循環(huán)水系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)的主要能耗環(huán)節(jié)之一,它的能源利用效率直接關(guān)系著電廠效益,影響著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。而傳統(tǒng)運(yùn)行模式下,隨著汽輪機(jī)負(fù)荷和循環(huán)水溫的變化,經(jīng)常通過(guò)直接啟停數(shù)臺(tái)循環(huán)泵機(jī)的調(diào)節(jié)方式來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)水流量,電機(jī)功率裕量大,長(zhǎng)期處于欠載甚至空載的運(yùn)行狀態(tài),“大馬拉小車(chē)”的運(yùn)行方式使得循環(huán)水系統(tǒng)能源效率低下,造成大量的電能浪費(fèi)。為了降低能源消耗,減少能源成本支出,必須對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理。首先,闡述了本課題研究的必要性、研究意義與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,以及本文的研究工作。分析了火電廠循環(huán)水泵系統(tǒng)工藝流程和特點(diǎn),指出當(dāng)前循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行模式存在的問(wèn)題,同時(shí)指出其中有較大的優(yōu)化空間。循環(huán)水泵起動(dòng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流,對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)造成嚴(yán)重的損害,欠載或空載造成大量能源浪費(fèi),綜合判斷系統(tǒng)優(yōu)化的可能性與經(jīng)濟(jì)性。其次,針對(duì)火電廠循環(huán)水系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題進(jìn)行變頻改造,并且對(duì)優(yōu)化系統(tǒng)建模。利用MATLAB工具箱對(duì)系統(tǒng)求解,分析系統(tǒng)模型在節(jié)能經(jīng)濟(jì)方面的性能。然后,以循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化模型為基礎(chǔ)提出遺傳算法結(jié)合PID控制策略,以某發(fā)電廠歷史工況數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)所提控制策略進(jìn)行仿真,由仿真結(jié)果驗(yàn)證了循環(huán)水系統(tǒng)控制策略?xún)?yōu)化的可行性、實(shí)用性。最后,因系統(tǒng)優(yōu)化需求,提出了系統(tǒng)高壓變頻調(diào)速電路的改造方案,并依據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化改造,相應(yīng)的對(duì)循環(huán)水DCS系統(tǒng)中功能擴(kuò)展設(shè)計(jì)研究。
【學(xué)位單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TM621;X773
【部分圖文】：

水系統(tǒng)工藝流程與控制要求的運(yùn)行過(guò)程分析用是給電廠凝汽器、冷油器以及發(fā)電機(jī)等設(shè)備提環(huán)倍率的要求，維持凝汽器真空，從而提供最大器冷卻系統(tǒng)的主要輔機(jī)設(shè)備，如圖 2.1，循環(huán)水泵，輸送到凝汽器，因?yàn)槟骶哂辛己玫臒醾鬟f汽的熱量，然后回流到冷卻塔，通過(guò)與空氣接觸節(jié)約大量水資源。如果循環(huán)水泵或管道發(fā)生故障被迫停運(yùn)，所以循環(huán)水系統(tǒng)所發(fā)揮著不可替代的程不高：

圖 3.1 循環(huán)水系統(tǒng)框圖Figure3.1 Block diagram of circulating water system 中循環(huán)水泵將冷卻水從冷卻塔送到凝汽器，帶走凝汽器廢熱后輸送如此循環(huán)使用。鍋爐中的高溫蒸汽在凝汽器中冷卻凝結(jié)為水，再重用。機(jī)經(jīng)濟(jì)真空能優(yōu)化的實(shí)質(zhì)是優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)真空運(yùn)行。主要取決于汽輪機(jī)排汽量、循環(huán)管道來(lái)水的初始溫度和管道水流動(dòng)冷卻塔或河流上游，溫度通常跟環(huán)境溫度一致，因此在不考慮機(jī)組有通過(guò)提高水泵功率來(lái)增大冷卻水流量來(lái)提高凝汽器真空，但是，泵的能耗，增大了生產(chǎn)支出。為了保持汽輪機(jī)最優(yōu)運(yùn)行，提高循環(huán)器在大量水冷卻下，真空提高，汽輪機(jī)功率相應(yīng)的增加為 Δ N1，則= Δ N 1 Δ N2，生產(chǎn)中實(shí)際情況表明， Δ N是隨循環(huán)水泵功率增加而增

Figure3.2 Condenser pressure variation curve Figure3.3 Power change curve圖 3.2 與圖 3.3 中WQ 為均表示冷卻水流量臨界值，圖 3.2 為凝汽器壓力與流量的關(guān)系曲線；圖 3.3 是汽輪機(jī)、水泵電機(jī)以及兩者功率差值與水流量關(guān)系曲線。圖 3.2 中 P為凝汽器真空壓力，可看出隨冷卻水流量增大而降低。A 點(diǎn)縱軸值對(duì)應(yīng)的是汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)最佳凝汽器壓力bestP ，橫軸值bestQ 對(duì)應(yīng)的是汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)所需的最佳冷卻水量。B 點(diǎn)縱軸值minP 表示凝汽器壓力最低點(diǎn)，橫軸值wQ 表示冷卻水臨界點(diǎn)。圖 3.3 中Δ N1為汽輪機(jī)功率隨流量變化曲線，當(dāng)流量到達(dá)冷卻水臨界點(diǎn)wQ 時(shí)，汽輪機(jī)受末級(jí)噴嘴的膨脹能力限制，功率增長(zhǎng)停止。 Δ N2為水泵電機(jī)功率曲線，后期增加單位水量將耗損更多的功。 Δ N為汽輪機(jī)與水泵電機(jī)功率差，在到達(dá)最佳冷卻水量bestQ 前，冷卻水水量和 Δ N成正比關(guān)系，即同向增大， Δ N最在 C 點(diǎn)取最大值，以最佳冷卻水量為分界點(diǎn)，繼續(xù)增大冷卻水量的供應(yīng)，汽輪機(jī)增量與水泵耗能增量之差 Δ N開(kāi)始減小，此時(shí)呈反比關(guān)系。圖 3.2 和圖 3.3 是在確定一組循環(huán)水溫和蒸汽負(fù)荷值得前提下得到的關(guān)系曲線，bestP 和bestQ 也對(duì)應(yīng)著這組值，同時(shí)也跟隨這組設(shè)定值發(fā)生改變。因此，通過(guò)分析和計(jì)算確定汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)真空度，并基于此對(duì)冷卻水的流量進(jìn)行控
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2837332