一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法

摘要

本发明属于湿冷机组优化运行领域，公开了一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，包括：确定汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水温度，将其作为设定条件；选择不同的循环水泵运行方式，记录每种循环水泵运行方式对应的汽轮机排汽压力，并计算机组对应的汽轮机功率增加量与循环水泵耗功增加量的差值；确定差值的最大值，选择最大值对应的循环水泵运行方式为设定条件下的最优运行方式，并选择最优运行方式对应的排汽压力为设定条件下的最佳排汽压力；改变汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水温度，得到不同设定条件下的最优运行方式以及最佳排汽压力；能够更准确的指导湿冷机组的经济、优化运行。

权利要求

1.一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，确定汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水在凝汽器入口的温度，将所述汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水在凝汽器入口的温度作为设定条件；

步骤2，在所述设定条件下，选择不同的循环水泵运行方式，记录每种循环水泵运行方式下对应的汽轮机排汽压力、循环水在凝汽器入口的压力、循环水在凝汽器入口的温度、循环水在凝汽器出口的压力、循环水在凝汽器出口的温度以及循环水流量，并计算每种循环水泵运行方式下湿冷机组对应的汽轮机功率增加量与循环水泵耗功增加量的差值；

步骤3，确定湿冷机组对应的汽轮机功率增加量减去循环水泵耗功增加量的差值的最大值，选择所述最大值对应的循环水泵运行方式为所述设定条件下的最优运行方式，并选择所述最优运行方式对应的汽轮机排汽压力为所述设定条件下的最佳排汽压力；

步骤4，改变汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水在凝汽器入口的温度，重复执行步骤2和步骤3，得到不同设定条件下的最优运行方式以及汽轮机最佳排汽压力。

2.根据权利要求1所述的一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，其特征在于，步骤

1中确定汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量，其中，汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量的计算过程为：汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon＝mwCp(tw，out-tw，in)；

其中，mw表示循环水流量，Cp表示循环水定压比热容，tw，in表示循环水在凝汽器入口的温度，tw，out表示循环水在凝汽器出口的温度。

3.根据权利要求1所述的一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，其特征在于，步骤

2中，所述不同的循环水泵运行方式具体为：

湿冷机组配备两台循环水泵A和B，每台循环水泵有三种状态：第0种状态停止运行、第1种状态低速运行、第2种状态高速运行；从而两台循环水泵的运行方式共有九种：A0B0，A0B1，A0B2，A1B0，A1B1，A1B2，A2B0，A2B1，A2B2；其中，AiBj表示循环水泵A以第i种状态运行，循环水泵B以第j种状态运行，且i＝0，1，2，j＝0，1，2。

4.根据权利要求1所述的一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，其特征在于，步骤

4中改变汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量通过改变湿冷机组负荷或者改变汽轮机的排汽压力来实现。

说明书

一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法

技术领域

[0001] 本发明属于湿冷机组优化运行领域，尤其涉及一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法。

背景技术

[0002] 湿冷机组是一种利用循环水对汽轮机排汽进行冷却的机组类型，排汽压力的选择对其经济性能有很大的影响。

[0003] 常规的湿冷机组排汽压力优化方法以机组负荷和循环水温度作为基准，其具体实施方法为：1、在某一负荷和循环水温度下，选择不同的循环水泵运行方式进行经济性比对试验，记录所对应的汽轮机排汽压力及其他参数，根据试验数据分别计算出相同负荷和循环水温度下，不同循环水泵运行方式时机组所对应的汽轮机功率增加量ΔWt与循环水泵耗功增加量ΔWp的差值ΔW。2、选择ΔW最大时所对应的循环水泵运行方式为该负荷和循环水温度时的最优运行方式，选择ΔW最大时所对应的排汽压力为该负荷和循环水温度下最佳汽轮机排汽压力。3、改变负荷和循环水温度，重复1、2步骤，得到不同负荷和循环水温度下的最优运行方式和最佳运行背压。4、将得到的负荷、循环水温度和最运行背压关系汇总成表，为运行人员对循环水泵运行方式和机组排汽压力的选择提供依据。

[0004] 常规湿冷机组排汽压力优化方法的不足之处在于其采用机组负荷作为基准，该方法默认汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon与机组负荷是一一对应的，事实上，在相同的负荷条件下，若湿冷机组主蒸汽压力增加时，为保证机组稳定运行，高调门会适当关闭而产生节流损失，使得汽轮机排汽焓ht，in增大，进而导致汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon增大，即相同机组负荷条件下，主蒸汽压力的变化会使得汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon与机组负荷的关系发生变化，而常规的湿冷机组排汽压力优化方法并没有考虑到这一点。

发明内容

[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，能够更准确的指导湿冷机组的经济、优化运行。

[0006] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

[0007] 一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法，所述方法包括如下步骤：

[0008] 步骤1，确定汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水在凝汽器入口的温度，将所述汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水在凝汽器入口的温度作为设定条件；

[0009] 步骤2，在所述设定条件下，选择不同的循环水泵运行方式，记录每种循环水泵运行方式下对应的汽轮机排汽压力、循环水在凝汽器入口的压力、循环水在凝汽器入口的温度、循环水在凝汽器出口的压力、循环水在凝汽器出口的温度以及循环水流量，并计算每种循环水泵运行方式下湿冷机组对应的汽轮机功率增加量与循环水泵耗功增加量的差值；

[0010] 步骤3，确定湿冷机组对应的汽轮机功率增加量减去循环水泵耗功增加量的差值的最大值，选择所述最大值对应的循环水泵运行方式为所述设定条件下的最优运行方式，并选择所述最优运行方式对应的汽轮机排汽压力为所述设定条件下的最佳排汽压力；

[0011] 步骤4，改变汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量以及循环水在凝汽器入口的温度，重复执行步骤2和步骤3，得到不同设定条件下的最优运行方式以及汽轮机最佳排汽压力。

[0012] 本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

[0013] (1)步骤1中确定汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量，其中，汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量的计算过程为：

[0014] 汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon＝mwCp(tw，out-tw，in)；

[0015] 其中，mw表示循环水流量，Cp表示循环水定压比热容，tw，in表示循环水在凝汽器入口的温度，tw，out表示循环水在凝汽器出口的温度。

[0016] (2)步骤2中，所述不同的循环水泵运行方式具体为：

[0017] 湿冷机组配备两台循环水泵A和B，每台循环水泵有三种状态：第0种状态停止运行、第1中状态低速运行、第2种状态高速运行；从而两台循环水泵的运行方式共有九种：A0B0，A0B1，A0B2，A1B0，A1B1，A1B2，A2B0，A2B1，A2B2；其中，AiBj表示循环水泵A以第i种状态运行，循环水泵B以第j种状态运行，且i＝0，1，2，j＝0，1，2。

[0018] (3)步骤4中改变汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量通过改变湿冷机组负荷或者改变汽轮机的排汽压力来实现。

[0019] 本发明技术方案的有益效果：

[0020] 排汽压力的选择对湿冷机组的经济性能有很大的影响，常规的湿冷机组排汽压力优化方法以机组负荷和循环水温度作为基准，该方法默认汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon与机组负荷是一一对应的，事实上，在相同的负荷条件下，若湿冷机组主蒸汽压力增加时，为保证机组稳定运行，高调门会适当关闭而产生节流损失，使得汽轮机排汽焓ht，in增大，进而导致汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon增大，即相同机组负荷条件下，主蒸汽压力的变化会使得汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon与机组负荷的关系发生变化，而常规的湿冷机组排汽压力优化方法并没有考虑到这一点；本发明技术方案以汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和和循环水温度作为基准，避免了主蒸汽压力变化对排汽压力优化结果的影响。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0022] 图1为本发明实施例提供的一种湿冷机组汽轮机的排汽压力优化方法流程示意图。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 为了更准确的指导湿冷机组的经济、优化运行，本发明实施例提供一种改进的湿冷机组汽轮机排汽压力优化方法，该方法的特点为以汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水温度作为基准，如图1所示，其具体实施方法为：

[0025] 1、在汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水在凝汽器入口的温度一定的条件下，选择不同的循环水泵运行方式进行经济性比对试验，记录每种循环水泵运行方式下对应的汽轮机排汽压力、循环水在凝汽器入口的压力、循环水在凝汽器入口的温度、循环水在凝汽器出口的压力、循环水在凝汽器出口的温度以及循环水流量，根据试验数据分别计算出相同汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水在凝汽器入口的温度下不同循环水泵运行方式时机组所对应的汽轮机功率增加量ΔWt与循环水泵耗功增加量ΔWp的差值ΔW。

[0026] 一般来讲，湿冷机组会配备两台循环水泵A、B，每台循环水泵都会有高速2、低速1、停止0三种状态，也就是说，这两台循环水泵共存在A0B0,A0B1,A0B2,A1B0,A1B1,A1B2,A2B0,A2B1,A2B2这九种运行状态，在同一工况下，这九种循环水泵的运行状态分别对应不同的机组背压，也就对应了不同的机组经济性能。

[0027] 2、选择汽轮机功率增加量ΔWt与循环水泵耗功增加量ΔWp的差值ΔW最大时所对应的循环水泵运行方式为该汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水在凝汽器入口的温度下的最优运行方式，选择汽轮机功率增加量ΔWt与循环水泵耗功增加量ΔWp的差值ΔW最大时所对应的排汽压力为该汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水在凝汽器入口的温度下的最佳运行背压。

[0028] 3、改变汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水在凝汽器入口的温度，重复1、2步骤，得到不同汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon和循环水在凝汽器入口的温度下的最优运行方式和最佳汽轮机排汽压力。

[0029] 需要说明的是，当汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon发生变化时，循环水在凝汽器入口的温度也自然会发生相应的变化。

[0030] 通过调整凝汽器的运行参数，可以控制循环水在凝汽器出口的温度。

[0031] 需要补充的是，在湿冷机组的凝汽器中，存在如下平衡：汽轮机排汽所失去的热量Q1＝循环水所得到的热量Q2；

[0032] 其中，Q1＝mp*(hp,in-hp,out)；

[0033] mp表示汽轮机排气流量，单位为kg/s；

[0034] hp,in表示汽轮机排汽在凝汽器的入口焓值；

[0035] hp,out表示汽轮机排汽在凝汽器的出口焓值；

[0036] Q1为汽轮机排汽在凝汽器所失去的热量，即汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon。

[0037] 若想改变Q1，改变机组的某一参数即可实现，如增加机组负荷，则Q1会增加(主要是由于mp增加)，如增加排汽压力，则Q1会增加(主要是由于(hp,in-hp,out)差值的增加)。

[0038] Q2＝mw*Cw(tw,out-tw,in)

[0039] 其中Cw为循环水的平均比热容；

[0040] Cw＝(Cw,in+Cw,out)/2

[0041] Cw,out可以由循环水在凝汽器出口的压力和温度，通过查询水的物性参数得到；Cw,in可以由循环水在凝汽器出口的压力和温度，通过查询水的物性参数得到；

[0042] 需要说明的是，循环水在凝汽器入口的温度的改变有两种方式，(1)在不同的环境温度下进行试验，这样循环水进入凝汽器入口温度自然会发生变化；(2)做试验时取得了某一循环水进入凝汽器入口温度下的试验数据后，通过理论公式推算出循环水在凝汽器其他入口温度下的排汽压力数值，进而得到汽轮机功率增加量与循环水泵耗功增加量。

[0043] 只要是在稳定状态下，汽轮机排汽所失去的热量Q1始终等于循环水所得到的热量Q2(能量守恒)；在步骤1中，通过保证湿冷机组的各个参数始终一致即可保证汽轮机排汽所失去的热量Q1不变，同时循环水所得到的热量Q2也是不变的稳定值，即使循环水流量发生变化(或者循环水进入凝汽器的温度发生改变)，循环水进入凝汽器的出口温度也会做出相应的变化来保证能量的守恒。

[0044] 4、将得到的汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon、循环水在凝汽器入口的温度和最佳运行背压关系汇总成表，为运行人员对循环水泵运行方式和机组排汽压力的选择提供依据。

[0045] 由于汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon在实际应用中不够直观，本发明实施例利用循环水流量mw、循环水定压比热容Cp和循环水进出凝汽器的温度来计算汽轮机排汽被循环水冷却带走的热量Qcon，具体为如下公式：

[0046] Qcon＝mwCp(tw，out-tw，in)

[0047] 其中，mw表示循环水流量，Cp表示循环水定压比热容，tw，in表示循环水在凝汽器入口的温度，tw，out表示循环水在凝汽器出口的温度。

[0048] 公式中循环水在凝汽器入口的温度、循环水在凝汽器出口的温度可以通过温度测量元件直接得到，循环水定压比热容Cp由试验测定且为定值，循环水流量mw可通过测量元件得到，也可以由循环水泵的流量特性曲线特性求得。

[0049] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0050] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。