機功率背壓特性、凝汽器變工況特性等原始數(shù)據。為此，本文開展了汽輪機組微增出力試驗及凝汽器變工況試驗研究。微增出力試驗研究汽輪機功率背壓特性是指當背壓改變時功率的變化特性，也常稱為“微增出力”特性，是構建循環(huán)水系統(tǒng)經濟調度的基準。由于制造廠所提供的背壓修正曲線基于理論求解，有可能偏離現(xiàn)場實際情況。汽輪機微增出力試驗綜合了制造、安裝、機組性能老化等多方面因素，能真實反映客觀實際，對確定凝汽器最經濟真空和循環(huán)水泵經濟調度更具實際指導意義，故本文采用微增出力試驗來求取真空對功率的影響。

三、效果分析

為了使得汽輪機的理想比焓降增大，以及汽輪機電功率的提高，最直接有效的方法就是促進凝汽器真空的提高，但是由于在實際運行以及設計的過程當中受到經濟因素的限制，導致結果較差，并不是說真空的程度越高越好。由于在凝汽器，、當中的真空特別復雜，對于真空的影響因素也特別復雜。從總體的范圍上來說，要想真正提高凝汽器的真空，就需要適當對循環(huán)水泵的泵耗能進行增加。但是增加水泵的耗能實際上是不利于整個系統(tǒng)的運行，因此就需要對循環(huán)水泵以及真空的關系進行權衡與協(xié)調，這就衍生出了一種最佳真空的新概念。

為提高循環(huán)水系統(tǒng)運行方式靈活性，滿足不同季節(jié)、不同水溫、不同負荷下主機最佳真空對循環(huán)水量的要求，可采用和循環(huán)水泵電機變頻和 2 塔貫通再加 1 臺循泵雙速電機 2 種改造方案。循環(huán)水泵電機變頻改造是通過對每臺機組中 1臺循環(huán)水泵電機進行變頻改造，通過高壓變頻調速技術，根據機組負荷大小，不同季節(jié)的環(huán)境溫度變化等因素，合理控制循環(huán)水量維持凝汽器排汽壓力的最佳真空，達到提高機組運行效率，降低機組煤耗，降低循環(huán)水泵電機耗電率，節(jié)約廠用電。如循環(huán)水泵電機變頻冷端改造后，通過改變循環(huán)水泵電機轉速，凝汽器冷卻水量可連續(xù)調節(jié)，可實現(xiàn)在保證機組最佳真空的條件下，循環(huán)水泵電機電耗下降到設計值。

四、優(yōu)化設計的研究過程當中出現(xiàn)的主要問題

當前雖然對于水循環(huán)的系統(tǒng)優(yōu)化設計研究取得了一定的進展，但是在對于凝汽器的最佳真空以及基礎的最佳水循環(huán)流量的計算過程當中仍有許多不機密的地方，如果對這些地方的處理不恰當，可能會造成嚴重的計算結果偏差，最終就不能夠保證，運行方式的最優(yōu)化。

（一）凝汽器的特性計算

在對凝汽器進行特性計算的過程當中通常采用的是，別爾曼公式來對，當中的傳熱系統(tǒng)，進行計算。但是由于這個公司并沒有對空氣量以及水側壁管的清潔程度進行考慮，這些因素也會對傳熱系數(shù)產生一定的影響，這就使得之后的計算結果產生比較大的誤差。

（二）水循環(huán)系統(tǒng)的問題

在對凝汽器進行最佳真空的計算過程當中，并沒有考慮整個水循環(huán)系統(tǒng)的費用，沒有考慮，費用的真空只可能是將能量收益擴大到最大化，而不是對經濟收益的最大化表現(xiàn)?；谒Y源的日益匱乏，循環(huán)水的費用不斷上漲以及環(huán)境保護意識的提高，由此造成的經濟損失已不容忽視。因此，本文在確定凝汽器最佳真空和循環(huán)水系統(tǒng)的最優(yōu)運行方式的過程中把循環(huán)水的費用考慮進去?？紤]了循環(huán)水費用的凝汽器最佳真空和循環(huán)水泵的最佳組合方式將更加合理。由于在凝汽器水側管壁清潔程度不同的情況下循環(huán)水泵的最佳組合方式會有所改變。因此，本文在確定凝汽器的最佳真空和循環(huán)水泵的最佳組合時，把凝汽器清潔系數(shù)對其的影響考慮進去。

五、結束語

根據循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題，開展了循環(huán)水系統(tǒng)改造及運行優(yōu)化研究。實際運行效果表明：機組凝汽器能夠保證在最經濟真空附近運行，同時可避免由于兩臺機組循環(huán)水系統(tǒng)未貫通、某臺機組循環(huán)水故障導致該機組非計劃停機的惡性事故，提高了機組的經濟性及可靠性，具有較強的可實現(xiàn)性及應用價值。當前人們最為關注的一個話題就是循環(huán)水的優(yōu)化設計，但是由于技術以及資金各方面的因素影響，使得許多的火電廠在進行這樣的循環(huán)水系統(tǒng)的技術改變過程當中受到了特別大的阻礙，但是在對背壓變化當中發(fā)電機功率的影響分析當中有特別多的方法，當前最有效的方法就是等效熱降，這樣的方法既準確又特別方便，本篇文章主要對此來進行研究之后，再對凝汽器當中最佳真空以及最佳循環(huán)水量的計算進行修正。

參考文獻：

[1]孟芳群.汽輪機循環(huán)水系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化研究[D].東北電力大學，2005.

[2]龐永利.汽輪機循環(huán)水系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化研究[J].科技與企業(yè)，2013（14）：307-307.

[3]曾少凡.汽輪機循環(huán)水系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化研究[J].工程技術：文摘版：00184-00184.

[4]馬永剛，MAYong-gang.火電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運行研究[J].東北電力技術，2014，35（1）：51-53.