火电厂冷端系统性能分析及优化研究

论文摘要

火电机组冷端系统是火电厂重要的辅助系统,其运行状态的优劣对机组的安全、经济性有非常重要的影响,无论从节煤、节电或节水的角度考虑,对冷端系统进行优化运行都是至关重要的。本文结合国内外冷端系统运行特性研究的已有成果,对冷端系统各个子系统及设备之间的内在联系、运行特性和性能特征从理论上作了系统的分析。根据冷端系统变工况时各参数的变化规律,建立了冷端系统各个子系统及设备的数学模型,并详尽分析了各影响因素对机组经济性运行的影响关系。在此基础上,从冷端系统整体出发,对其变工况运行的经济性进行分析,基于热力学理论,确定了凝汽器最佳真空和最佳循环水流量耦合性的分析方法和优化算法,并建立了冷端系统优化运行的数学模型,对水量能连续调节和不能连续调节的循坏水系统的优化运行分别进行了求解方法的分析。根据所建立的优化数学模型,并根据实际的需求分析,将数学模型和优化模型抽象出来,转换为软件开发模型,对软件架构作了系统的分析和设计,对软件开发环境的安装与配置作了说明。在软件功能界面的实现过程中,对系统每个界面、每个功能模块、每项技术的实现都作了说明和分析。最后,以某电厂为例,把其冷端系统实际设备参数、运行数据应用到上述冷端系统计算模型中,分析了系统的工作性能,进行了优化运行效益计算和分析,对模型和软件进行了验证。结果表明,所建立的冷端系统运行特性分析方法和优化模型能比较准确的确定冷端系统的运行状况,对冷端系统的节能潜力作出诊断,为电厂冷端系统及设备运行方式的优化提供切实可行的方法和工具,为进一步实现整个机组的经济性运行建立基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究发展与现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 2 冷端系统概述及其热力系统模拟分析
• 2.1 冷端系统概述
• 2.2 凝结水系统及设备
• 2.2.1 凝汽器
• 2.2.2 抽气器
• 2.2.3 凝结水泵
• 2.3 循环水系统及设备
• 2.4 冷却塔系统及设备
• 2.4.1 塔体
• 2.4.2 淋水填料
• 2.4.3 配水系统
• 2.4.4 收水器
• 2.4.5 雨区及集水池
• 2.4.6 空气分配装置
• 2.5 其它辅助系统及设备
• 2.5.1 胶球清洗系统
• 2.6 冷端热力系统模拟分析
• 2.6.1 系统模拟概述
• 2.6.2 冷端系统模拟
• 2.7 小结
• 3 冷端子系统运行特性及数学模型建立
• 3.1 汽轮机运行特性
• 3.2 凝汽器运行特性
• 3.2.1 凝汽器传热机理分析
• wt'>3.2.2 冷却水入口水温t_wt
• 3.2.3 冷却水温升△t
• 3.2.4 排汽量的确定
• 3.2.5 循环水量的确定
• 3.2.6 传热端差的确定
• 3.2.7 传热系数的确定
• 3.2.8 饱和蒸汽温度的确定
• 3.2.9 凝汽器压力的确定
• 3.2.10 凝汽器特性曲线
• 3.2.11 多压凝汽器
• 3.3 抽气器运行特性
• 3.3.1 射汽式抽气器
• 3.3.2 射水式抽气器
• 3.3.3 液环式真空泵
• 3.4 循环水泵运行特性
• 3.4.1 水泵性能
• 3.4.2 管道特性
• 3.4.3 水泵运行工况点的确定
• 3.5 冷却塔运行特性
• 3.5.1 冷却塔传热机理分析
• 3.5.2 水的冷却原理与湿空气的基本性质
• 3.5.3 冷却塔冷却性能的计算模型
• 3.5.4 冷却塔的冷却能力的评价模型
• 3.6 小结
• 4 冷端系统经济性运行的影响因素分析
• 4.1 冷却水进口温度对凝汽器真空的影响
• 4.1.1 冷却水进口温度影响真空理论分析
• 4.1.2 冷却水进口温度影响真空实例分析
• 4.2 循环水量对汽器真空的影响
• 4.2.1 循环水量影响真空理论分析
• 4.2.2 循环水量影响真空实例分析
• 4.3 汽轮机排汽量对凝汽器真空的影响
• 4.3.1 汽轮机排汽量影响真空理论分析
• 4.3.2 汽轮机排汽量影响真空实例分析
• 4.4 管壁污垢对凝汽器真空的影响
• 4.4.1 管壁污垢影响真空理论分析
• 4.4.2 管壁污垢影响真空实例分析
• 4.5 真空系统严密性对凝汽器真空的影响
• 4.5.1 真空系统严密性影响真空理论分析
• 4.5.2 真空系统严密性影响真空实例分析
• 4.6 小结
• 5 冷端系统优化运行数学模型的建立
• 5.1 冷端系统优化运行
• 5.1.1 冷端系统优化原理
• 5.1.2 可连续性调节模型
• 5.1.3 不可连续性调节模型
• 5.2 小结
• 6 冷端优化系统软件分析与设计
• 6.1 系统开发的背景
• 6.2 系统分析
• 6.2.1 需求分析
• 6.2.2 可行性分析
• 6.3 系统设计
• 6.3.1 系统目标
• 6.3.2 系统总体功能设计
• 6.3.3 系统优化的业务流程
• 6.4 数据库设计
• 6.4.1 数据库分析
• 6.4.2 数据库概念设计
• 6.4.3 创建数据库及数据表
• 6.5 系统开发环境
• 6.6 系统功能实现
• 6.6.1 新建RCP项目
• 6.6.2 系统功能界面
• 6.7 小结
• 结论
• 参考文献
• 1) 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢