本发明涉及一种汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，步骤为：⑴环境温度变化2～3℃为一组，循环水流量50～100％之间试验；⑵记录试验参数；⑶对主汽温度、压力参数偏离值进行修正；⑷确定最佳的循环水流量和最佳经济背压值；⑸制定出不同环境温度和机组负荷的最佳循环水流量对应值；⑹机组运行，对最佳背压进行验证；⑺绘制出循环水流量曲线，得出最佳循环水流量表达式；⑻修正最佳背压对应的循环水流量；⑼以环境温度每变化3度为一个区间，得出区间内不同负荷的最佳循环水流量公式；⑽得出的每个环境温度的调整背压的最佳循环水流量。本发明使汽轮发电机组在最佳状态下运行，有利于降低综合煤耗率和循环水耗电率，高效的利用能源，提高汽轮发电机组的经济性。
1.一种汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，利用计算机DCS系统，实时根据环境温度和机组负荷调整主机循环泵频率，维持机组在最佳经济背压值的循环水流量下运行，其特征是：所述优化的步骤如下：⑴在汽轮发电机组不同负荷点，环境温度由16℃至33℃，每2℃至3℃为一组试验，在主机循环水流量50％(v)至100％(v)之间进行试验，调整幅度以循环水泵功耗微增量为依据，每次调整后稳定运行30分钟至1小时；
⑵记录试验参数，所述参数包括环境温度、机组负荷、主机循环水流量、背压、主汽温度、压力、主汽流量、煤耗、厂用电率和主机循环水泵电耗；
⑶对步骤⑵中影响主汽流量、煤耗的主汽温度、压力参数偏离值按汽轮发电机组性能进行修正；
⑷根据汽耗率的变化，折算汽轮发电机组微增出力的变化量，对比主机循环泵微增功耗的变化，确定最佳的循环水流量，根据最佳的循环水流确定机组最佳经济背压值；
⑸在设定环境温度和机组负荷下进行步骤⑷的试验，积累试验数据后制定出设定环境温度和机组负荷的最佳循环水流量值；
⑹汽轮发电机组按最佳循环水流量的推荐值运行，依据综合供电煤耗和汽轮发电机组热耗变化，对最佳背压进行验证；
⑺试验得出设定环境温度下，不同负荷时的最佳循环水流量，绘制出不同负荷对应的循环水流量曲线，得出最佳循环水流量的近似表达式；
⑻利用步骤⑺所述的最佳循环水流量近似表达式计算出对应负荷情况下最佳主机循环水流量；通过综合成本煤耗法验证，修正最佳背压对应的循环水流量；
⑼将环境温度每3度为一个区间，得出每个区间对应的最佳循环水流量近似公式；最终得到环境温度由16℃～33℃，机组负荷175～350MW的所有对应的最佳循环水流量公式；
⑽按照步骤⑼得出的每个环境温度区间内负荷情况下调整背压的最佳循环水流量。
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，其特征是：所述步骤⑸中设定环境温度为16℃、20℃、24℃、28℃和32℃，所述设定机组负荷为175MW、250MW、
3.根据权利要求1所述的汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，其特征是：所述步骤⑺中23℃时的最佳循环水流量近似表达式为：Dw＝0.00002W3-0.0099W2+2.1881W-105.92其中：Dw为循环水流量，％(v)；
4.根据权利要求1所述的汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，其特征是：所述步骤⑼中，所述每3度为一个区间的175～350MW的所有对应的最佳循环水流量公式为：
16～18℃：Dw＝a1w3–b1w2+c1w–d1；
19～21℃：Dw＝a2w3–b2w2+c2w–d2；
22～24℃：Dw＝0.00002w3-0.0099w2+2.1881w-105.92；
25～27℃：Dw＝a4w–b4w+c4w–d4；
28～30℃：Dw＝a5w3–b5w2+c5w–d5；
31～33℃：Dw＝a6w3–b6w2+c6w–d5；
汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法
技术领域
[0001] 本发明属于发电机组节能技术领域，涉及一种汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法。
背景技术
[0002] 汽轮机低压缸排汽出口处的压力叫做汽轮机的背压。汽轮发电机组背压的变化对汽机机组循环热效率有着重要的影响，真空每降低1％，使煤耗增加0.1～0.15％，故控制好汽轮发电机组背压，保证汽轮发电机组在最佳背压下运行，对汽轮发电机组经济性有着重要的意义。由于电厂凝汽式汽轮机运行背压受多方面参数的影响，如机组负荷、环境温度、凝汽器运行状况、循环水流量和间冷系统换热效果等。最佳经济背压的确定可以通过理论公式进行计算推导，或通过试验获得，但都是一个复杂的过程，目前实际运行中无法实时维持最佳经济背压运行。实际运行中上述推导计算所得值，还应再考虑汽轮机的排汽阻力、凝结水的过冷却度及锅炉补充水等因素对凝汽器背压的影响。使凝汽器的最佳真空计算非常复杂，在运行中进行实时测量、计算、调整变得难以实现。可见通过大量的不同工况试验对数据寻优后得出最佳背压值，才能对凝汽器最佳背压的进行实际控制。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，通过负荷微增、循环泵电耗微增及汽耗率、煤耗的对比分析，得出不同环境温度下典型负荷对应的最佳经济背压和不同环境温度下最佳循环水流量对应的关系式，使汽轮发电机组维持在最佳状态下运行。
[0004] 本发明的技术方案是：汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，利用计算机DCS系统，实时根据环境温度、机组负荷调整主机循环泵频率，维持汽轮发电机组在最佳经济背压值的循环水流量下运行。优化的步骤如下：
[0005] ⑴在汽轮发电机组不同负荷点，环境温度由16℃至33℃，每2℃至3℃为一组试验，在主机循环水流量50％(v)至100％(v)之间进行试验，调整幅度以循环水泵功耗微增量为依据，每次调整后稳定运行30分钟至1小时；
[0006] ⑵记录试验参数，参数包括环境温度、机组负荷、主机循环水流量、背压、主汽温度、压力、主汽流量、煤耗、厂用电率和主机循环水泵电耗；
[0007] ⑶对步骤⑵中影响主汽流量、煤耗的主汽温度、压力参数偏离值按汽轮发电机组性能进行修正；
[0008] ⑷根据汽耗率的变化，折算汽轮发电机组微增出力的变化量，对比主机循环泵微增功耗的变化，确定最佳的循环水流量，根据最佳的循环水流确定汽轮发电机组最佳经济背压值；
[0009] ⑸在设定环境温度和机组负荷下进行步骤⑷的试验，积累试验数据后制定出设定环境温度和机组负荷的最佳循环水流量值；
[0010] ⑹汽轮发电机组按最佳循环水流量的推荐值运行，依据综合供电煤耗和机组热耗变化，对最佳背压进行验证；
[0011] ⑺试验得出设定环境温度下，不同负荷时的最佳循环水流量，绘制出不同负荷对应的循环水流量曲线，得出最佳循环水流量近似表达式；
[0012] ⑻利用步骤⑺所述的最佳循环水流量近似表达式计算出对应负荷情况下最佳主机循环水流量；通过综合成本煤耗法验证、修正最佳背压对应的循环水流量；
[0013] ⑼将环境温度每3度为一个区间，得出每个区间对应的最佳循环水流量近似公式；最终得到环境温度由16℃～33℃，机组负荷175～350MW的所有对应的最佳循环水流量公式；
[0014] ⑽按照步骤⑼得出的每个环境温度区间内负荷情况下调整背压的最佳循环水流量。
[0015] 步骤⑸中设定环境温度为16℃、20℃、24℃、28℃和32℃，设定机组负荷为175MW、250MW、200MW、300MW和350MW。步骤⑺中23℃时的最佳循环水流量近似表达式为：
[0016] Dw＝0.00002W3-0.0099W2+2.1881W-105.92
[0017] 其中：Dw为循环水流量，％(v)；
[0018] W为机组负荷，MW。
[0019] 步骤⑼中，所述每3度为一个区间的175～350MW的所有对应的最佳循环水流量公式为：
[0020] 16～18℃：Dw＝a1w3–b1w2+c1w–d1；
[0021] 19～21℃：Dw＝a2w3–b2w2+c2w–d2；
[0022] 22～24℃：Dw＝0.00002w3-0.0099w2+2.1881w-105.92；
[0023] 25～27℃：Dw＝a4w3–b4w2+c4w–d4；
[0024] 28～30℃：Dw＝a5w3–b5w2+c5w–d5；
[0025] 31～33℃：Dw＝a6w3–b6w2+c6w–d5；
[0026] 其中：Dw为循环水流量，％(v)；
[0027] W为机组负荷，MW；
[0028] ai、bi、ci为常数，i＝1、2、3、4、5、6。
[0029] 当机组负荷、环境温度一定时，影响机组背压的变量主要是循环水流量。当循环泵功率增加，凝汽器循环水量也增加，汽轮机的背压减小时，增加了汽轮机机组的功率。反之，循环泵功率减少，凝汽器循环水量也减少，汽轮机的背压上升时，减少了汽轮机机组的功率。当循环泵功率与汽轮机功率的增加达到经济性最好时，即凝汽式汽轮机所产生的背压值就是最佳运行背压。
[0030] 影响凝汽器背压的变量主要有机组负荷、环境温度、循环水流量。在环境温度一定的条件下，机组负荷跟随AGC变化，通过对主机循环水泵运行数量及变频泵频率的调节，保持最佳的主机循环水流量。
[0031] 本发明汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，通过对不同机组负荷和环境温度进行试验，对影响主汽流量、煤耗的主汽温度、压力参数偏离值按机组性能进行修正，确定最佳的循环水流量最佳经济背压值，得出不同环境温度下典型负荷对应的最佳经济背压和不同环境温度下最佳循环水流量对应的关系式和每个环境温度区间内的负荷情况下调整背压的最佳循环水流量，使汽轮发电机组维持在最佳状态下运行，有利于降低综合煤耗率和主机循环水耗电率，高效利用能源，提高汽轮发电机组的经济性。
附图说明
[0032] 图1为本发明汽轮发电机组背压及循环水量的优化的流程示意图；
[0033] 图2为不同负荷的最佳循环水流量的曲线图。
具体实施方式
[0034] 下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
[0035] 本发明汽轮发电机组背压及循环水量的优化方法，利用计算机DCS系统，实时根据环境温度、机组负荷调整主机循环泵频率，维持机组在最佳经济背压值的循环水流量下运行。
[0036] 影响凝汽器背压的变量主要有机组负荷、环境温度、循环水流量。在环境温度一定的条件下，机组负荷跟随AGC变化，我们通过对主机循环水泵运行数量及变频泵频率的调节，保持最佳的主机循环水流量。如图1所示，优化的步骤如下：
[0037] ⑴在汽轮发电机组不同负荷点，环境温度由16℃至33℃，每2℃至3℃为一组试验，在主机循环水流量50％(v)至100％(v)之间进行试验，调整幅度以循环水泵功耗微增量为依据，每次调整后稳定运行30分钟至1小时；
[0038] ⑵记录试验参数，所述参数包括环境温度、机组负荷、主机循环水流量、背压、主汽温度、压力、主汽流量、煤耗、厂用电率和主机循环水泵电耗；
[0039] ⑶对步骤⑵中影响主汽流量、煤耗的主汽温度、压力参数偏离值按汽轮发电机组性能进行修正；
[0040] ⑷根据汽耗率的变化，折算汽轮发电机组微增出力的变化量，对比主机循环泵微增功耗的变化，确定最佳的循环水流量，根据最佳的循环水流确定机组最佳经济背压值；增加主机循环水流量使主机循环泵微增功耗量等于机组负荷微增量时，机组的循环水流量即为最佳循环水流量临界点，结合综合煤耗变化量，确定机组最佳经济背压值；表1所示，当环境温度25℃，机组负荷为300MW，主机循环水额定流量为85％(v)，所对应的背压4.8kPa，即为最佳背压。
[0041] 表1对应环境温度25℃，机组负荷300MW的机组数据
[0042]
[0043] ⑸设定环境温度为16℃、20℃、24℃、28℃和32℃，设定机组负荷为175MW、250MW、200MW、300MW和350MW，进行步骤⑷的试验，积累试验数据后制定出设定环境温度和机组负荷的最佳循环水流量值；表2为上述环境温度和机组负荷情况下的最佳循环水流量值；
[0044] 表2设定环境温度和机组负荷情况下的最佳循环水流量值
[0045]
[0046] ⑹汽轮发电机组按最佳循环水流量的推荐值运行，依据综合供电煤耗和汽轮发电机组热耗变化，对最佳背压进行验证；
[0047] ⑺试验得出设定环境温度下，不同负荷时的最佳循环水流量，绘制出不同负荷对应的循环水流量曲线，得出最佳循环水流量近似表达式；在环境温度一定时，绘制出不同负荷对应的循环水流量曲线，图2为环境温度23℃时，不同负荷对应的最佳循环水流量趋势；由图2得出最佳循环水流量近似表达式：
[0048] Dw＝0.00002W3-0.0099W2+2.1881W-105.92
[0049] 其中：Dw为循环水流量，％(v)；
[0050] W为机组负荷，MW；
[0051] ⑻利用步骤⑺所述的最佳循环水流量近似表达式计算出对应负荷情况下最佳主机循环水流量；通过综合成本煤耗法验证、修正最佳背压对应的循环水流量；
[0052] ⑼将环境温度每3度为一个区间，得出每个区间对应的最佳循环水流量近似公式；最终得到环境温度16℃～33℃，机组负荷175～350MW的所有对应的最佳循环水流量公式；
每3度为一个区间的175～350MW的所有对应的最佳循环水流量公式为：
[0053] 16～18℃：Dw＝a1w3–b1w2+c1w–d1；
[0054] 19～21℃：Dw＝a2w3–b2w2+c2w–d2；
[0055] 22～24℃：Dw＝0.00002w3-0.0099w2+2.1881w-105.92；
[0056] 25～27℃：Dw＝a4w3–b4w2+c4w–d4；
[0057] 28～30℃：Dw＝a5w3–b5w2+c5w–d5；
[0058] 31～33℃：Dw＝a6w3–b6w2+c6w–d5；
[0059] 其中：Dw为循环水流量，％(v)；
[0060] W为机组负荷，MW；
[0061] ai、bi、ci为常数。
[0062] ⑽按照步骤⑼得出的每个环境温度区间内负荷情况下调整背压的最佳循环水流量。
[0063] 通过长时间内不同工况、不同环境温度下的试验数据，确定不同工况下的最佳循环水流量，并经过综合成本煤耗法的分析、验证后，完成对汽轮发电机组最佳经济背压的优化，得到所有工况对应的最佳循环水流量公式。在DCS系统中设置主机循环水流量调节回路，实时根据环境温度、机组负荷调整主机循环泵频率，维持汽轮发电机组在最佳经济背压值下运行，实现汽轮发电机组最佳经济背压的实时控制。
