火电厂循环水系统的节能优化控制研究
发布时间：2020-10-12 00:11
循环水系统是电厂生产的主要能耗环节之一,它的能源利用效率直接关系着电厂效益,影响着企业竞争力。而传统运行模式下,随着汽轮机负荷和循环水温的变化,经常通过直接启停数台循环泵机的调节方式来调节循环水流量,电机功率裕量大,长期处于欠载甚至空载的运行状态,“大马拉小车”的运行方式使得循环水系统能源效率低下,造成大量的电能浪费。为了降低能源消耗,减少能源成本支出,必须对原有系统进行优化处理。首先,阐述了本课题研究的必要性、研究意义与国内外现状,以及本文的研究工作。分析了火电厂循环水泵系统工艺流程和特点,指出当前循环水系统运行模式存在的问题,同时指出其中有较大的优化空间。循环水泵起动过程会产生较大的冲击电流,对设备和电网造成严重的损害,欠载或空载造成大量能源浪费,综合判断系统优化的可能性与经济性。其次,针对火电厂循环水系统目前存在的问题进行变频改造,并且对优化系统建模。利用MATLAB工具箱对系统求解,分析系统模型在节能经济方面的性能。然后,以循环水系统优化模型为基础提出遗传算法结合PID控制策略,以某发电厂历史工况数据为基础,对所提控制策略进行仿真,由仿真结果验证了循环水系统控制策略优化的可行性、实用性。最后,因系统优化需求,提出了系统高压变频调速电路的改造方案,并依据系统优化改造,相应的对循环水DCS系统中功能扩展设计研究。
【学位单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM621;X773
【部分图文】：
水系统工艺流程与控制要求的运行过程分析用是给电厂凝汽器、冷油器以及发电机等设备提环倍率的要求，维持凝汽器真空，从而提供最大器冷却系统的主要辅机设备，如图 2.1，循环水泵，输送到凝汽器，因为凝汽器具有良好的热传递汽的热量，然后回流到冷却塔，通过与空气接触节约大量水资源。如果循环水泵或管道发生故障被迫停运，所以循环水系统所发挥着不可替代的程不高：
图 3.1 循环水系统框图Figure3.1 Block diagram of circulating water system 中循环水泵将冷却水从冷却塔送到凝汽器，带走凝汽器废热后输送如此循环使用。锅炉中的高温蒸汽在凝汽器中冷却凝结为水，再重用。机经济真空能优化的实质是优化循环水系统运行，实现汽轮机经济真空运行。主要取决于汽轮机排汽量、循环管道来水的初始温度和管道水流动冷却塔或河流上游，温度通常跟环境温度一致，因此在不考虑机组有通过提高水泵功率来增大冷却水流量来提高凝汽器真空，但是，泵的能耗，增大了生产支出。为了保持汽轮机最优运行，提高循环器在大量水冷却下，真空提高，汽轮机功率相应的增加为 Δ N1，则= Δ N 1 Δ N2，生产中实际情况表明， Δ N是随循环水泵功率增加而增
Figure3.2 Condenser pressure variation curve Figure3.3 Power change curve图 3.2 与图 3.3 中WQ 为均表示冷却水流量临界值，图 3.2 为凝汽器压力与流量的关系曲线；图 3.3 是汽轮机、水泵电机以及两者功率差值与水流量关系曲线。图 3.2 中 P为凝汽器真空压力，可看出随冷却水流量增大而降低。A 点纵轴值对应的是汽轮机经济运行时最佳凝汽器压力bestP ，横轴值bestQ 对应的是汽轮机经济运行时所需的最佳冷却水量。B 点纵轴值minP 表示凝汽器压力最低点，横轴值wQ 表示冷却水临界点。图 3.3 中Δ N1为汽轮机功率随流量变化曲线，当流量到达冷却水临界点wQ 时，汽轮机受末级喷嘴的膨胀能力限制，功率增长停止。 Δ N2为水泵电机功率曲线，后期增加单位水量将耗损更多的功。 Δ N为汽轮机与水泵电机功率差，在到达最佳冷却水量bestQ 前，冷却水水量和 Δ N成正比关系，即同向增大， Δ N最在 C 点取最大值，以最佳冷却水量为分界点，继续增大冷却水量的供应，汽轮机增量与水泵耗能增量之差 Δ N开始减小，此时呈反比关系。图 3.2 和图 3.3 是在确定一组循环水温和蒸汽负荷值得前提下得到的关系曲线，bestP 和bestQ 也对应着这组值，同时也跟随这组设定值发生改变。因此，通过分析和计算确定汽轮机的经济真空度，并基于此对冷却水的流量进行控
【参考文献】
本文编号：2837332
【学位单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM621;X773
【部分图文】：
水系统工艺流程与控制要求的运行过程分析用是给电厂凝汽器、冷油器以及发电机等设备提环倍率的要求，维持凝汽器真空，从而提供最大器冷却系统的主要辅机设备，如图 2.1，循环水泵，输送到凝汽器，因为凝汽器具有良好的热传递汽的热量，然后回流到冷却塔，通过与空气接触节约大量水资源。如果循环水泵或管道发生故障被迫停运，所以循环水系统所发挥着不可替代的程不高：
图 3.1 循环水系统框图Figure3.1 Block diagram of circulating water system 中循环水泵将冷却水从冷却塔送到凝汽器，带走凝汽器废热后输送如此循环使用。锅炉中的高温蒸汽在凝汽器中冷却凝结为水，再重用。机经济真空能优化的实质是优化循环水系统运行，实现汽轮机经济真空运行。主要取决于汽轮机排汽量、循环管道来水的初始温度和管道水流动冷却塔或河流上游，温度通常跟环境温度一致，因此在不考虑机组有通过提高水泵功率来增大冷却水流量来提高凝汽器真空，但是，泵的能耗，增大了生产支出。为了保持汽轮机最优运行，提高循环器在大量水冷却下，真空提高，汽轮机功率相应的增加为 Δ N1，则= Δ N 1 Δ N2，生产中实际情况表明， Δ N是随循环水泵功率增加而增
Figure3.2 Condenser pressure variation curve Figure3.3 Power change curve图 3.2 与图 3.3 中WQ 为均表示冷却水流量临界值，图 3.2 为凝汽器压力与流量的关系曲线；图 3.3 是汽轮机、水泵电机以及两者功率差值与水流量关系曲线。图 3.2 中 P为凝汽器真空压力，可看出随冷却水流量增大而降低。A 点纵轴值对应的是汽轮机经济运行时最佳凝汽器压力bestP ，横轴值bestQ 对应的是汽轮机经济运行时所需的最佳冷却水量。B 点纵轴值minP 表示凝汽器压力最低点，横轴值wQ 表示冷却水临界点。图 3.3 中Δ N1为汽轮机功率随流量变化曲线，当流量到达冷却水临界点wQ 时，汽轮机受末级喷嘴的膨胀能力限制，功率增长停止。 Δ N2为水泵电机功率曲线，后期增加单位水量将耗损更多的功。 Δ N为汽轮机与水泵电机功率差，在到达最佳冷却水量bestQ 前，冷却水水量和 Δ N成正比关系，即同向增大， Δ N最在 C 点取最大值，以最佳冷却水量为分界点，继续增大冷却水量的供应，汽轮机增量与水泵耗能增量之差 Δ N开始减小，此时呈反比关系。图 3.2 和图 3.3 是在确定一组循环水温和蒸汽负荷值得前提下得到的关系曲线，bestP 和bestQ 也对应着这组值，同时也跟随这组设定值发生改变。因此，通过分析和计算确定汽轮机的经济真空度，并基于此对冷却水的流量进行控
【参考文献】
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本文编号：2837332
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