[發明專利]基于對數平均溫差及遺傳算法的濕冷機組凝汽器經濟背壓計算方法

有效

• 申請號: 202110512383.0
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113221274B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 程江南;范雙雙;姚衛強;鄭翔宇;李珍興;王建剛;華民良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱沃華智能電力技術有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/126;G06F113/08;G06F119/06;G06F119/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 于歌

基于對數平均溫差及遺傳算法的濕冷機組凝汽器經濟背壓計算方法，涉及火電廠冷端系統經濟性優化領域。本發明是為了計算濕冷機組凝汽器的最經濟背壓，以核算最經濟背壓的節能效果。本發明所述的基于對數平均溫差及遺傳算法的濕冷機組凝汽器經濟背壓計算方法，首先，建立循環冷卻水變頻泵功耗與凝汽器背壓之間的函數；然后，基于該函數，計算機組供電功率變化量最大時所對應的背壓，并將該背壓作為凝汽器最經濟背壓。

技術領域

本發明屬于火電廠冷端系統經濟性優化領域。

背景技術

濕冷機組凝汽器及冷卻塔工作示意圖如圖1所示，循環冷卻水泵驅動冷卻水，在凝汽器內將低壓缸排汽冷凝成水，形成真空，同時，循環冷卻水在冷卻塔內被空氣冷卻降溫。當前濕冷機組的循環冷卻水泵一般為工頻泵，循環冷卻水泵流量不變，凝汽器背壓僅隨著環境溫度和低壓缸排汽流量(機組負荷)變化：機組負荷降低則背壓隨之降低；環境溫度降低則背壓隨之降低。因此，在環境溫度低和機組負荷低時，背壓遠低于設計背壓，此時循環冷卻水過量，背壓并不一定是最經濟背壓。

隨著風電和太陽能等新能源大規模并網，火電機組發電份額逐年降低，單個火電機組的發電負荷越來越低，在低負荷運行時間大幅度增長，濕冷機組在低負荷下的背壓經濟性越來越受重視，開始將循環冷卻水工頻泵改造為變頻泵，通過調節水泵流量來調整背壓，以尋求更大的經濟性。然而，現在對于濕冷機組凝汽器最經濟背壓的研究較少，無法獲得濕冷機組凝汽器的最經濟背壓。

發明內容

本發明是為了計算濕冷機組凝汽器的最經濟背壓，以核算最經濟背壓的節能效果，現提供基于對數平均溫差及遺傳算法的濕冷機組凝汽器經濟背壓計算方法，能夠針對凝汽器換熱性能退化進行經濟背壓在線計算。

基于對數平均溫差及遺傳算法的濕冷機組凝汽器經濟背壓計算方法，包括以下步驟：

基于對數平均溫差結合循環冷卻水回水溫度T1確定循環冷卻水供水溫度T2；

根據乏汽散熱量Q、循環冷卻水回水溫度T1和循環冷卻水供水溫度T2，確定循環冷卻水流量q₂；

利用循環冷卻水流量q₂計算循環冷卻水變頻泵功耗W；

建立循環冷卻水變頻泵功耗W與凝汽器背壓p_c之間的函數NQQJL：

W＝NQQJL(q,T1,p_c)，

其中，q為主蒸汽流量；

結合函數NQQJL，利用遺傳算法尋找機組供電功率變化量ΔN最大時所對應的背壓p_cn，并將該背壓p_cn作為凝汽器最經濟背壓p_jj。

進一步的，由于濕冷機組凝汽器換熱守恒，則有凝汽器冷熱端換熱量與乏汽散熱量Q相等，因此，選定凝汽器冷熱端換熱面積A和換熱系數α，基于對數平均溫差能夠確定循環冷卻水供水溫度T2：

其中，T_S為凝汽器背壓p_c的飽和蒸汽溫度。

進一步的，上述獲得乏汽散熱量Q的具體方法為：

選定主蒸汽流量q和凝汽器背壓p_c，

查尋水的物性函數表獲得凝汽器背壓p_c對應的汽化潛熱r，

根據汽化潛熱r和主蒸汽流量q計算乏汽散熱量Q。

進一步的，根據下式計算乏汽散熱量Q：

Q＝H(q)*r，

其中，H(q)為乏汽流量，是主蒸汽流量q的函數。