[發明專利]燃煤電站煙氣提水系統設計及優化方法和系統

在審

• 申請號: 202210050828.2
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114239322A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王巍;密長海;李少華;衡德鋒;馮璟;顧運;范俊輝;舒吉龍;侯全輝;聶會建;彭紅文
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華北電力設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司 11214
• 代理人: 艾晶

本發明涉及一種燃煤電站煙氣提水系統設計及優化方法和系統，至少包括：外部條件輸入，輸入煙氣提水系統建設項目要求相關各項資料，形成外部條件資料數據庫；子系統初步設計，對冷凝系統、循環冷卻系統以及調蓄系統進行初步設計；成本測算，測算各子系統的建筑安裝工程量、初投資、大修費用和/或運行費用；系統優化，統籌優化調整各子系統的初步設計方案，得到優化處理后的設計方案。本發明的方案集成了子系統設計、優化、成本測算等功能，可大大提高煙氣提水設計效率和水平，提供最優的設計方案，降低耗水量并節省項目投資。

技術領域

本發明屬于電站鍋爐輔助系統技術領域，具體地涉及一種燃煤電站煙氣提水系統設計及優化方法和系統。

背景技術

我國三北等地區擁有豐富的煤炭資源，但亦是干旱、極度缺水的地區。目前缺水地區的燃煤電站一般采用空冷技術降低水耗，但對于極度缺水地區除冷卻系統外的其他系統的耗水量仍然較大(如濕法脫硫)，因此成為制約缺水地區燃煤電站建設運行的重要因素。

目前，燃煤電站采用脫硫后煙氣提水技術，能夠大幅降低缺水地區燃煤電站的外部耗水，甚至可實現全廠正常運行時外部水源零補水。

煙氣提水技術主要有冷凝法、溶液吸收法及膜法，其中冷凝法是目前工業應用的主流技術，本發明亦是主要針對該技術進行的改進。

冷凝法煙氣提水系統中通常包括冷凝系統、循環冷卻系統以及調蓄系統。冷凝系統為，通過降低煙氣溫度，將煙氣中的水蒸汽冷凝成水并將冷凝水收集的系統；循環冷卻系統為，通過水循環方式將煙氣中的水蒸汽冷凝及煙氣降溫釋放的熱量傳遞到外界環境中的系統；調蓄系統為，通過水池或水箱(罐)等設施調節提水量和用水量之間平衡的系統。冷凝法按煙氣冷凝換熱方式分為煙氣接觸式和煙氣間接式兩種技術路線。對于不同的煙氣冷凝換熱方式，煙氣提水系統的設計有所不同。

冷凝法煙氣提水系統設計中有兩項重要參數：提水規模和調蓄能力。提水規模又稱提水量、冷凝水量，為冷凝系統中所獲得的冷凝水的質量流量，提水規模直接影響冷凝系統、循環冷卻系統的成本。調蓄能力則決定調蓄系統的成本。提水規模大，則調蓄能力可小；提水規模小，則調蓄能力需大。而在確定的提水規模下，不同的循環冷卻水參數又決定著冷凝系統和循環冷卻系統的成本。故冷凝系統、循環冷卻系統和調蓄系統存在某種匹配關系以實現在最經濟情況下的對外耗水要求。但目前并沒有一種針對燃煤電站的煙氣提水系統設計及優化的系統化的方法。

現有的煙氣提水設計方法是：1、確定提水規模；2、根據氣象條件和對外耗水要求確定調蓄能力；3、選定循環水量和循環水溫升；4、冷凝系統設計和設備選型；5、循環冷卻系統設計和設備選型；6、調蓄系統設計和設備選型；7、系統布置；8、材料量統計。此種方法的各步驟間相對獨立，未形成相互關聯的設計系統，亦無統籌優化過程，因而無法提供最優的技術方案，工程量、材料等成本較高，且煙氣提水系統工作效果不佳。

發明內容

基于現有技術中存在的問題，本發明提供了一種燃煤電站煙氣提水系統設計及優化方法。本發明的方案突破現有的常規設計技術，以統籌優化的思路，能夠針對機組負荷、煙氣參數、氣象條件、外部水耗等條件對煙氣提水系統進行優化，進而提供最優的系統設計方案，從而能夠降低耗水量，以及煙氣提水系統的建設、運行及維護等一系列成本。

依據本發明的技術方案，本發明提供了一種燃煤電站煙氣提水系統設計及優化方法，煙氣提水系統中至少包括三個子系統，分別為冷凝系統、循環冷卻系統和調蓄系統，至少包括如下步驟：

步驟S1，外部條件輸入，輸入煙氣提水系統建設項目要求相關各項資料，形成外部條件資料數據庫；

步驟S2，子系統初步設計，基于步驟S1所得到的資料數據庫，對冷凝系統、循環冷卻系統以及調蓄系統進行初步設計；

步驟S3，成本測算，基于步驟S1和步驟S2所得到的數據，測算各子系統的建筑安裝工程量、初投資、大修費用和/或運行費用；