电厂循环水系统的建模与优化

火电厂施工经验文献

加热设备

《工业加热》 37卷 2008年第 5期第

电厂循环水系统的建模与优化 毛晓宇，王庆国，颜文俊 (浙江大学电气工程学院，浙江杭州 310027)摘要：循环水系统作为火电厂的重要组成部分，其优化问题已引起人们的高度重视。针对火电厂循环水系统高能耗问题，根据某火电厂提供的数据，建立了其循环水系统发电量与耗电量差额的数学模型，用有约束非线性规划的方法解出其最优解。仿真结果表明，该优化模型和求解算法能够找到最优循环水量和最佳真空，使水泵高效运行，以节约电厂耗电。关键词：循环水系统；循环水泵；汽轮机；序列二次规划法中图分类号：TM621.9文献标志码：A文章编号：1002-1639(2008)05-0030-03 Modeling and Solution for the Cycle Water System in Power Plant MAO Xiao-yu, WANG Qing-guo, YAN Wen-jun (College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) Abstract: Optimal control of circulating water system is an important item in energy saving of power plant. As to the high power consumption of circulating water system, we establish a mathematical model of circulating water system, according to the data of a power plant, which depicts the difference between the generating capacity and power consumption, and obtain its optimal solution based on the method of constrained nonlinear programming. The simulation result shows that the method of constrained nonlinear programming can effectually get the optimal solution. It makes pumps more effectual and saves the power consumption. Key words: circulating water system;circulating pump;steam turbine;Sequential Quadratic Programming

循环水系统是发电厂独立且重要的子系统 1 302,循环水泵作为热电厂的重要辅机，其供水量一般是汽轮机排汽量的 50~ 70倍，同时它消耗的电能约占总发电量的 1%~ 1.5%。因此，研究开发循环水系统的最优运行方式，对于节约用电、提高运行经济性具有重要意义。近 2

电厂循环水系统的日常运行，往往是靠操作人员的经验，并不十分可靠。建立起优化模型，并用适当的算法求出其最优解是当务之急。本文根据某火电厂提供的数据，在夏季工况下，建立了其优化问题的控制模型，并用约束变尺度法求解该有约束非线性规划问题，求解出其最优解。

些年，我国火电厂在推广应用变频调速方面取得了长足进展。但在应用高压变频器方面，很多电厂很谨慎，其主要原因是高压变频器初投资过高，恰恰循环水泵的连续调节需要使用高压变频器。没有使用高压变频技术的 收稿日期：2008-07-23;修回日期： 2008-08-04基金项目：浙江省科技计划项目资助(2007C21180)作者简介：毛晓宇 (1975—),男，硕士研究生，工程师

,主要研究方向为工业过程建模和控制、集散系统控制；王庆国 (1984—),男，硕士研究生，主要研究方向为工业过程建模和控制、优化算法；颜文俊 (1965—),男，教授、博士研究生导师，主要研究方向为控制理论、优化控制、离散事件系统和复杂系统等方面的理论和应用研究.

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循环水系统的建模 该电厂循环水系统的相关设备为： 88LKXA-23.5型循环水泵 2台， YKSL2500-16/2150-1

型循泵电机 2台和 DX7pk41X-6Q型液控蝶阀。汽轮机的额定功率为 600 MW,取夏季工况(即一机两泵的运行工况),即：循环水的密度重力加速度传动效率原动机效率=1 000 kg/m3=9.8 N/kg tm=1 g=1

温度均匀数，定量计算了温度均匀性，计算结果显示：当加热炉所用燃料的热值在一定范围内减小时，炉内温度均匀性降低；当燃料热值减小较多时，炉内温度均匀性虽略有改善，但炉温明显降低，这对钢坯后续轧制过程极为不利。因此，对于燃料成分不稳定的加热炉，应当安装在线热值监测或相应成分监测仪表，以便及时调整燃烧工况，使钢坯温度均匀性达到后序工艺的要求。 参考文献：[1]刘光穆,郑柏平,陈建新,等.薄板坯连铸连轧工艺与产品

质量[J].中南大学学报：自然科学版, 2004,35(5) 763-768.:强,周怀春,娄春,等.工业炉三维温度场可视化试验研究[J].工业加热, 2005,34(1) 19-23.:[3]贺新华.高、焦炉煤气直接混合燃烧技术[J].烧结球团, 2005,30(3) 35-38.:[4]范维澄,万跃鹏.流动及燃烧的模型与计算[M].合肥:中国科技大学出版社, 1992: 33-35.[5]赵坚行.燃烧的数值模拟[M].北京:科学出版社, 2002: 51-52.[6]穆勇.等离子点火器三维燃烧流场数值模拟[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学, 2005:31-32.[7]韩昭沧.燃料与燃烧[M].北京:冶金工业出版社, 2004: 46-49.[2]程

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