[發明專利]一種帶有尖峰凝汽器的直接空冷機組的經濟運行系統及分析方法

在審

• 申請號: 202210907724.9
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115325846A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 周軍;賈萬根;王鵬;李鵬;張月輝;蔡躍凱;苗志揚;郭林炎
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司上安電廠
• 主分類號: F28B1/02
• 分類號: F28B1/02;F28C1/00;F04D25/08
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 彭鋰

本發明提供了一種帶有尖峰凝汽器的直接空冷機組的經濟運行系統，其包括汽輪機低壓缸，空冷島、尖峰凝汽器、冷卻塔以及兩個尖峰凝汽器冷卻水泵；本發明還提供了一種帶有尖峰凝汽器的直接空冷機組的經濟運行分析方法，該方法為通過判斷啟動或停止尖峰凝汽器冷卻水泵的時機，使得保持背壓不變時及時啟動或停運尖峰凝汽器冷卻水泵后的空冷風機和尖峰冷卻系統總電耗低于未啟動或停運尖峰凝汽器冷卻水泵時的空冷風機和尖峰冷卻系統總電耗，或使得不同背壓下機組發電凈增電量比未啟動或停運尖峰凝汽器冷卻水泵時增加。本發明及時啟停尖峰凝汽器冷卻水泵，達到節約能源，盡可能的實現效益最大化的目的。

技術領域

本發明涉及帶有尖峰凝汽器的直接空冷機組經濟運行分析領域，具體涉及一種帶有尖峰凝汽器的直接空冷機組的經濟運行系統及分析方法。

背景技術

我國三北地區水資源匱乏，傳統火電的水冷方式，因消耗大量水資源，面臨著嚴峻挑戰，火力發電廠汽輪機乏汽的冷卻多采用空冷凝汽器。空冷機組與濕冷機組相比也存在明顯的缺點，空冷凝汽器存在冷卻效率低、冷卻效果差、初始投資高、易受灰塵污染等缺點，夏季運行工況正處于電網高峰負荷運行時期，機組日尖峰負荷時段與環境溫度高的時段也重疊，因此空冷機組在夏季必然會出現較長時間高負荷高背壓的運行工況，導致機組煤耗大幅增加，這對機組運行經濟性影響極大，并且極易出現背壓過高汽輪機帶不滿負荷以及精處理系統不能投運被迫降負荷的情況。很多電廠采用了噴水降溫、頻繁沖洗等手段，使得空冷散熱器表面產生了一定程度的結垢現象，縮短了空冷島的使用壽命。針對空冷機組這一特點，探討如何解決或改善空冷機組煤耗高、夏季帶滿負荷等問題，具有重大意義。為降低機組的煤耗，提高機組的效率，必須增加機組排汽冷端的散熱能力。于是，各直接空冷機組電廠增加濕冷尖峰凝汽器，對機組采用干-濕聯合冷卻方式。

從安全性和經濟性兩方面考慮，一般尖峰凝汽器冷卻水泵采用雙泵布置。啟動尖峰凝汽器冷卻水泵，機組背壓降低或背壓不變空冷風機出力降低，但是啟動的尖峰凝汽器冷卻水泵增加了機組的電耗，為了進一步達到節能降耗的目的，對深入研究尖峰凝汽器冷卻水泵的運行方式和啟動、停運時機就顯得尤為重要。

現有技術中，徐正等在《黑龍江電力》2018年第3期中發表了《熱直接空冷電廠尖峰冷卻系統背壓計算》。該文中，為了準確高效計算帶尖峰冷卻系統的空冷機組的背壓，以便于分析尖峰冷卻系統的經濟性，分別用非線性曲面擬合計算空冷島背壓、對數平均溫差法計算尖峰凝汽器背壓。利用兩個凝汽器背壓相等這一條件建立方程，應用二分法求解影響背壓的凝汽量參數，確定凝汽量后進一步計算背壓值。通過比較改造前后背壓的變化估算經濟性效果，并以沙河電廠為例進行分析。

申請號CN201711477024.6的中國專利公開了一種空冷機組尖峰冷卻系統的優化方法，該發明涉及一種空冷機組的尖峰冷卻系統的優化方法, 屬于發電站空冷機組設計技術領域，該方法根據空冷機組的空冷島特性曲線、汽輪機微增功率曲線、環境氣象參數、水資源富余量、發電廠成本電價、設備價格參數等已知條件,通過計算設備投資、運行費用等經濟數據, 確定最優化的尖峰凝汽器面積、循環水量、機力塔配置等重要設備參數。本發明的優化方法更加符合施加,能夠最終確定優化的尖峰凝汽器面積、循環水量、機力塔配置等重要設備參數,設備配置更加合理,機組運行經濟性良好。

綜上，現有技術中大多通過運行數據，對比改造前后機組經濟性的差異，但未進一步研究尖峰凝汽器冷卻水泵的最佳運行模式，也未研究尖峰凝汽器冷卻水泵啟停的時機，使得經濟效益在最佳狀態。由此如何判斷尖峰凝汽器系統在運行模式和啟停尖峰凝汽器冷卻水泵的時機，以能夠最大限度的節約能源，實現效益最大化，是需要迫切研究的方向。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種帶有尖峰凝汽器的直接空冷機組的經濟運行系統及分析方法，能夠判斷尖峰凝汽器系統在運行模式和啟停尖峰凝汽器冷卻水泵的時機，實現最大限度的節約能源，效益最大化。