摘 要：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是發(fā)電廠中最重要的輔助系統(tǒng)之一，其啟動(dòng)流程復(fù)雜且人工操作會(huì)時(shí)常導(dǎo)致啟動(dòng)故障；在運(yùn)行時(shí)，處于非經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)電耗占整個(gè)發(fā)電機(jī)組的15%～25%。為解決上述2個(gè)問(wèn)題，該文依據(jù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行原理以及APS分層分級(jí)的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)一套APS自啟動(dòng)控制系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化機(jī)組啟動(dòng)流程，避免由運(yùn)行人員操作不當(dāng)引起的工作失誤。而后系統(tǒng)基于最佳真空的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化方法，根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)真空模型，找到最佳經(jīng)濟(jì)真空值并確定單臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性最高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在工況相近的條件下，單泵比雙泵運(yùn)行時(shí)循環(huán)水泵電耗減少51%，冷卻塔風(fēng)機(jī)電耗減少6.4%，節(jié)水69.33 t，達(dá)到了較好的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：生活垃圾焚燒電廠；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；一鍵啟動(dòng)；系統(tǒng)優(yōu)化；自啟動(dòng)

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）22-0110-06

Abstract： The circulating cooling water system is one of the most important auxiliary systems in the power plant， and its start-up process is complex and manual operation will often lead to start-up failures; during operation， the power consumption of the circulating cooling water system in a non-economic state accounts for 15% and 25% of the whole generator set. In order to solve the above two problems， according to the operation principle of circulating cooling water system and the design principle of APS hierarchical classification， a set of APS self-starting control system is designed， which greatly simplifies the unit start-up process and avoids the work errors caused by improper operation. Then the system is based on the optimization method of the circulating water system with the optimal vacuum. According to the thermodynamic calculation and data analysis， the economic vacuum model is constructed， the best economic vacuum value is found and the highest economy of the system is determined when a single ci5DHIjims6OSOQka1OmDllA==rculating pump is running. It is proved by experiments that under similar working conditions， the power consumption of single pump is 51% less than that of double pumps， the power consumption of cooling tower fan is reduced by 6.4%， and water saving is 69.33 t， which achieves a better energy saving effect.

Keywords： municipal solid waste incineration power plant; circulating cooling water system; one-button start; system optimization; self-start

隨著火電機(jī)組控制系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化發(fā)展的要求，機(jī)組一鍵啟?？刂葡到y(tǒng)（Automation Plant Start up and Shut down System，APS）已被廣泛應(yīng)用到燃煤電站、燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組控制系統(tǒng)中，從而全面提高電廠自動(dòng)化水平，以確保機(jī)組安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，避免由運(yùn)行人員操作不當(dāng)引起的工作失誤，大大簡(jiǎn)化了機(jī)組啟停流程[1]，甚至APS還能促進(jìn)電廠電能質(zhì)量的提升[2]。目前，國(guó)內(nèi)已有華能海門電廠2×1 000 MW機(jī)組、珠海電廠4號(hào)600 MW機(jī)組、湛江奧里油電廠2×600 MW機(jī)組及廣西北海電廠2×300 MW等機(jī)組將APS已成功投入運(yùn)行[3]。APS在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用已很成熟，將APS控制系統(tǒng)應(yīng)用到垃圾焚燒電廠中勢(shì)必能有效提高垃圾焚燒廠的啟停效率，降低機(jī)組啟停成本及故障率。

APS在組織架構(gòu)上可分為4層，即機(jī)組控制級(jí)、功能組控制級(jí)、功能子組控制級(jí)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制級(jí)，整體結(jié)構(gòu)呈金字塔形狀，而機(jī)組控制級(jí)則處于控制層的頂端。但在算法程序設(shè)計(jì)時(shí)，由于機(jī)組啟停過(guò)程較為復(fù)雜，且啟停過(guò)程可能是有多個(gè)并行實(shí)現(xiàn)的或啟停前后順序是根據(jù)工藝條件進(jìn)行調(diào)整的，為了簡(jiǎn)化程序，APS采用模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)思想原則為分層分級(jí)：①第一層為操作管理邏輯程序；②第二層為步進(jìn)程序，是APS的核心；③第三層為控制[4]。目前一些新型的垃圾焚燒電廠或新型機(jī)組，已能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵啟停垃圾焚燒機(jī)組及子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒的可視化和可控化，但相比于火電廠，垃圾焚燒電廠中對(duì)APS的應(yīng)用還不夠全面。張敬爭(zhēng)[5]闡述了垃圾電廠焚燒主體工藝系統(tǒng)技術(shù)和輔助工藝系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)，為垃圾焚燒電廠實(shí)現(xiàn)一鍵啟停技術(shù)提供了理論指導(dǎo)，而朱靜等[6]則進(jìn)一步對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟停爐的判定依據(jù)進(jìn)行了深入探討，為APS的邏輯程序設(shè)計(jì)提供了思路。文獻(xiàn)[7]是現(xiàn)有所有有關(guān)垃圾發(fā)電廠順控自啟停的設(shè)計(jì)中研究最為詳細(xì)的，以高安屯垃圾焚燒發(fā)電廠為例，依據(jù)分級(jí)控制的原則，研究了焚燒部分自啟停的順控系統(tǒng)，提出了自啟停的流程及方案，并設(shè)計(jì)出了焚燒線的自啟停程序。然后利用Petri網(wǎng)對(duì)順控系統(tǒng)部分進(jìn)行圖形化描述及分析。通過(guò)仿真和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果得出：所設(shè)計(jì)的自啟停程序能使焚燒線的啟停高效安全，減少了人工干預(yù)，提高了控制水平。

垃圾焚燒電廠的一鍵啟停研究多是關(guān)于焚燒部分的，有關(guān)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的研究少之又少，但循環(huán)冷卻水作為發(fā)電環(huán)節(jié)的核心組成部分之一，其一鍵啟停水平直接影響了垃圾焚燒發(fā)電廠的整體效率，在投運(yùn)過(guò)程中仍因人工調(diào)控的方式使得機(jī)組有一定概率出現(xiàn)故障問(wèn)題，降低了發(fā)電機(jī)組APS自動(dòng)化水平，而循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行方式又與能耗密切相關(guān)，因此對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制是非常有必要的[8-9]。

本文以某生活垃圾焚燒電廠的工程項(xiàng)目為例。該項(xiàng)目配有垃圾處理量為850 t/d機(jī)械式爐排焚燒爐和25 MW的凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組?；诂F(xiàn)場(chǎng)總線，對(duì)該發(fā)電機(jī)組的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套APS自啟動(dòng)控制系統(tǒng)，并基于最佳真空的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化方法對(duì)該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，從而降低了電耗和水耗，減少了啟動(dòng)過(guò)程中的人工干預(yù)，確保系統(tǒng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的一鍵啟動(dòng)

該電廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為敞開式循環(huán)冷卻水。該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由3臺(tái)循環(huán)水泵、2座冷卻塔、2臺(tái)風(fēng)機(jī)、1臺(tái)凝汽器、若干條循環(huán)水壓力管道、回水管道和其他小型設(shè)備組成。其中3臺(tái)循環(huán)水泵的配置分別為1臺(tái)變頻泵和2臺(tái)定頻泵；冷卻塔則為機(jī)械通風(fēng)逆流濕式冷卻塔，其配備的風(fēng)機(jī)皆為變頻風(fēng)機(jī)。循環(huán)冷卻水的作用是將冷卻水送至凝汽器中，將凝汽器中的汽輪機(jī)所排入乏氣的余熱帶走，進(jìn)行熱量的交換，同時(shí)也能維持凝汽器的真空度，使得汽水循環(huán)得以延續(xù)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)冷卻水分為2個(gè)部分在系統(tǒng)中流動(dòng)。主路部分負(fù)責(zé)把各個(gè)單元的回水送至冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)，循環(huán)水以噴淋的方式與風(fēng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的自下而上流動(dòng)的空氣充分接觸進(jìn)行熱交換，循環(huán)水溫度降低，降溫后的循環(huán)水進(jìn)入循環(huán)水泵吸水池，最終通過(guò)循環(huán)水泵將冷卻后的循環(huán)水泵送至各個(gè)用水單元。旁路部分為循環(huán)水在進(jìn)入冷卻塔前，將其中一部分的循環(huán)水通過(guò)過(guò)濾器，去除水中污泥等雜質(zhì)后返回至循環(huán)水池，系統(tǒng)原理圖如圖1所示。由于該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為開放式循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻塔會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)損失，排污產(chǎn)生排除損失，導(dǎo)致水系統(tǒng)水量不平衡，因此需要定期補(bǔ)充新鮮水，另外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)長(zhǎng)期使用而產(chǎn)生的污水還需定期排放到污水系統(tǒng)中。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了達(dá)到抑制管內(nèi)腐蝕結(jié)垢和殺菌除藻的效果，還會(huì)向循環(huán)冷卻水管道添加阻垢劑、緩蝕劑和殺菌劑。系統(tǒng)的能量交換包括電能與熱能，電能輸入包括水泵轉(zhuǎn)化電能為動(dòng)能輸送冷卻水，以及冷卻塔風(fēng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為熱能冷卻循環(huán)水；熱能則通過(guò)凝汽器進(jìn)入系統(tǒng)再由冷卻塔排至大氣中。

循環(huán)冷卻水APS設(shè)計(jì)構(gòu)架如圖2所示，其功能組級(jí)啟動(dòng)程控包含“啟動(dòng)”“復(fù)位”“暫?！薄疤健?個(gè)手動(dòng)選項(xiàng)。無(wú)人為干涉時(shí)，總程控滿足啟動(dòng)條件后，循環(huán)冷卻水功能組級(jí)程控接收機(jī)組級(jí)主控單元的信號(hào)啟動(dòng)，并向功能子組（設(shè)備子組）發(fā)送控制信號(hào)。循環(huán)冷卻水功能組級(jí)的程控也采用順控邏輯，能自動(dòng)判定啟動(dòng)條件、核查設(shè)備運(yùn)行情況、依次啟動(dòng)步序并確認(rèn)完成情況。當(dāng)設(shè)備子組中某一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，程控會(huì)自動(dòng)在循環(huán)冷卻水操作界面對(duì)該故障進(jìn)行報(bào)警，自動(dòng)切換至已聯(lián)鎖的備用設(shè)備并自動(dòng)開啟，故障設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)的功能子組需要在某個(gè)條件下的特殊工況跳過(guò)時(shí)，操作人員選擇“跳步”即可。循環(huán)冷卻水功能組級(jí)程控都能獨(dú)立于整個(gè)順控邏輯而單獨(dú)執(zhí)行，選擇該程控“啟動(dòng)”即可。

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的啟動(dòng)邏輯流程設(shè)計(jì)分為以下3部分，如圖3和圖4所示。

首先，循環(huán)冷卻水功能組級(jí)接收來(lái)自機(jī)組級(jí)的指令，滿足啟動(dòng)條件后啟動(dòng)程控。循環(huán)冷卻水在一鍵啟動(dòng)前， 循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻塔集水池向主控單元反饋所監(jiān)測(cè)到的液位高度，應(yīng)確保集水池液位大于0.5 m，若冷卻塔集水池的最低液位低于該設(shè)定值，則由主控單元發(fā)送信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)水，同時(shí)由控制單元發(fā)送信號(hào)關(guān)閉工業(yè)廢水處理電動(dòng)閥。此外還需要在3個(gè)循環(huán)水泵中先預(yù)選運(yùn)行的水泵，并將另外2臺(tái)水泵與其聯(lián)鎖，接入控制系統(tǒng)，當(dāng)預(yù)選循環(huán)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，由主控單元發(fā)送信號(hào)迅速切換至備用循環(huán)水泵，從而保障循環(huán)冷卻水系統(tǒng)順利啟動(dòng)。

其次，設(shè)備子組（單元級(jí)）按一定的順控邏輯完成相應(yīng)步序，設(shè)備層執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作指令。在上述步驟中的條件確認(rèn)后主控單元發(fā)出信號(hào)，打開相關(guān)閥門并啟動(dòng)循環(huán)水泵。

最后，完成循環(huán)冷卻水啟動(dòng)程控并反饋信號(hào)。當(dāng)循環(huán)水泵出口壓力大于0.15 MPa的同時(shí)左右側(cè)凝汽器循環(huán)冷卻水出口壓力大于0.1 MPa，視為循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng)完成。此時(shí)主控單元向凝結(jié)水系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，關(guān)閉相關(guān)氣動(dòng)閥及電動(dòng)閥并啟動(dòng)凝結(jié)水泵，凝結(jié)水系統(tǒng)開始工作。停機(jī)時(shí)的APS設(shè)計(jì)與啟動(dòng)類似。通過(guò)APS的設(shè)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效穩(wěn)定的啟動(dòng)。

2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化

實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的電耗占整個(gè)發(fā)電機(jī)組的15%～25%，循環(huán)水泵的耗電量占機(jī)組發(fā)電總量的1.5%～2%，僅次于給水泵[10]，因此循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行亟需優(yōu)化。在電廠中，用于循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化的判定準(zhǔn)則有3種：基于最佳真空的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化方法、考慮冷卻水價(jià)格后的最大收益法和綜合成本煤耗率法[11]，基于本發(fā)電機(jī)組循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)備配置及實(shí)際運(yùn)行情況，本文選擇基于最佳真空的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化方法作為循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的判定準(zhǔn)則。優(yōu)化思路為：以凝汽器經(jīng)濟(jì)真空所需的最佳供水量為目標(biāo)?；跓崃W(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)真空模型，動(dòng)態(tài)計(jì)算當(dāng)前工況下的最佳真空值，優(yōu)化汽輪機(jī)、凝汽器、循環(huán)水泵3個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，在不同負(fù)荷和不同環(huán)境溫度下求得最佳真空值、最小能耗以及最大凈上網(wǎng)電量，并根據(jù)最佳真空值獲得最佳循環(huán)水泵調(diào)節(jié)策略。

圖5表示最佳真空與循環(huán)水流量之間的關(guān)系。隨著不斷增加循環(huán)水流量，排汽壓力會(huì)逐漸降低，汽輪機(jī)組發(fā)電功率增加了ΔP，循環(huán)水泵的電動(dòng)機(jī)耗功增加了ΔPp，機(jī)組凈出力的增加量ΔPnet表示為

ΔPnet=ΔP-ΔPp 。 （1）

由于a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)組凈出力達(dá)到最大，因此稱a點(diǎn)的凝汽器真空為最佳真空，此時(shí)電廠經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最高。

2.1 汽輪機(jī)的變工況特性

基于回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡法，汽輪機(jī)變工況計(jì)算模塊以主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)為輸入?yún)?shù)，計(jì)算不同真空值下的汽輪機(jī)總發(fā)電功率，確定真空值對(duì)汽輪機(jī)總發(fā)電功率的影響關(guān)系[12]。

汽輪機(jī)組電功率P為

P= ， （2）

式中：P為汽輪機(jī)組電功率，單位為kW；wi為1 kg新蒸汽所做的實(shí)際比內(nèi)功，單位為kJ/kg。

結(jié)合汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)各抽汽系數(shù)以及焓值可得

wi=h0+αrhqrh-

αjhj+αchc+

αsgjhsgj ， （3）

式中：qrh為單位質(zhì)量蒸汽在再熱器中的吸熱量，單位為kJ/kg；αj為各級(jí)的回?zé)岢槠禂?shù)；hj為各級(jí)的回?zé)岢槠褥?，單位為kJ/kg；αc為排汽系數(shù)；hc為排汽比焓，單位為kJ/kg；αsgj為軸封漏汽系數(shù)，hsgj為軸封漏汽比焓，單位為kJ/kg。

利用弗留格爾公式從最末級(jí)按順序倒推可以得到各抽汽口處的壓力，反復(fù)迭代直到各抽汽口處的壓力誤差滿足相應(yīng)精度即可停止[13]。

2.2 凝汽器的變工況特性

以換熱器原理為基礎(chǔ)，計(jì)算循環(huán)冷卻水的溫升與端差之和（Δt+δt）。通過(guò)迭代循環(huán)水流量，使得2種計(jì)算方法所得的（Δt+δt）滿足相應(yīng)精度，從而確定該工況下的循環(huán)冷卻水量。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式[14]可得

Pc=9.81×

， （4）

式中：Pc為凝汽器背壓，單位為Pa；ts為凝汽器飽和蒸汽溫度，單位為℃。

而凝汽器飽和蒸汽溫度ts可為[15]

ts=tw1+Δt+δt ， （5）

式中：ts為凝汽器蒸汽飽和溫度，單位為℃；tw1為循環(huán)水進(jìn)口溫度，單位為℃；Δt為循環(huán)水溫升，單位為℃；δt為凝汽器端差，單位為℃。

凝汽器中循環(huán)水的吸熱量等于蒸汽的放熱量，遵循能量守恒定理，因此

Q=cpDwΔt=Dc（hc-hc′）+Dqt（hqt-hc′），（6）

式中：Dc為汽輪機(jī)排汽量，單位為t/h；Dw為循環(huán)水量，單位為t/h；Dqt為其他進(jìn)入凝汽器蒸汽量，單位為t/h；hc為汽輪機(jī)排汽焓，單位為kJ/kg；hqt為其他進(jìn)入凝汽器蒸汽量汽水焓，單位為kJ/kg；hc′為凝結(jié)水焓，單位為kJ/kg；cp為循環(huán)水比熱，一般取4.187 kJ/kg·K。

凝汽器傳熱端差δt可表示為蒸汽飽和溫度與循環(huán)水出口溫度tw2之差，又由凝汽器中基本傳熱公式可得對(duì)數(shù)平均溫差為

Δtm== 。 （7）

聯(lián)立后可得到凝汽器傳熱端差δt

δt= ， （8）

式中：K為凝汽器總體傳熱系數(shù)；A為凝汽器傳熱面積，單位為m2。

最終得到經(jīng)濟(jì)真空模型邏輯如圖6所示。

模型具體運(yùn)算流程如圖7所示。

2.3 循環(huán)水泵的耗功特性

循環(huán)水流量與循泵功率之間的關(guān)系

Pp= ， （9）

式中：Pp為泵功率，單位為kW；H為循泵揚(yáng)程，單位為m；Dw為冷卻塔循環(huán)水實(shí)際處理量，單位為kg/h；η為循泵總效率；g取9.8 m/s2。

3 優(yōu)化后能效分析

根據(jù)上述經(jīng)濟(jì)真空計(jì)算模型，為了得到最佳循環(huán)水泵調(diào)節(jié)策略，機(jī)組將1臺(tái)泵運(yùn)行和2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行的狀況分別進(jìn)行了6 d的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)定循環(huán)水溫為29.5 ℃，冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率自動(dòng)運(yùn)行。12 d的運(yùn)行真空值如圖8所示。

根據(jù)循環(huán)水泵的運(yùn)行泵數(shù)以及運(yùn)行時(shí)的真空值不同，對(duì)這12 d的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，7月1日—7月6日為第一組數(shù)據(jù)命名為A，7月7日—7月14日第二組數(shù)據(jù)命名為B，得到的數(shù)據(jù)為均值結(jié)果，將處理后2組數(shù)據(jù)的汽機(jī)進(jìn)氣量、發(fā)電量、上網(wǎng)電量、循泵用電量、循環(huán)水用量、循環(huán)水進(jìn)出口溫度作對(duì)比，得到表1和圖 9。

啟動(dòng)2臺(tái)循泵較單臺(tái)循泵相比，汽機(jī)進(jìn)氣量相近，但日均循泵用電量多5 382.50 kWh，冷卻塔風(fēng)機(jī)耗電量多361.52 kWh，共計(jì)多耗電5 744.02 kWh。機(jī)組在單泵運(yùn)行時(shí)，入爐噸發(fā)均值為633.76 kWh/t，垃圾入爐量為913.72 t；雙泵運(yùn)行時(shí)，入爐噸發(fā)均值為637.55 kWh/t，增值3.78 kWh/t，垃圾入爐量為918.10 t；2臺(tái)循泵較單臺(tái)循泵運(yùn)行時(shí)發(fā)電量?jī)H增加3 500 kWh。

2臺(tái)循泵運(yùn)行循環(huán)水進(jìn)水溫度升高1.43 ℃，是因?yàn)檠h(huán)水進(jìn)入冷卻塔水溫38.83 ℃的換熱量低于41.91 ℃，循環(huán)水量增加后同冷卻塔風(fēng)量下?lián)Q熱效率降低了。

通過(guò)比較上述單臺(tái)泵和雙臺(tái)泵的運(yùn)行數(shù)據(jù)得出：在冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率自動(dòng)運(yùn)行，循環(huán)水溫設(shè)定為29.5 ℃的條件下，2臺(tái)循泵工頻運(yùn)行期間，循泵及冷卻塔風(fēng)機(jī)耗電量增加5 744.02 kWh，但用噸發(fā)計(jì)算發(fā)電量?jī)H增加3 500 kWh，而發(fā)電量和上網(wǎng)電量并無(wú)明顯增量，說(shuō)明單臺(tái)循泵運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于2臺(tái)循泵運(yùn)行，因此選擇1臺(tái)變頻泵運(yùn)行即可。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行原理和運(yùn)行節(jié)能研究的深入分析，針對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了APS一鍵啟動(dòng)，同時(shí)監(jiān)測(cè)了循環(huán)水系統(tǒng)中的壓力、溫度、液位等相關(guān)參數(shù)，簡(jiǎn)化了啟動(dòng)時(shí)的操作流程，減少因人工操作帶來(lái)的系統(tǒng)故障。而后根據(jù)最佳真空的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化準(zhǔn)則，基于熱力學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)真空模型，動(dòng)態(tài)計(jì)算當(dāng)前工況下的最佳真空值，并根據(jù)最佳真空值得到單臺(tái)變頻泵運(yùn)行時(shí)，電廠經(jīng)濟(jì)性最佳，其具體結(jié)論如下。

1）采用機(jī)組級(jí)、功能組級(jí)、單元級(jí)3層控制結(jié)構(gòu)，在有效壓縮啟動(dòng)時(shí)間的同時(shí)提升了控制的精確度，提升了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)啟動(dòng)的效率。將備用泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備納入了控制范圍，在預(yù)選設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以立即切換為備用設(shè)備，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致啟動(dòng)中止的情況發(fā)生。

2）經(jīng)濟(jì)真空模型包括汽輪機(jī)變工況計(jì)算模塊、凝汽器變工況計(jì)算模塊以及泵計(jì)算模塊，基于回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡法，汽輪機(jī)變工況計(jì)算模塊以主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)為輸入?yún)?shù)，計(jì)算不同真空值下的汽輪機(jī)總發(fā)電功率，確定了真空值對(duì)汽輪機(jī)總發(fā)電功率的影響關(guān)系。凝汽器變工況計(jì)算模塊以換熱器原理為基礎(chǔ)，從2個(gè)角度分別計(jì)算循環(huán)冷卻水的溫升與端差之和（Δt+δt）。通過(guò)迭代循環(huán)水流量，使得兩種計(jì)算方法所得的（Δt+δt）滿足相應(yīng)精度，從而確定該工況下的循環(huán)冷卻水量。

3）根據(jù)經(jīng)濟(jì)真空模型得到的最佳真空值確定了最佳循環(huán)水泵運(yùn)行策略為單臺(tái)循泵運(yùn)行時(shí)經(jīng)濟(jì)性最好。

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第一作者簡(jiǎn)介：劉喜（1975-），男，工程師。研究方向?yàn)槔贌l(fā)電廠建設(shè)運(yùn)營(yíng)管理。