【正文】 分段擬合得到微增功率一排氣壓力關(guān)系是:△N= k一 ≤P≤△N= k一 ≤P≤河海大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文30△N= k一 ≤P≤02022400060008000100005 7 9 11排 汽 壓 力 (kPa)微增功率(kW)圖 37 機(jī)組功率與排氣壓力曲線圖表 3 一 3 6OMW 機(jī)組微增出力試驗結(jié)果序號 名稱 單位 工況 1 工況 2 工況 3 工況 41 發(fā)電機(jī)功率 kW 2 排汽壓力 kpa 3 修正后熱耗率 Kj/kwh 4 修正后功率 kw 5 機(jī)組微增出力 kw 6 微增出力相對值 ％ 在 60MW 工況下，機(jī)組的排汽壓力從 變化到 ，機(jī)組功率由于背壓的升高而減小 ，相對變化率約 %。循環(huán)水運(yùn)行方式為開式循環(huán)。我們把閥門開度連續(xù)變量也進(jìn)行離散化，這樣可以采用枚舉法逐步搜索出離散變量所有可能的方法。 綜合上述分析，循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型為:目標(biāo)函數(shù): 1maxnlipjjN????約束條件:Pk=f(Dc， t wl， Q r，ξ)P=f(p，t，q，P t):2()occABCHZ????Npi=f(Qpi，φ)1mntipjQ??Hoc=Hp=Hpi= f(Qpi，φ pi)河海大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文28Pkmin≤P k≤P kmaxQmax≥Q≥Q minξ i≥ξ imin. 數(shù)學(xué)模型的求解方法通過循環(huán)水泵的揚(yáng)程特性、循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)的水阻力特性聯(lián)立方程可以求出某個運(yùn)行方式(水泵組合，葉片角度，各個凝汽器進(jìn)水閥開度，各水泵轉(zhuǎn)速等) 下流過各個凝汽器的循環(huán)水量，通過凝汽器特性可以進(jìn)一步可以求出該運(yùn)行方式下的各個凝汽器的真空度，最后根據(jù)汽輪機(jī)特性和循環(huán)水泵流量一耗功的關(guān)系分別求出該運(yùn)行方式下的發(fā)電機(jī)組功率和水泵耗電，相減得出該運(yùn)行方式下的凈出力(不考慮其他廠用電)。（4）并聯(lián)泵組的運(yùn)行特性：電廠往往都使用并聯(lián)泵組向凝汽器其供應(yīng)冷卻水，既便是單元制循環(huán)水供水方式的機(jī)組，也往往使用 2 臺泵對應(yīng)一臺凝汽器的方式。泵在不同葉片角度和轉(zhuǎn)速下的揚(yáng)程特性曲線一般取制造廠提供的數(shù)據(jù)，實際進(jìn)行優(yōu)化計算時候，需要將數(shù)據(jù)曲線擬合成一定的公式來使用。k)。φ w、φ t、φ z、φ ζ 以及 ξm、ξc、ξa 各參數(shù)的計算方法文獻(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的討論，這里就不重復(fù)了。目前循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行分析中所用的公式主要有別爾曼公式和 HEI 公式。河海大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文23（1）凝汽器性能:凝汽器性能特性:在一定的設(shè)備組成和連接方式下，凝汽器壓力與循環(huán)水入口溫度、循環(huán)水流量以及汽輪機(jī)低壓缸排汽量的關(guān)系Pk=f(Dc，t wl，Q r，ξ)其中 Q 表示循環(huán)水流量，m 3/s，f wl表示循環(huán)水入口溫度，D c表示排氣量。在該方式下機(jī)組出力增量總和與水泵耗功增加的總量之差為最大，此時，機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最高，故目標(biāo)函數(shù)為: 1maxnlipjjPN????其中△P 是各機(jī)組發(fā)電量與各循泵耗電量之差；，P li表示第 i 臺機(jī)組的發(fā)電量，i=1，2，..…m，m 為機(jī)組臺數(shù)；1mli??，P pi表示第 j 臺循泵的耗電量，j=l，2，……n，n 為循環(huán)泵臺數(shù)；1npjjN?（4）循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型相關(guān)的設(shè)備性能特性：l)汽輪機(jī)微增功率性能:在某一新蒸汽參數(shù)和流量條件下汽輪機(jī)輸出功率與排氣壓力的關(guān)系；2)凝汽器性能:在一定的排氣量下，凝汽器真空與單位時間通過凝汽器的循環(huán)水量和循環(huán)水溫度的關(guān)系；3)循泵流量一功耗的關(guān)系:不同葉片開度下的揚(yáng)程特性，流量一功耗關(guān)系；4)循環(huán)水泵的揚(yáng)程特性:不同葉角下的揚(yáng)程特性，若循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速可調(diào)，還應(yīng)該包括不同轉(zhuǎn)速下的揚(yáng)程特性；5)循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)的水阻力特性；. 各個設(shè)備性能特性的獲得方法汽輪機(jī)微增功率性能在某一新蒸汽參數(shù)和流量條件下汽輪機(jī)輸出功率與排氣壓力的關(guān)系P=f(p，t，q，P t)，其 p，t，q 表示主蒸汽壓力、溫度、流量，p k表示機(jī)組背壓。循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)是在汽輪機(jī)熱耗量不變的情況下，汽輪機(jī)發(fā)電量與循環(huán)水泵耗電量的差額達(dá)到最大。這樣起到一定的節(jié)能作用，國產(chǎn) 100Mw 單元機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)如圖 31。對于有很多臺同時開工建設(shè)的電廠，不少母管制對多臺凝汽器供水，依靠改變運(yùn)行方式適應(yīng)負(fù)荷變化，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和靈活性優(yōu)于單元制。最后，隨著機(jī)組的運(yùn)行，優(yōu)化的基礎(chǔ)一設(shè)備性能均可能已經(jīng)有所改變，多大程度上反應(yīng)現(xiàn)在的運(yùn)行實際是個未知數(shù)。比如對循環(huán)水泵性能特性，把泵出廠特性曲線進(jìn)行擬合成公式；對管路水力性能特性，詳細(xì)獲得管路的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料、凝汽器阻力特性等數(shù)據(jù)，估算各個阻力系數(shù)，然后根據(jù)流體力學(xué)知識得到管路水阻計算公式，這樣結(jié)合泵特性公式，就可以得出不同運(yùn)行方式下的循環(huán)水流量，再根據(jù)凝汽器變工況計算獲得各個運(yùn)行方式下對應(yīng)的真空。在計算方面，一般采用計算機(jī)運(yùn)算，考慮到計算機(jī)的高性能，采用直接搜索法結(jié)合其他非線形規(guī)劃方法成為可能。由于設(shè)備的改進(jìn)，不少電廠的循環(huán)水泵開始采用可調(diào)節(jié)葉片角度的泵，這增加了調(diào)節(jié)手段，使得利用循泵葉角變化細(xì)調(diào)成為可能，這樣的研究如上面的第 2 條。比采用葉片可調(diào)、配套電機(jī)增容的循環(huán)水泵減少發(fā)電量為 250 萬千瓦時。為了進(jìn)一步挖掘機(jī)組節(jié)能潛力，降低供電煤耗。4) 1998 年，韋紅旗等人詳細(xì)地討論了母管制循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化模型，并且對循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化過程中涉及的主要問題進(jìn)行了探討，并且討論了優(yōu)化模型求解策略。河海大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文18第三章 循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化. 循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化問題的研究進(jìn)展1) 1989 年，曾鳴、杜作敏研究了 200MW 單元制機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，采用轉(zhuǎn)軸直接搜索法尋優(yōu)，得出下面的結(jié)論:循環(huán)進(jìn)水溫度在某個溫度 t 以下，只需要開一臺循環(huán)水泵就能滿足機(jī)組正常運(yùn)行需要，當(dāng)循環(huán)水溫度上升到 t 以上，需要開 2 臺泵才能滿足要求。全廠負(fù)荷優(yōu)化分配就是將此負(fù)荷 P合理地分配到 n 臺機(jī)組上，而使全廠總煤耗量最小。 本 章 小 結(jié)等微增率分配電廠機(jī)組間負(fù)荷的方法簡單易懂，使用方便。滿足上述要求后，可能會有某些機(jī)組停機(jī)的可能選擇，或者不停機(jī)而幾臺機(jī)組均處于低負(fù)荷的選擇?？疾煲粋€時段內(nèi)，首先枚舉 1 臺，2 臺，…的機(jī)組組合，然后在確定了哪幾臺機(jī)組的條件下，再進(jìn)行枚舉比較。原因有二個:一個是考慮機(jī)組啟停，計算量大，計算時間相對長，可能難以滿足工程需要。理論上可以預(yù)先計算預(yù)想得到的所有情況。表 21 負(fù)荷與煤耗關(guān)系統(tǒng)計全廠 MW 420 450 480 510 540 570 600一臺 MW 70 75 80 85 90 95 100100MW 機(jī)組六臺 MW 420 450 480 510 540 570 600總煤耗量 標(biāo)準(zhǔn)噸 運(yùn)用表中數(shù)據(jù)分配負(fù)荷即可使總煤耗達(dá)最小。由()式可知，只有當(dāng)各機(jī)組的燃料消耗微增率相等時，才能達(dá)到最優(yōu)的負(fù)荷分配。目前我們可以取機(jī)組大修前試驗的結(jié)果，或者如果 DCS 性能計算中有該項數(shù)據(jù)，也可以采用運(yùn)行數(shù)據(jù)獲得。對于“反平衡”計算鍋爐效率時，需知道煤的成分與熱值，這些數(shù)據(jù)一般來自化學(xué)車間的分析結(jié)果。niiiP?i=1，2，3…..n注:實時分配中的下標(biāo) t 并不代表劃分的時段，而僅僅與 tl 時刻相區(qū)別，代表 t時刻負(fù)荷一煤耗曲線 的確定:()BfP?對于 n=l 的情況， 即為該機(jī)組供電負(fù)荷一煤耗曲線 。φ()1。另外由于突然發(fā)生的機(jī)組蒸汽調(diào)門在一定范圍內(nèi)卡澀引起的負(fù)荷調(diào)整能力有限等故障，剔除不能運(yùn)行到的負(fù)荷范圍就可以了，即調(diào)門卡澀引起的負(fù)荷限制判斷函數(shù) θ（P i）≠1。河海大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文11 結(jié)論在電力市場的條件下，目前直接調(diào)度到具體某一機(jī)組的調(diào)度方式，不能保證發(fā)電公司維持最低煤耗運(yùn)行，可以將發(fā)電公司分為幾個調(diào)度單元。 條件比較由圖 12 總負(fù)荷曲線圖（考慮停用費(fèi)）可知，在整個調(diào)度周期內(nèi)，4 臺機(jī)組分擔(dān)的負(fù)荷高低依次為:4機(jī)組一直負(fù)荷較高，在多數(shù)時段滿負(fù)荷運(yùn)行，而 2由于煤耗率較其他 3 臺機(jī)組高得多，因此多數(shù)時段一直在出力下限運(yùn)行，4機(jī)組雖然煤耗率最低，但由于其微增率也最低，它在相對較低負(fù)荷運(yùn)行時煤耗率比 1和 3機(jī)組要低，所以綜合結(jié)果 4不會首先承擔(dān)高負(fù)荷。h).煤耗率如圖 12 曲線 3 所示。h，總的燃料消耗量為，平均煤耗率為 )。以我廠有 6 臺國產(chǎn)型 100 MW 機(jī)組的電廠為例，由于是在一個電廠內(nèi)，忽略網(wǎng)損的影響。為了機(jī)組的安全健康運(yùn)行，機(jī)組有一個最小運(yùn)行時間和最小停機(jī)時間限制。min()opBf? op 優(yōu)化分配數(shù)學(xué)模型的約束條件，沒有發(fā)生停機(jī)或者需要重新開機(jī)的情況，則有： Pimin≤P i≤P imax其中 Pimax、P imin，分別為第 i 臺機(jī)組能長期穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)荷的上下限。設(shè)全廠有 n 臺機(jī)組投入并聯(lián)運(yùn)行，全廠總負(fù)荷為 P，全廠負(fù)荷優(yōu)化分配就是將此負(fù)荷 P合理地分配到 n 臺機(jī)組上。電力企業(yè)必須堅持“安全第一，預(yù)防為主”的生產(chǎn)基本方針，其效益首先體現(xiàn)在安全可靠供電的社會效益方面。目的是在滿足用電需要，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定和主要設(shè)備“健康”的前提下，最合理地安排機(jī)組運(yùn)行，將電網(wǎng)給定電廠的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)地分配給熱力設(shè)備，以取得全廠和整個電力系統(tǒng)的最大經(jīng)濟(jì)效益。正確的負(fù)荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型和求解方法是關(guān)鍵，因此詳細(xì)研究了數(shù)學(xué)模型），然后針對優(yōu)化計算的基礎(chǔ)一設(shè)備性能確定提出了新的方法:在分析運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得出的機(jī)組性能比較接近實際情況。河海大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文6出 廠 設(shè) 計 值維 修 后 試 驗 值實 際 運(yùn) 行 值機(jī) 組 運(yùn) 行 時 間機(jī) 組 熱 耗 率 維 修 周 期圖 01 設(shè)計值、維修值、實際值的比較示意圖設(shè)實際運(yùn)行值為 b1，維修后試驗值為 b2，出廠設(shè)計值為 b3，隨著機(jī)組運(yùn)行時間的推移，設(shè)備逐步磨損、老化，在設(shè)備沒有故障的情況下，機(jī)組的熱耗率也會逐步上升，因此一般地有: b2 b3，圖中維修后試驗值曲線就表明了這個現(xiàn)象。另外由于做試驗工況比較少，當(dāng)煤種變化，或者環(huán)境條件變化時候，試驗結(jié)果跟實際運(yùn)行情況就有所差別了。廠家設(shè)計性能曲線具有參考價值，但是一般來說，由于各種各樣的原因，運(yùn)行一段時間之后，設(shè)計單位原先提供的數(shù)據(jù)資料已不能完整反映機(jī)組當(dāng)前的情況，特別是經(jīng)過改造的機(jī)組，與實際情況差別就更大了?，F(xiàn)代發(fā)電機(jī)組都裝備有成熟完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從運(yùn)行數(shù)據(jù)庫中取得運(yùn)行參數(shù)，然后對這些參數(shù)進(jìn)行綜合分析，獲得各系統(tǒng)(設(shè)備)的性能特性。新機(jī)組安裝完成正式投產(chǎn)后，會進(jìn)行機(jī)組性能考核試驗，得到當(dāng)時的各系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)和曲線。各系統(tǒng)性能特性的獲得方法，常見的有以下幾種。另外，在優(yōu)化目標(biāo)值的選擇問題上，還有值得探討的地方。通過如下步驟來實現(xiàn)電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率:按照電網(wǎng)調(diào)度要求的全廠發(fā)電量，根據(jù)廠內(nèi)各機(jī)組的運(yùn)行狀況和機(jī)組效率，合理分配負(fù)荷給各臺機(jī)組，以達(dá)到提高整體效益的目的。對于有多臺機(jī)組的大型電廠，經(jīng)濟(jì)性的提高更為可觀。因此，在電廠多臺機(jī)組間的負(fù)荷調(diào)度中迫切需要一種調(diào)度依據(jù)，既能在各種運(yùn)行工況下科學(xué)地、簡便地提供機(jī)組間負(fù)荷分配的結(jié)果，又能保證負(fù)荷分配的結(jié)果是經(jīng)濟(jì)的、可信的，以彌補(bǔ)電廠因參與調(diào)峰而造成的經(jīng)濟(jì)損失，這就是本研究的現(xiàn)實背景。以 100 Mw 機(jī)組為例，在設(shè)計工況下，當(dāng)負(fù)荷從額定值降至 70 Mw 工況下運(yùn)行時，機(jī)組的發(fā)電煤耗率將增加約 由于受當(dāng)時火力電廠設(shè)備設(shè)計與制造技術(shù)水平的限制和新疆電網(wǎng)自身的特點，沒有采用高參數(shù)大容量的鍋爐及汽輪機(jī)。我國的電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是以火電為主，水力和核電為輔，火電占裝機(jī)容量的 70%以上，這跟我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是息息相關(guān)的：我國煤炭資源非常豐富，一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，石油和天然氣為輔，這種狀況在短期內(nèi)不會發(fā)生大的變化，尤其是在世界石油將在百年內(nèi)用完的預(yù)期下我國火力發(fā)電廠的發(fā)電煤耗相比世界先進(jìn)國家，還是比較高的。但是盡管如此，我國人口眾多，用電水平還是相當(dāng)?shù)牡?，有資料表明，到 2022 年，我國人均裝機(jī)容量為 ，人均年用電 1064kwh，低于世界平均水平的一半。采用 220KV 及 110KV 兩級電壓分別向烏魯木齊(145 公里)等北疆大部分地區(qū)供電，并為新疆電網(wǎng)提供可靠的電源保證?？傃b機(jī)容量為6x100MW。 and optimal operation of circulating water system mathematical model, using the direct enumeration method to find the results.According to mathematical model of a 300MW generating units circulating water system is optimized calculation, the operation of the proposed operation to pare with the original, can produce better economic benefits.Optimization of a 300MW unit calculation results with the actual operation data pared because of changes in equipment performance, the original