一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108253813A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201711477024.6(22)申请日2017.12.29(71)申请人中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司地址050031河北省石家庄市长安区建华北大街6号(72)发明人徐正江松赵晓利靳小虎张书梅余斯北曾祥川(74)专利代理机构石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)13123代理人张明月(51)Int.Cl.F28B11/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页(54)发明名称一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法(57)摘要本发明涉及一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法，属于发电站空冷机组设计技术领域。本发明该方法根据空冷机组的空冷岛特性曲线、汽轮机微增功率曲线、环境气象参数、水资源富余量、发电厂成本电价、设备价格参数等已知条件，通过计算设备投资、运行费用等经济数据，确定最优化的尖峰凝汽器面积、循环水量、机力塔配置等重要设备参数。本发明的优化方法更加符合施加，能够最终确定优化的尖峰凝汽器面积、循环水量、机力塔配置等重要设备参数，设备配置更加合理，机组运行经济性良好。CN108253813ACN108253813A权利要求书1/2页1.一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法，其特征在于：设定Q0为汽轮机100％负荷时的凝汽量，Q1为进入空冷岛内的凝汽量，Q2为进入尖峰凝汽器中的凝汽量，Q0＝Q1+Q2；具体包括以下步骤，第一步，根据空冷岛特性曲线得到空冷岛背压与环境温度、凝汽量的关系函数为P(Q1，θ)，其中Q1为进入空冷岛中的凝汽量，θ为环境的干球温度；第二步，根据汽轮机的微增功率曲线，得到汽轮机发电出力H与空冷岛背压P的函数关系，即H(P)；第三步，根据气象数据，得到尖峰系统运行的所对应的干球温度T1，T2，T3……Tn，以及各温度所对应的运行时长t1，t2，t3……tn；第四步，设定尖峰冷却系统中与系统性能相关的变量，所述变量包括凝汽器面积M、进入凝汽器的最大凝汽量对应的冷却倍率m、循环水管管径D、冷却塔格数N；第五步，计算尖峰冷却系统配置的初投资，包括以下计算内容，1)、计算凝汽器的年固定分摊费用值，NF1＝a1×M×AFCR1；式中，NF1为凝汽器的年费用值，a为凝汽器面积单价M为凝汽器面积，AFCR1为凝汽器的年固定分摊率；2)、计算循环水泵的年固定分摊费用值，NF2＝a2×Q2×m×AFCR2；式中，NF2为循环水泵的年费用值，a2为循环水泵水量单价，Q2为凝汽量，m为冷却倍率，AFCR2为循环水泵的年固定分摊率；3)、计算循环水管道的年固定分摊费用值，NF3＝a3×L×AFCR3；式中，NF3为循环水管道的年费用值，a3为循水管道单价，L为循环水管道长度，AFCR3为循环水管道的年固定分摊率；4)、计算机力塔的年固定分摊费用值，NF4＝a4×N×AFCR4；式中，NF4为机力塔的年费用值，a4为机力塔的单价，L为循环水管道长度，AFCR4为冷却塔的年固定分摊率；第六步，计算整个尖峰系统的运行费用μa，系统整体的运行费用μa＝(XBGL+LQTGL－WZCL)×E，式中，E为成本电价，XBGL为循环水泵的电耗，LQTGL为机力塔的电耗，WZCL为机组的微增出力；循环水泵的电耗XBGL是尖峰凝汽量Q2、冷却倍率m、循环水管径D、凝汽器面积M、循环水泵台数TS、尖峰系统运行小时数h的函数，函数关系式记为XBGL＝XBGL(Q2，m，D，M，TS，h)；机力塔的电耗LQTGL是尖峰凝汽量Q2、冷却倍率m、干球温度θ、相对湿度ψ、大气压力Ps、出塔水温tc、尖峰系统运行小时数h的函数，函数关系式记为LQTGL＝LQTGL(Q2，m，θ，ψ，Ps，2CN108253813A权利要求书2/2页tc，h)；机组的微增出力WZCL是尖峰凝汽量Q2，冷却倍率m，凝汽器面积M，干球温度θ，相对湿度ψ，大气压力Ps，出塔水温tc、尖峰系统运行小时数h的函数，函数关系为WZCL＝WZCL(Q2，m，M，θ，ψ，Ps，tc，h)；其中的尖峰系统运行小时数是从第三步中的到的；第七步，计算尖峰系统的年费用值NF，年费用值NF最小的方案为最优方案，根据最优方案的尖峰冷却系统的配置确定冷却倍率m、凝汽器面积M、冷却塔格数N、循环水管管径D；其中，年费用值NF＝NF1+NF2+NF3+NF4+μa。2.根据权利要求1所述的一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法，其特征在于：第一步中空冷岛背压计算分为，当空冷岛风机100％转速时，P1(Q1，θ)；当空冷岛风机75％转速时，P2(Q1，θ)。3.根据权利要求1所述的一种空冷机组的尖峰冷却系统的优化方法，其特征在于：第三步中，T1，T2