CN112879113B - 一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，结合热力学和经济学对热力发电厂的投资进行预估，以热力发电厂的度电成本LCOE最小化作为凝汽器寻优的目标，通过对凝汽器面积、凝汽器进汽量以及循环水量进行多参数优化，得到最优的凝汽器的设计。设计步骤包括根据热力发电厂的主蒸汽和再热蒸汽的参数以及煤耗量，估算电厂的燃料耗费、平均化工程成本以及每年维护维修成本，并计算出热力发电厂基准工况的度电成本，并在此基础上优化凝汽器参数以及冷却水量的设计，分别得到热力发电成度电成本LCOE最小时，凝汽器各汽室的面积和进蒸汽量以及冷却水量；本发明能得到在发电量恒定的情况下，热力发电厂所需投资成本最小时凝汽器参数以及冷却水量。

Description

一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法
技术领域
本发明属于热力发电厂中凝汽器的设计领域，具体涉及经济性效益最大化时凝汽器的设计和循环水量的选取。
背景技术
现代热力发电厂容量大、参数高，并普遍采用再热以及回热以提高其经济性。燃煤机组的蒸汽循环系统采用朗肯循环，从原理上，提升燃煤机组的主蒸汽、再热蒸汽的参数，降低燃煤机组的汽轮机背压式提高其热效率的最有效的途径，也是燃煤机组技术核心的研究和发展方向。一个热力发电厂的运行寿命大约是在20-30年，热力发电厂的投资成本巨大，所以从理论上热力发电厂降低度电成本是必不可少的。
发明内容
为了提升热力发电厂的经济性，降低热力发电厂的度电成本，本发明的目的在于提供了一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，该方法以热力发电厂的度电成本LCOE最小化作为凝汽器寻优的目标，通过对凝汽器面积、凝汽器进汽量以及循环水量进行多参数优化，得到最优的采用多压凝汽器的冷端系统设计，现有的热力发电厂进行系统改进，进一步提高热力发电厂的效率。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，低压缸的排汽管道1为多个，编号为1-i，其中i＝1～n，凝汽器2由n个不同压力的汽室构成，编号为2-i，低压缸的排汽经过排汽管道1进入凝汽器各汽室中冷凝，其中凝汽器各汽室中的冷却水由冷源提供，汽室2-i中的凝结水和冷却水都流向下一个汽室2-(i+1)，冷却水在凝汽器2吸热后流入冷源中；
所述热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，以度电成本LCOE最小化为优化目标，采用遗传算法对热力发电厂的凝汽器面积A2-i、各汽室的蒸汽量
Figure BDA0002985798740000026
以及冷却水量
Figure BDA0002985798740000025
进行优化，具体步骤如下：
步骤1：根据热力发电厂的主蒸汽和再热蒸汽的参数以及煤耗量，估算电厂的平均化燃料成本FCL、平均化工程成本CCL以及每年平均化操作和维护成本OMCL，并计算出热力发电厂基准工况的度电成本LCOE；
度电成本LCOE通过式(1)计算：
Figure BDA0002985798740000021
式中：FCL是平均化燃料成本，￥/yr；CCL是平均化工程成本，￥/yr；OMCL是平均化操作和维护成本，￥/yr；ω是机组运行平均化负荷；
Figure BDA0002985798740000022
是机组的净发电量，kW；RT是机组投入使用后平均每年的运行时间，h/yr；
平均化燃料成本FCL依据下式估算：
Figure BDA0002985798740000023
式中：
Figure BDA0002985798740000024
是机组的煤耗量，kg/s；LHV是煤的低位发热量，kJ/kg；ccoal是每kJ热量的煤的价格，￥/kJ；依据市场价格ccoal取值范围为12e-4～30e-4￥/kJ；CELF是年均化利率；
平均化工程成本CCL和平均化操作和维护成本OMCL均与总投资成本TCI有关：
CCL＝TCI·CRF (2)
式中：CRF是资本回收系数；
Figure BDA0002985798740000031
式中：CELF是年均化利率；
Figure BDA0002985798740000032
是年均化操作和维护和总投资之间的关系系数；
步骤2：确定优化的目标，选择多压凝汽器的类型，根据汽室的数量，选择n，其中凝汽器部分的购买成本的计算通过式(4)计算
Figure BDA0002985798740000033
Figure BDA0002985798740000034
式中：c2-i是凝汽器各汽室的成本，￥/kW；F2-i是与凝汽器换热量有关的系数；
Figure BDA0002985798740000035
是凝汽器各汽室中的换热量，kW；
F2-i＝((t2-i,s-t2-i,out)/(t2-i,s-t2-i,in)) (6)
式中：t2-i,s是凝汽器的蒸汽温度，℃；t2-i,in是凝汽器冷却水入口温度，℃；t2-i,out是凝汽器冷却水出口温度，℃；
Figure BDA0002985798740000036
式中：
Figure BDA0002985798740000037
是凝汽器各汽室的进汽质量流量，kg/s；h2-i,in是凝汽器各汽室进汽的焓值，kJ/kg；h2-i,out是凝汽器凝结水出口的焓值，kJ/kg；A2-i是凝汽器各汽室的面积，m2；K2-i是凝汽器各汽室的换热系数，W/(m2·K)；Δtm2-i是凝汽器各汽室中的对数平均温差，℃；
Figure BDA0002985798740000038
是冷却水的质量流量，kg/s；cpcw是冷却水的比热容，kJ/(kg·K)；Δt2-i是凝汽器各汽室中的冷却水出入口温差，℃；
步骤3：进行多参数优化，多参数优化的变量为凝汽器各汽室的进汽质量流量
Figure BDA0002985798740000041
凝汽器各汽室的面积A2-1,A2-2,…,A2-n和冷却水的质量流量
Figure BDA0002985798740000042
优化的目标函数为度电成本LCOE最小，采用遗传算法对其参数进行寻优，找到度电成本LCOE最小时变量的取值。
总投资成本TCI与热力发电厂中各个设备的购买成本的总和有关：
TCI＝γ(PECb+PECst+PECeg+PECpump+PECfdh+PECde+PEC2) (1)
式中：TCI是总投资成本，￥；PECb是锅炉的购买成本，￥；PECst是汽轮机机组的购买成本，￥；PECeg是电机的购买成本，￥；PECpump是泵的购买成本，￥；PECfdh是回热加热器的购买成本，￥；PECde是除氧器的购买成本，￥；γ是总投资成本和购买成本的关系系数；
对于锅炉，其购买成本为：
PECb＝cb×Fb (8)
式中：cb是锅炉的成本，￥；Fb是与主蒸汽压力温度和再热蒸汽以及锅炉效率有关的修正系数；凝汽器各汽室的成本c2-i取值范围为500-1500￥/kW；
Figure BDA0002985798740000043
式中：ηb是锅炉的计算效率，％；ηbr是锅炉的参考效率，％；tsho是主蒸汽温度，℃；tshor是主蒸汽参考温度，℃；tshi是锅炉给水温度，℃；αrh是再热蒸汽份额；trhi是再热器入口温度，℃；trho是再热器出口温度，℃；
对于汽轮机机组，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000051
式中：cst是汽轮机机组的成本，￥/kW；Fst是与汽轮机机组进汽温度和效率有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000052
是汽轮机机组的做功量，kW；汽轮机机组成本的系数cst与汽轮机机组的做功量有关，按照机组的容量进行分类计算，对于350MW的机组，cst取值范围为900-1100￥/kW；对于660MW的机组，cst取值范围为1000-1200￥/kW；对于1000MW的机组，cst取值范围为1100-1300￥/kW；汽轮机机组的参考效率ηst为汽轮机机组的理想化效率，取值范围为0.97-0.99；
Figure BDA0002985798740000053
式中：
Figure BDA0002985798740000054
是汽轮机机组中工质的质量流量，kg/s；hsti是汽轮机机组的入口的蒸汽焓值，kJ/kg；hsto是汽轮机机组的出口的蒸汽焓值，kJ/kg；
Fst＝(1+exp(tsti-tshir)/tshir)×(1+((1-ηstr)/(1-ηst))) (12)
式中：tsti是汽轮机机组入口的蒸汽温度，℃；tstir是汽轮机机组入口参考蒸汽温度，℃；ηst是汽轮机机组的效率，％；ηstr是汽轮机机组的参考效率，％；
对于电机，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000055
式中：ceg是电机的成本，￥/kW；Feg是与电机效率有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000056
是输入的做功量，kW；
Feg＝1+(1-ηegr)/(1-ηeg) (14)
式中：ηeg是电机的效率，％；ηegr是电机的参考效率，％；
对于泵，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000061
式中：cpump是泵的成本，￥/kW；Fpump是与泵效率有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000062
是泵的输入量，kW；泵的成本取值范围为800-1200￥/kW；泵的参考效率ηpump为泵的理想化效率，取值范围为0.85-0.9；
Fpump＝1+(1-ηpumpr)/(1-ηpump) (16)
式中：ηpump是泵的效率，％；ηpumpr是泵的参考效率，％；
对于回热加热器，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000063
式中：cfdh是回热加热器的成本，￥/kW；Ffdh是与回热加热器设计有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000064
是回热加热器的换热量，kW；回热加热器cfdh的成本取值范围为80-100￥/kW；回热加热器的成本取值范围为9,000-12,000￥·s/kg；
Ffdh＝(1/(Δtup+Δtupr))×(1/(Δtdown+Δtdownr)) (18)
式中：Δtup是回热加热器上端差，℃；Δtupr是回热加热器参考上端差，℃；Δtdown是回热加热器下端差，℃；Δtdownr是回热加热器参考下端差，℃；
对于除氧器，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000065
式中：cde是除氧器的成本，￥·s/kg；
Figure BDA0002985798740000066
是除氧器中的质量流量，kg/s。
年均化利率CELF和资本回收系数CRF通过下式计算：
Figure BDA0002985798740000071
Figure BDA0002985798740000072
式中：n是燃煤电厂运行年限，取值范围为15-25；rn是名义浮动率，对于平均化燃料成本FCL，rn取值范围为0.03-0.05，对于平均化操作和维护成本OMCL，rn取值范围为0.03-0.06；ieff为利率，取值范围为0.08-0.12。
γ是总投资成本和购买成本的关系系数，取值范围为5-8；
Figure BDA0002985798740000073
是年均化操作和维护和总投资之间的关系系数，取值范围为0.04-0.07。
所述遗传算法中种群规模为150～250，每代中上一代个体的数量为2～5，交叉概率为0.6～0.8，迭代代数为150～300。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
(1)本发明结合热力学和经济学对热力发电厂的投资进行预估，有利于提升电厂的经济性；
(2)本发明简单易行，通过热力发电厂的主要参数就可提升热力发电厂进行经济性。
附图说明
图1为多压凝汽器的示意图
图2为本发明热力发电厂的单压凝汽器经济性寻优方法
图3为本发明热力发电厂的双压凝汽器经济性寻优方法
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
本发明一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，如图1所示，低压缸的排汽管道1为多个，编号为1-1、1-2、。。。1-n，凝汽器2由n个不同压力的汽室构成，编号为2-1、2-2、。。。2-n，低压缸的排汽经过排汽管道1进入凝汽器各汽室中冷凝，其中凝汽器各汽室中的冷却水由冷源提供，汽室2-i中的凝结水和冷却水都流向下一个汽室2-(i+1)，冷却水在凝汽器2吸热后流入冷源中；
所述热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，以度电成本LCOE最小化为优化目标，采用遗传算法对热力发电厂的凝汽器面积A2-i、各汽室的蒸汽量
Figure BDA0002985798740000081
以及冷却水量
Figure BDA0002985798740000082
进行优化，具体步骤如下：
步骤1：根据热力发电厂的主蒸汽和再热蒸汽的参数以及煤耗量，估算电厂的平均化燃料成本FCL、平均化工程成本CCL以及每年平均化操作和维护成本OMCL，并计算出热力发电厂基准工况的度电成本LCOE；
度电成本LCOE通过式(1)计算：
Figure BDA0002985798740000083
式中：FCL是平均化燃料成本，￥/yr；CCL是平均化工程成本，￥/yr；OMCL是平均化操作和维护成本，￥/yr；ω是机组运行平均化负荷；
Figure BDA0002985798740000084
是机组的净发电量，kW；RT是机组投入使用后平均每年的运行时间，h/yr；
平均化燃料成本FCL依据下式估算：
Figure BDA0002985798740000091
式中：
Figure BDA0002985798740000092
是机组的煤耗量，kg/s；LHV是煤的低位发热量，kJ/kg；ccoal是每kJ热量的煤的价格，￥/kJ；依据市场价格ccoal取值范围为12e-4～30e-4￥/kJ；CELF是年均化利率；
平均化工程成本CCL和平均化操作和维护成本OMCL均与总投资成本TCI有关：
CCL＝TCI·CRF (2)
式中：CRF是资本回收系数；
Figure BDA0002985798740000093
式中：CELF是年均化利率；
Figure BDA0002985798740000094
是年均化操作和维护和总投资之间的关系系数；
步骤2：确定优化的目标，选择多压凝汽器的类型，根据汽室的数量，选择n，其中凝汽器部分的购买成本的计算通过式(4)计算
Figure BDA0002985798740000095
Figure BDA0002985798740000096
式中：c2-i是凝汽器各汽室的成本，￥/kW；F2-i是与凝汽器换热量有关的系数；
Figure BDA0002985798740000097
是凝汽器各汽室中的换热量，kW；
F2-i＝((t2-i,s-t2-i,out)/(t2-i,s-t2-i,in)) (6)
式中：t2-i,s是凝汽器的蒸汽温度，℃；t2-i,in是凝汽器冷却水入口温度，℃；t2-i,out是凝汽器冷却水出口温度，℃；
Figure BDA0002985798740000098
式中：
Figure BDA0002985798740000099
是凝汽器各汽室的进汽质量流量，kg/s；h2-i,in是凝汽器各汽室进汽的焓值，kJ/kg；h2-i,out是凝汽器凝结水出口的焓值，kJ/kg；A2-i是凝汽器各汽室的面积，m2；K2-i是凝汽器各汽室的换热系数，W/(m2·K)；Δtm2-i是凝汽器各汽室中的对数平均温差，℃；
Figure BDA0002985798740000101
是冷却水的质量流量，kg/s；cpcw是冷却水的比热容，kJ/(kg·K)；Δt2-i是凝汽器各汽室中的冷却水出入口温差，℃；
步骤3：进行多参数优化，多参数优化的变量为凝汽器各汽室的进汽质量流量
Figure BDA0002985798740000102
凝汽器各汽室的面积A2-1,A2-2,…,A2-n和冷却水的质量流量
Figure BDA0002985798740000103
优化的目标函数为度电成本LCOE最小，采用遗传算法对其参数进行寻优，找到度电成本LCOE最小时变量的取值。
作为本发明的优选实施方式，总投资成本TCI与热力发电厂中各个设备的购买成本的总和有关：
TCI＝γ(PECb+PECst+PECeg+PECpump+PECfdh+PECde+PEC2) (2)
式中：TCI是总投资成本，￥；PECb是锅炉的购买成本，￥；PECst是汽轮机机组的购买成本，￥；PECeg是电机的购买成本，￥；PECpump是泵的购买成本，￥；PECfdh是回热加热器的购买成本，￥；PECde是除氧器的购买成本，￥；γ是总投资成本和购买成本的关系系数；
对于锅炉，其购买成本为：
PECb＝cb×Fb (8)
式中：cb是锅炉的成本，￥；Fb是与主蒸汽压力温度和再热蒸汽以及锅炉效率有关的修正系数；凝汽器各汽室的成本c2-i取值范围为500-1500￥/kW；
Figure BDA0002985798740000111
式中：ηb是锅炉的计算效率，％；ηbr是锅炉的参考效率，％；tsho是主蒸汽温度，℃；tshor是主蒸汽参考温度，℃；tshi是锅炉给水温度，℃；αrh是再热蒸汽份额；trhi是再热器入口温度，℃；trho是再热器出口温度，℃；
对于汽轮机机组，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000112
式中：cst是汽轮机机组的成本，￥/kW；Fst是与汽轮机机组进汽温度和效率有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000113
是汽轮机机组的做功量，kW；汽轮机机组成本的系数cst与汽轮机机组的做功量有关，按照机组的容量进行分类计算，对于350MW的机组，cst取值范围为900-1100￥/kW；对于660MW的机组，cst取值范围为1000-1200￥/kW；对于1000MW的机组，cst取值范围为1100-1300￥/kW；汽轮机机组的参考效率ηst为汽轮机机组的理想化效率，取值范围为0.97-0.99；
Figure BDA0002985798740000114
式中：
Figure BDA0002985798740000115
是汽轮机机组中工质的质量流量，kg/s；hsti是汽轮机机组的入口的蒸汽焓值，kJ/kg；hsto是汽轮机机组的出口的蒸汽焓值，kJ/kg；
Fst＝(1+exp(tsti-tshir)/tshir)×(1+((1-ηstr)/(1-ηst))) (12)
式中：tsti是汽轮机机组入口的蒸汽温度，℃；tstir是汽轮机机组入口参考蒸汽温度，℃；ηst是汽轮机机组的效率，％；ηstr是汽轮机机组的参考效率，％；
对于电机，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000121
式中：ceg是电机的成本，￥/kW；Feg是与电机效率有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000122
是输入的做功量，kW；
Feg＝1+(1-ηegr)/(1-ηeg) (14)
式中：ηeg是电机的效率，％；ηegr是电机的参考效率，％；
对于泵，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000123
式中：cpump是泵的成本，￥/kW；Fpump是与泵效率有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000124
是泵的输入量，kW；泵的成本取值范围为800-1200￥/kW；泵的参考效率ηpump为泵的理想化效率，取值范围为0.85-0.9；
Fpump＝1+(1-ηpumpr)/(1-ηpump) (16)
式中：ηpump是泵的效率，％；ηpumpr是泵的参考效率，％；
对于回热加热器，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000125
式中：cfdh是回热加热器的成本，￥/kW；Ffdh是与回热加热器设计有关的修正系数；
Figure BDA0002985798740000126
是回热加热器的换热量，kW；回热加热器cfdh的成本取值范围为80-100￥/kW；回热加热器的成本取值范围为9,000-12,000￥·s/kg；
Ffdh＝(1/(Δtup+Δtupr))×(1/(Δtdown+Δtdownr)) (18)
式中：Δtup是回热加热器上端差，℃；Δtupr是回热加热器参考上端差，℃；Δtdown是回热加热器下端差，℃；Δtdownr是回热加热器参考下端差，℃；
对于除氧器，其购买成本为：
Figure BDA0002985798740000131
式中：cde是除氧器的成本，￥·s/kg；
Figure BDA0002985798740000132
是除氧器中的质量流量，kg/s。
作为本发明的优选实施方式，年均化利率CELF和资本回收系数CRF通过下式计算：
Figure BDA0002985798740000133
Figure BDA0002985798740000134
式中：n是燃煤电厂运行年限，取值范围为15-25；rn是名义浮动率，对于平均化燃料成本FCL，rn取值范围为0.03-0.05，对于平均化操作和维护成本OMCL，rn取值范围为0.03-0.06；ieff为利率，取值范围为0.08-0.12。
作为本发明的优选实施方式，γ是总投资成本和购买成本的关系系数，取值范围为5-8；
Figure BDA0002985798740000135
是年均化操作和维护和总投资之间的关系系数，取值范围为0.04-0.07。
作为本发明的优选实施方式，所述遗传算法中种群规模为150～250，每代中上一代个体的数量为2～5，交叉概率为0.6～0.8，迭代代数为150～300。这样，能更准确地找到最优的参数。
作为本发明的实施例，表1列出实施例中燃煤发电厂的主要参数和主要环境信息；
表1燃煤发电厂的主要参数
Figure BDA0002985798740000141
据此，可以求出，实施例中锅炉的成本为7.6978e+07元，本实施例中仅对单压和双压凝汽器的参数进行优化，结果如图2和图3所示，从图2和图3中可以看出：随着凝汽器面积不断增大，机组的度电成本LCOE不断减小；在凝汽器面积同样的情况下，双压凝汽器的度电成本比单压凝汽器的小。从而说明，本发明简单易行，通过热力发电厂的主要参数就可提升热力发电厂进行经济性。

Claims (5)

1.一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，其特征在于：
低压缸的排汽管道(1)为多个，编号为1-i，其中i＝1～n，凝汽器(2)由n个不同压力的汽室构成，编号为2-i，低压缸的排汽经过排汽管道(1)进入凝汽器各汽室中冷凝，其中凝汽器各汽室中的冷却水由冷源提供，汽室2-i中的凝结水和冷却水都流向下一个汽室2-(i+1)，冷却水在凝汽器(2)吸热后流入冷源中；
所述热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，以度电成本LCOE最小化为优化目标，采用遗传算法对热力发电厂的凝汽器面积A2-i、各汽室的蒸汽量
Figure FDA0003530012620000011
以及冷却水量
Figure FDA0003530012620000012
进行优化，具体步骤如下：
步骤1：根据热力发电厂的主蒸汽和再热蒸汽的参数以及煤耗量，估算电厂的平均化燃料成本FCL、平均化工程成本CCL以及每年平均化操作和维护成本OMCL，并计算出热力发电厂基准工况的度电成本LCOE；
度电成本LCOE通过式(1)计算：
Figure FDA0003530012620000013
式中：FCL是平均化燃料成本，￥/yr；CCL是平均化工程成本，￥/yr；OMCL是平均化操作和维护成本，￥/yr；ω是机组运行平均化负荷；
Figure FDA0003530012620000014
是机组的净发电量，kW；RT是机组投入使用后平均每年的运行时间，h/yr；
平均化燃料成本FCL依据下式估算：
Figure FDA0003530012620000015
式中：
Figure FDA0003530012620000021
是机组的煤耗量，kg/s；LHV是煤的低位发热量，kJ/kg；ccoal是每kJ热量的煤的价格，￥/kJ；依据市场价格ccoal取值范围为12e-4～30e-4￥/kJ；CELF是年均化利率；
平均化工程成本CCL和平均化操作和维护成本OMCL均与总投资成本TCI有关：
CCL＝TCI·CRF (2)
式中：CRF是资本回收系数；
Figure FDA0003530012620000022
式中：CELF是年均化利率；
Figure FDA0003530012620000023
是年均化操作和维护和总投资之间的关系系数；
步骤2：确定优化的目标，选择多压凝汽器的类型，根据汽室的数量，选择n，其中凝汽器部分的购买成本的计算通过式(4)计算
Figure FDA0003530012620000024
Figure FDA0003530012620000025
式中：c2-i是凝汽器各汽室的成本，￥/kW；F2-i是与凝汽器换热量有关的系数；
Figure FDA0003530012620000026
是凝汽器各汽室中的换热量，kW；
F2-i＝((t2-i,s-t2-i,out)/(t2-i,s-t2-i,in)) (6)
式中：t2-i,s是凝汽器的蒸汽温度，℃；t2-i,in是凝汽器冷却水入口温度，℃；t2-i,out是凝汽器冷却水出口温度，℃；
Figure FDA0003530012620000027
式中：
Figure FDA0003530012620000028
是凝汽器各汽室的进汽质量流量，kg/s；h2-i,in是凝汽器各汽室进汽的焓值，kJ/kg；h2-i,out是凝汽器凝结水出口的焓值，kJ/kg；A2-i是凝汽器各汽室的面积，m2；K2-i是凝汽器各汽室的换热系数，W/(m2·K)；Δtm2-i是凝汽器各汽室中的对数平均温差，℃；
Figure FDA0003530012620000031
是冷却水的质量流量，kg/s；cpcw是冷却水的比热容，kJ/(kg·K)；Δt2-i是凝汽器各汽室中的冷却水出入口温差，℃；
步骤3：进行多参数优化，多参数优化的变量为凝汽器各汽室的进汽质量流量
Figure FDA0003530012620000032
凝汽器各汽室的面积A2-1,A2-2,…,A2-n和冷却水的质量流量
Figure FDA0003530012620000033
优化的目标函数为度电成本LCOE最小，采用遗传算法对其参数进行寻优，找到度电成本LCOE最小时变量的取值。
2.根据权利要求1所述的一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，其特征在于：总投资成本TCI与热力发电厂中各个设备的购买成本的总和有关：
TCI＝γ(PECb+PECst+PECeg+PECpump+PECfdh+PECde+PEC2)
式中：TCI是总投资成本，￥；PECb是锅炉的购买成本，￥；PECst是汽轮机机组的购买成本，￥；PECeg是电机的购买成本，￥；PECpump是泵的购买成本，￥；PECfdh是回热加热器的购买成本，￥；PECde是除氧器的购买成本，￥；γ是总投资成本和购买成本的关系系数；
对于锅炉，其购买成本为：
PECb＝cb×Fb (8)
式中：cb是锅炉的成本，￥；Fb是与主蒸汽压力温度和再热蒸汽以及锅炉效率有关的修正系数；凝汽器各汽室的成本c2-i取值范围为500-1500￥/kW；
Figure FDA0003530012620000041
式中：ηb是锅炉的计算效率，％；ηbr是锅炉的参考效率，％；tsho是主蒸汽温度，℃；tshor是主蒸汽参考温度，℃；tshi是锅炉给水温度，℃；αrh是再热蒸汽份额；trhi是再热器入口温度，℃；trho是再热器出口温度，℃；
对于汽轮机机组，其购买成本为：
Figure FDA0003530012620000042
式中：cst是汽轮机机组的成本，￥/kW；Fst是与汽轮机机组进汽温度和效率有关的修正系数；
Figure FDA0003530012620000043
是汽轮机机组的做功量，kW；汽轮机机组成本的cst与汽轮机机组的做功量有关，按照机组的容量进行分类计算，对于350MW的机组，cst取值范围为900-1100￥/kW；对于660MW的机组，cst取值范围为1000-1200￥/kW；对于1000MW的机组，cst取值范围为1100-1300￥/kW；汽轮机机组的参考效率ηst为汽轮机机组的理想化效率，取值范围为0.97-0.99；
Figure FDA0003530012620000044
式中：
Figure FDA0003530012620000045
是汽轮机机组中工质的质量流量，kg/s；hsti是汽轮机机组的入口的蒸汽焓值，kJ/kg；hsto是汽轮机机组的出口的蒸汽焓值，kJ/kg；
Fst＝(1+exp(tsti-tshir)/tshir)×(1+((1-ηstr)/(1-ηst))) (12)
式中：tsti是汽轮机机组入口的蒸汽温度，℃；tstir是汽轮机机组入口参考蒸汽温度，℃；ηst是汽轮机机组的效率，％；ηstr是汽轮机机组的参考效率，％；
对于电机，其购买成本为：
Figure FDA0003530012620000051
式中：ceg是电机的成本，￥/kW；Feg是与电机效率有关的修正系数；
Figure FDA0003530012620000052
是输入的做功量，kW；
Feg＝1+(1-ηegr)/(1-ηeg) (14)
式中：ηeg是电机的效率，％；ηegr是电机的参考效率，％；
对于泵，其购买成本为：
Figure FDA0003530012620000053
式中：cpump是泵的成本，￥/kW；Fpump是与泵效率有关的修正系数；
Figure FDA0003530012620000054
是泵的输入量，kW；泵的成本取值范围为800-1200￥/kW；泵的参考效率ηpump为泵的理想化效率，取值范围为0.85-0.9；
Fpump＝1+(1-ηpumpr)/(1-ηpump) (16)
式中：ηpump是泵的效率，％；ηpumpr是泵的参考效率，％；
对于回热加热器，其购买成本为：
Figure FDA0003530012620000055
式中：cfdh是回热加热器的成本，￥/kW；Ffdh是与回热加热器设计有关的修正系数；
Figure FDA0003530012620000056
是回热加热器的换热量，kW；回热加热器的成本cfdh取值范围为80-100￥/kW；
Ffdh＝(1/(Δtup+Δtupr))×(1/(Δtdown+Δtdownr)) (18)
式中：Δtup是回热加热器上端差，℃；Δtupr是回热加热器参考上端差，℃；Δtdown是回热加热器下端差，℃；Δtdownr是回热加热器参考下端差，℃；
对于除氧器，其购买成本为：
Figure FDA0003530012620000061
式中：cde是除氧器的成本，￥·s/kg；
Figure FDA0003530012620000062
是除氧器中的质量流量，kg/s。
3.根据权利要求1所述的一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，其特征在于：年均化利率CELF和资本回收系数CRF通过下式计算：
Figure FDA0003530012620000063
Figure FDA0003530012620000064
式中：n是燃煤电厂运行年限，取值范围为15-25；rn是名义浮动率，对于平均化燃料成本FCL，rn取值范围为0.03-0.05，对于平均化操作和维护成本OMCL，rn取值范围为0.03-0.06；ieff为利率，取值范围为0.08-0.12。
4.根据权利要求2所述的一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，其特征在于：γ是总投资成本和购买成本的关系系数，取值范围为5-8；
Figure FDA0003530012620000065
是年均化操作和维护和总投资之间的关系系数，取值范围为0.04-0.07。
5.根据权利要求1所述的一种热力发电厂的凝汽器经济性寻优方法，其特征在于：所述遗传算法中种群规模为150～250，每代中上一代个体的数量为2～5，交叉概率为0.6～0.8，迭代代数为150～300。
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