[發明專利]循環水泵泵葉開度優化調節方法

有效

• 申請號: 201711141798.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107917089B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 韓豐勝;張萌遠;余松;忻建華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種循環水泵泵葉開度優化調節方法，計算機組運行的管路特性，根據循環水泵性能特性，核算機組循環水系統各種工況下的工作點以及經濟性情況，通過調節泵葉開度使凝汽器真空度在合理范圍內水泵耗功最小，從而達到冷端優化和節能目的。

技術領域

本發明屬于一種汽輪機領域的技術，具體涉及一種循環水泵泵葉開度優化調節方法。

背景技術

凝汽器作為汽輪機系統的核心組件，其真空度直接影響到汽輪機系統的經濟性和安全性，而影響凝汽器真空度最直接原因是循環水量和循環水進口溫度，因此在一定的汽輪機負荷和進口水溫的條件下，調整循環水量在合適的范圍內，是保證機組安全經濟運行的重要手段。目前發電廠循環水系統中主要是通過啟停水泵的數量來控制循環水流量，但是該控制方法無法連續調節循環水流量，使蒸汽機組的實際運行狀態離最有利真空度位置差距較大。為了節約能耗，使蒸汽機組在滿足凝汽器壓力要求下運行，使用變動葉調節方式，其循環水量可以根據不同的季節和汽輪機的負荷在一個很大的范圍內進行調節，而且還可保證在一個很大的范圍內循環水泵在高效率下運行。

發明內容

針對循環水系統運行方式現狀，本發明提出了一種循環水泵泵葉開度優化調節方法，通過計算機組運行的綜合管路阻力特性；根據目前循環水泵的性能特性，核算機組循環水系統各種工況下的工作點以及經濟性情況，從而保證循環水系統在機組各個負荷、各種季節和不同潮位的條件下提供凝汽器有適當的循環水流量和真空的最合適運行方式，為運行提供指導。

所述的機組，內置兩臺并聯且結構相同的循環水泵。

本發明具體通過以下技術方案實現：

本發明通過實時采集機組背壓、負荷、循環水溫度和海平面水位并計算循環水流量，進而判斷運行方式和泵葉開度范圍，并采用牛頓迭代法計算管路阻力曲線與不同泵葉開度水泵特性曲線的兩個交點，然后建立循環水流量與泵葉開度模型，即：泵葉開度α＝aQ²+bQ，其中Q為循環水流量；通過所述兩個交點確定參數a和b，再由計算出的循環水流量計算出泵葉的開度；然后通過調節泵葉開度使得凝汽器真空度在合理范圍內的同時循環水泵的耗功最小，從而達到冷端優化和節能目的。

所述的實時采集是指：采集機組背壓、負荷、循環水溫度、海平面水位、蝶閥開度、投運水泵數量和泵葉開度。

所述的運行方式包括：單泵運行及雙泵運行。

所述的實時計算循環水流量是指：根據采集數據預先擬合出不同泵葉開度下水泵特性曲線，并當機組背壓與設定背壓相差超過設定背壓的1％時進行調節，具體為：當機組背壓比設定背壓大且相差值高于設定背壓的1％，則以10T/h的速度增加循環水量，直到背壓達到設定值，當機組背壓比設定背壓小且相差值高于設定值的1％，則根據前后兩次計算值插值得到循環水流量。

所述的計算管路阻力曲線與不同泵葉開度水泵特性曲線的兩個交點是指：

1)實時計算管路阻力曲線，包括：彎曲管道的局部阻力系數、突然擴大的局部阻力系數、漸擴管局部阻力系數、分支管道局部阻力系數。

所述的彎曲管道的局部阻力系數為：其中：θ是彎管角度。

所述的突然擴大的局部阻力系數為：其中：A₁、A₂是突擴管前后流動面積。

所述的漸擴管局部阻力系數為：其中：A₁、A₂是漸擴管前后流動面積。

所述的分支管道局部阻力系數為：