电厂循环泵运行方式的经济性计算及分析
严小东
（大唐云冈热电有限责任公司，山西大同037039）
摘要：以乌沙山发电厂播环水系统为例，利用编程定量计算并分析循环水入口温度和机组背压之间的关系.通过等效增降法，计算对应与机组背压的标准煤耗，为经济性运行作指导.
关键词：循环泵；循环水入口温度；背压；等效烩降法；标准煤耗
中图分类号：TK223.5.25文献标志码：B文章编号：1009-3230（2013）04-0020-03
The Caculation and Analysison Operation Modeof CirculatingPumpsinPowerPlant
YAN Xiao-dong(Datang Yungang Power Limited Liability Company Datong 037039 China)
Abstract; Taking circulating water sstem of Wushashan power plant as an example quantitieswater and the back presure. Via the equivalent enthalpy method caleulation of the standard col calculation by programming is used to analyze the relation of the inlet temperature of the circulatingconsumption corresponded to the back pressure is made which guides for the economic operation.
Key words: Circulating pump; The inlet temperature of the eirculating water; Back pressure; equiv-alent enthalpy method; Standard coal consumption
周兰欣等对现有的通用曲线进行修正，提出有效在火电厂中，由于循环水人口温度的升高，使的修正系数，提高了计算的实用性和准确性.得运行机组排气压力升高，进面影响了机组的标杨运超，常曙光等通过实例计算比较了热力学方准煤耗.因此，通过计算确定机组的标准煤耗具法和等效燃降法，指出等效焙降法更为便捷、准确.李秀云、严俊杰等以变工况为基础，通过对三种方法的实例计算和比较，发现等效热降法的计算结果和常规热平衡计算结果得到了很好的吻合，实用性更强”.在循环泵运行方式的经济 性计算中，计算出对应于不同循环水泵运行方式有三种方法：曲线法，热力学方法，等效炝降法.的背压，通过排汽压力的变化分析煤耗的变化，定、杨海生，郭江龙提出一种校核汽轮机低压缸排汽量地反映不同的循环泵运行方式对经济性的影响-10]
0引言
有重要意义.
关于增开泵对机组背压影响的定量计算，程友良、马志伟等、盛焕程、刘树松、陈功通的过选代对不同循环水入口温度下汽轮机背压进行 计算.通过背压计算煤耗，在以往的研究中，主要压力修正曲线的简化计算方法，来计算汽轮机性能修正曲线，适用于复杂的试验现场.林期、
文中以乌沙山电厂循环水系统为例，通过编程，计算在不同循环水入口温度下2机2泵、2机3泵、2机4泵运行方式下汽轮机的背压，并通过原则性热力系统图计算出相应的煤耗，为增开泵
图：；通过Excel来计算真空度和煤耗相对变化率，使计算效率和计算精度有较大提高.
做指导.
1计算依据及模型
1.1循环泵经济性的计算依据
循环泵运行经济性定量计算主要是确定凝汽器背压随循环水流量变化的对应关系.当排气压力确定后，即可通过机组真空度变化对发电煤耗的影响和增开循环泵对厂用电的影响来确定机组的经济性.通常在凝汽器热力计算中，基本的传热计算式为[2-1）：
(1)
式中：D为汽轮机排气量，kg/s；A为冷却面积，m²；k=146504ΦΦΦΦ（式中，Φ为冷却表面清洁系数，取0.85；Φ，为冷却水流速和管径的修 1. 1c2（1.15)正系数，Φ.= ) ，d为取水管直径，为取水温度，c冷却管内水流速；，为1000（35-）；Φ，=1；Φ=1）；△为传热对数温差，=t/ln[（8）/8]（式中，△r为循环水温升，t=r/（mc），c=4.1868；r为对应饱和温度下的气化潜热，I/kg；m为凝汽器冷却倍率，m=W/D;W为冷却水流量，kg/s；&为凝汽器的度）[-1] 传热端差，8t= --，式中t为排汽温
图1排气温度、排汽压力计算流程图
1.3原则性热力系统
文中以乌沙山电厂为例，汽轮机为单轴双缸“三高四低一除氧”. 双排汽，高中压缸采用合缸结构，回热系统采用
原则性系统图中，主蒸汽进人高压缸做功，从高压缸排出后，进人再热器，然后进人中压缸做功；从中压缸中排出的蒸汽，一部分进人低压缸做功，一部分进人给水泵汽轮机（小机）做功，最后两部分蒸汽都排人凝汽器中冷却.
1.2计算过程
应的饱和条件下的排汽压力p、排汽潜热r可以 在经济性分析中，先假定一个排汽温度.对查表得到，同时，传热对数温差、导热系数k通过上述公式计算可以确定.然后利用基本传热计算式（1）计算出该排汽压力下的汽轮机排汽量D.再与额定工况下的原排汽流量D进行比较.若ID-D1/D≤0.002，则认为假定的排汽温度就是条件变化后的真实排汽温度，其对应的饱和压力即为排气压力：否则应重新对排气温度进行假定、计算，直到符合要求为止.由于计算工作量较大，但比较有规律，适合编程，本文利用VB语言编程，计算排气温度和排汽压力，其计算流程见
2 等效降法的理论计算
为了方便、准确的计算，我们做如下简化：
（1）忽略凝结水通过凝结水泵后的焙升.
（2）汽轮机低压缸、给水泵汽轮机的排汽干度在同一工况下维持不变.
2.1汽轮机做功变化
汽轮机机组排汽压力的变化对汽轮机做功的影响主要有两个方面：一是持汽压力的改变导致排汽比焙改变，引起机组有效焙降变化其，计算如
公式（2）：一是排汽压力的改变导致凝结水温度的改变，为了保持凝汽器的4号低压加热器凝结水的出口焙值不变，抽汽的热耗量发生变化，凝汽器的4号低压加热器凝结水的熔值的变化等于抽汽的热耗量，其计算如公式（2）.
式中，a为汽轮机低压缸的排汽量份额，kg/kg；a为通过4号低压加热器的凝结水流量份额，kg/kg：i为汽轮机排汽压力变化前的排汽焙，kJ/kg；ia'为汽轮机排汽压力变化后的排汽，kJ/，kJ/kg；变化后汽轮机排汽压力对应的饱和 kg；为变化前汽轮机排汽压力对应的饱和水的水的焙，kJ/kg；n为排汽压力变化后4号低压加热器的抽汽效率.
对于排汽压力变化后4号低压加热器的抽汽效率n其计算如下：
图24号低压加热器
见图，4号低压加热器为疏水放流式加热器，其计算如下公式：
式中：i为4号低压加热器蒸汽的抽汽焙，kJ/kg.
2.2给水泵汽轮机做功变化
机组是通过给水泵汽轮机（小机）驱动给水泵提供给水.小机的进汽来自汽轮机中压缸的排
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
汽，小机的排汽进入凝汽器，所以，当排汽压力变化时，小机的做功也受到影响.其影响主要有两个方面：一是小机排汽压力变化导致排汽焙的变化，从而引起有效降的变化，其计算如公式（7）：一是小机进气流量份额的变化△a引起的有效焙降的变化.为了保证给水泵流量和压头稳定，小机的输出功率需保持恒定，由于排汽压力改变，小机需调整其排汽流量份额来补偿排汽压力变化对其的影响，面改变的排汽流量份额必将引起蒸汽做功的改变，其计算如公式（8）.
式中：a为小机进气流量份额的变化，Aa=is'-iai-ia α为给水泵汽轮机的排汽量份额，kg/kg；为给水泵汽轮机排汽压力变化前的排汽，kJ/kg；i'为给水泵汽轮机排汽压力变化后的排汽焙，kJ/kg；i为汽轮机中压缸排汽焙，kJ/kg.
2.3装置效率的相对变化
对于装置效率相对变化n的计算，有两种情况：
当装置效率增加时，选择公式（9）计算其相对变化：当装置效率降低时，选择公式（10）计算其相对变化.文中前面计算汽轮机和小机的微功变化，均是假设其装置效率降低的情况，所以，装 置效率相对变化8的计算公式为（10）.在计算过程中，对于装置效率的不同假设，即假设装置效率降低，或假设装置效率增加，因为其各项△H的符号不同，所以不同假设对结果不会有影响.
对于等效给降的变化△H，即1kg新蒸汽的实际做功的变化，计算如公式（11）：
在电厂原则性系统图中，汽轮机的做功包含驱动汽轮机的做功，所以，蒸汽在汽轮机中做功H
(7)
(8)
(9)
(10)
（I1）
值得注意的是，在热力系统图中，高压缸中有一部分蒸汽在高压缸左侧、中压缸右侧作为输封，然后分为两部分：一部分被抽走输送至再热器，一部分在低压缸中做功.所以，ahah.分别为抽汽在汽轮机高压缸、抽汽在汽轮机中压缸里做的功，kJ/kg；h为份额为a的抽汽在在高压缸的烩降，k/kg；A，为份额为a.的抽汽在在中压缸的烙降，kJ/kg.
的计算如公式（12）.
2 ）（αhα h ahg）αh(ahahαyhaxhgαph2ah2ash) （12)
式中，A，为第r级抽汽的在汽轮机中的增降，kJ/kg；aA为份额为a的高压缸出口蒸汽在汽轮机高压缸中做的功，kJ/kg； ah，为各级抽 2汽在汽轮机高压缸中做的功，k/kg；其中，A，为第r级抽汽在汽轮机中的饸降，kJ/kg； ah，为 8各级抽汽在汽轮机中、低压缸中做的功，kJ/kg；αh为主蒸汽在汽轮机中低压缸里做的功，kJ/kg；αh为份额为a的蒸汽在小机中做的功，k/kgaahayhayhyaghgahparhr、ash为各级轴封蒸汽在汽轮机里做的功，kJ/kg.如图，所示，由于低压缸两侧的轴封蒸汽相同，所以，低压缸两侧的轴封蒸汽在汽轮机里做的功为2arhr、2ashg，kJ/kg.
汽轮机排汽压力变化后的热耗：
(13)
汽轮机排汽压力变化后的标准发电煤耗：
(14)
式中：9、q为汽轮机排汽压力变化前、后的热耗、kJ/（kWh）；b'为汽轮机排汽压力变化后的标准发电煤耗，g/（kWh）i).
3 计算结果及分析
文中以乌沙山电厂为例，计算了当其循环水进口温度从2℃到30℃时，2机2泵、2机3泵、2机4泵的循环水泵方式下，凝汽器背压及标准煤耗计算见表1.
凝汽器背压及标准煤规计算结果
表1
循环水进口 排气压力 600MW负荷2机2泵 标准煤耗 排气压力 600MW负荷2机3泵 标准煤耗 煤耗变 排气压力 600MW负荷2机4泵 标准煤耗 煤耗变温度/C kPa g.（kWb)-1 xPs g（kWh）-1 化率 kPs 名（kWb)- 化率2 3.4135 331.9641 2.5753 330. 7262 1.23787 2.2271 330.118 1.84614 3.631 332.2451 2.7239 330. 9664 1.27871 2.3459 330.3341 1.9116 3.9125 332.5909 332. 968 2.9165 3.1503 331.2637 331.6029 1.32717 1.3651 2.503 2.699 330 9269 330.606 1. 98488 2.041110 8 4.2403 4.7853 333.5509 3.4296 331.9841 1.56677 2.9305 331.285 2. 5.2589 334 017 3.7427 332.3834 1.63361 3.1982 331.6697 2. 5.7856 334 4978 4 1049 332.8155 1.68231 3.5042 332. 0827 2. 6.3738 334 9968 4.5105 333.2642 1.73268 3.8492 332.5144 2. 20 7.7435 7.0235 335.5087 336 0369 5.4745 4 9663 333.7328 334.2177 -1.81915 1.77584 4.6716 4.238 332 9669 333 4338 2.60313 2. 8.5404 336. 5766 6.0352 334.7153 1.86134 5.1547 333 9168 2. 26 9.4064 10.3782 337 1231 337 6928 6.6552 7.3465 335.2239 335. 7499 1.89922 1 94286 6.2792 5.69 334 4138 334.9191 2.70924 2. 11. 4348 338.2677 8.1041 336.285 1.98266 6.9342 35.9733 335 4419 2.82585 2. 12.5823 338.8482 8.9368 336.8326 2.01554 7.6549
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由表1中可以看出，在不同的运行方式下，排汽压力及煤耗明显不同.随着泵的增开，其标准煤耗明显降低.增开泵虽然降低了煤耗，但同时耗用了厂用电，所以，最佳的运行方式的选取则跟煤的价格及上网电价有关.
具体选择哪一种运行方式，节省的煤的价值不仅要大于增开泵耗用厂用电的价值，还要遵循单位利润最大的原则.增开泵的经济温度并不是衡量增开泵的标准.在经济温度下，可以保证其不亏损；面在最佳温度下增开泵，可以获得最大化的经济效益.
4结束语
文中以乌沙山发电厂循环水系统为例，利用编程定量计算并分析了循环水人口温度和机组背压之间的关系.通过等效燃降法，计算了对应与机组背压的标准煤耗.通过计算本文的除了对应于循环水入口温度下的标准煤耗，对其增开泵的条件进行了简要分析.
参考文献
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