CN103900398B - 基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法，本发明涉及间接干式空冷机组实际运行中循环冷却水优化调度的方法，包括下列步骤：提取现场温度测点反馈的循环水母管进出塔水温和空冷塔各扇段进出水温度；计算各扇段循环水温降与母管温降的比值，于其中找出最大和最小的温降系数；计算最大和最小温降系数的差值，如果差值大于设定值，重新分配各扇段循环水流量。本发明提供一种基于各扇段温降系数，具有自适应优化循环水调度的方法。

Description

基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法

技术领域

本发明属于间接空冷发电机组优化调度运行领域，特别涉及一种基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法。

背景技术

间接干式空冷系统主要由自然通风冷却塔和表面式凝汽器组成。循环冷却水在凝汽器和空冷塔散热器进行两次表面式换热，构成闭式循环。该系统具有节水、节电、分段控制、系统简单等优点。由于我国水资源短缺且分布不均，因此发展间接空冷机组已经成为富煤贫水地区发展电力的主要方向。

空冷塔是利用空气通过表面式换热器受热产生的自然浮力运动带走热量的，空冷塔热力性能容易受到环境温度、横风速度等外界环境因素的影响，从而影响机组循环冷却效果，进而影响机组真空和效率。间接空冷机组更为严峻的是冬季防冻问题，由于多采用薄片铝制散热器，其防冻能力较差。机组冬季运行时，管道内循环水温度较低，而横风影响又导致各扇段循环水温降不均，这使得各扇段防冻变得更加复杂和困难。一旦散热器受冻，轻则降低冷却效果，影响机组安全运行，重则损坏设备，导致机组非计划停运，造成的直接和间接经济损失巨大。因此，研究循环冷却水的优化调度与分配，对于机组防冻，以及经济性运行具有重要意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法，包括如下步骤：

（1）提取现场的温度测点数据：母管进水温度T_w1，出水温度T_w2；各扇段进水温度T_w1i，出水温度T_w2i，其中i为扇段的标号；

（2）计算循环水总温降Δt＝T_w1-T_w2，各扇段循环水温降Δt_i＝T_w1i-T_w2i，各扇段温降系数δ_i＝Δt_i/Δt；定义δ_max＝maxδ_i(i＝1,2…n)，δ_min＝minδ_i(i＝1,2…n)，并判断δ_max-δ_min≤k是否成立，其中k为松弛因子，由用户自定义，n为扇段数；

（3）若δ_max-δ_min≤k，跳出程序，输出优化后的各扇段循环水流量v_i和对应的流量阀开度R_i；

（4）若δ_max-δ_min＞k，则当前的循环水分配不符合要求，重新分配各扇段循环水流量v_i＝δ_i·v_i，其中v_i代表当前各扇段循环冷却水流量，δ_i为当前流量分配下的各扇段循环水温降系数；由阀门流量特性给出各扇段流量阀开度R_i，经延时后返回步骤1，进行下一步迭代，直到δ_max-δ_min≤k，此时跳出程序，输出优化后的各扇段循环水流量v_i和对应的流量阀开度R_i。

进一步地，所述步骤（4）中的延时为t_s，t_s大于系统响应时间，t_s由系统内部结构决定。

本发明充分考虑到横风下各扇段换热能力的不同，通过对各扇段冷却水量优化分配，降低各扇段温降的不均，使得机组防冻问题变得简单，降低防冻对环境的要求，同时兼顾了空冷塔热力性能的提升，通过循环水的优化调度，将更多的冷却水分配给换热能力强的扇段。

有益效果：本发明相对于现有技术而言具有以下优点：

（1）本发明首要目标是降低各扇段温降不均，其次是提高空冷塔的热力性能。

（2）本发明自适应性强，面向用户开放，用户可跟据自身需求设定k值来确定调度方案。

（3）本发明帮助间接空冷机组防冻，通过优化各扇段冷却水流量来减小各扇段温降的不均，从而简化机组防冻问题，同时降低对环境条件的要求，缩小机组需防冻的环境区间。

附图说明

图1为实施例中空冷塔结构轮廓图；

图2为设定工况下实施例中各扇段温降系数分布图；

图3为本发明的循环水优化调度流程图；

图4为基于本发明的调度示意图a。

图5为基于本发明的调度示意图b。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图3所示，循环水优化调度的流程图，该流程具体包括如下步骤：

步骤301，提取DCS中温度测点数据：母管进水温度T_w1，出水温度T_w2；各扇段进水温度T_w1i，出水温度T_w2i。在算例分析中，直接读取数值模拟结果T_w1、T_w2、T_w1i和T_w2i。

步骤302，计算循环水总温降Δt＝T_w1-T_w2，各扇段循环水温降Δt_i＝T_w1i-T_w2i和各扇段温降系数δ_i＝Δt_i/Δt，提取最大温降系数δ_max和最小温降系数δ_min。

步骤303，判断δ_max-δ_min的值是否不高于松弛因子k，如果是，执行步骤306，否则执行步骤304。所述松弛因子k由用户根据需求并结合经济性选取，k越大意味着调度次数越多，各个扇段偏差就越小，但过多的阀门调节增加功耗，不利于机组经济性运行。

步骤304，根据各扇段循环冷却水温降系数调整流量的分配，按照下式更新当前循环水流量：v_i＝δ_i·v_i式中，v_i代表当前各扇段循环冷却水流量，δ_i为当前流量分配下的各扇段循环水温降系数。

步骤305，由阀门流量特性求得对应v_i下的阀门开度R_i，通过阀门指令控制循环水流量。延时t_s后，返回步骤301。延时时间t_s由系统结构决定，应大于系统响应时间。

步骤306，跳出程序，输出优化后的各扇段循环水流量v_i和对应的流量阀开度R_i。

图1为本实施例的空冷塔结构图，其中空冷散热器分为10个扇段，相对侧风方向对称分布。设定工况：环境温度T＝14.5℃，气压P=855.7hPa，外界十米高处平均风速v=10m/s，空冷塔进水温度T_w1=44.5℃，循环水总量V=69710m³/h，平均分配各扇段v_avg＝6971m³/h。

图2为本实施例设定工况下，各扇段温降系数的分布图，可知迎风扇段5,6换热效果最好，循环水温降最大，低温下此处散热器最易结冰。侧面扇段3,8换热效果最差，循环水温降最小，扇段间循环水温降不均较为明显。

图4和图5为算例基于本发明的模拟调度示意图，其中设定松弛因子k为0.1，定义各扇段进水流量系数φ_i＝v_i/v_avg，由于扇段对称分布，取扇段1-5进行分析，循环水平均分配下扇段间温降系数δ_i偏差较大，经过两次循环水优化调度后，δ_i趋向于1。调度前后空冷塔的热力参数如表1所示，二次调度空冷散热器的换热量略小于一次调度，但比初始状态提高了4.3%。调度方法中通过δ_max-δ_min≤k进行判别，这样调控不是为了实现换热最大化，而是将减小温降不均作为调控的首要目标，这对于低温环境下的防冻至关重要。

表1调度前后空冷塔热力参数比较

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)提取现场的温度测点数据：母管进水温度T_w1，出水温度T_w2；各扇段进水温度T_w1i，出水温度T_w2i，其中i为扇段的标号；

(2)计算循环水总温降Δt＝T_w1-T_w2，各扇段循环水温降Δt_i＝T_w1i-T_w2i，各扇段循环水温降系数δ_i＝Δt_i/Δt；定义δ_max＝maxδ_i，其中i＝1,2···n；δ_min＝minδ_i，其中i＝1,2···n，，并判断δ_max-δ_min≤k是否成立，其中k为松弛因子，由用户自定义，n为扇段数；

(3)若δ_max-δ_min≤k，跳出程序，输出优化后的各扇段循环水流量v_i和对应的流量阀开度R_i；

(4)若δ_max-δ_min＞k，则当前的循环水分配不符合要求，重新分配各扇段循环水流量v_i＝δ_i·v_i ⁰，其中v_i ⁰代表当前各扇段循环冷却水流量，δ_i为当前流量分配下的各扇段循环水温降系数；由阀门流量特性给出各扇段流量阀开度R_i，经延时后返回步骤(1)，进行下一步迭代，直到δ_max-δ_min≤k，此时跳出程序，输出优化后的各扇段循环水流量v_i和对应的流量阀开度R_i。

2.根据权利要求1所述的基于水温反馈的间接干式空冷机组循环水优化调度方法，其特征在于：所述步骤(4)中的延时为t_s，t_s大于系统响应时间。