基于大数据的汽轮机系统中变频技术与循环水泵优化研究

随着工业领域的发展和汽轮机系统的广泛应用,提高系统运行效率和降低能耗成为重要课题。本研究基于大数据技术,针对汽轮机循环水泵进行改造与优化。通过分析变频技术的原理和优势,以及大数据技术在汽轮机系统中的应用,设计了基于大数据的汽轮机循环水泵变频改造方案。通过实施该方案,可充分利用大数据分析和变频技术,提高汽轮机系统的运行效率,提高系统的稳定性和可靠性。

油田注水管网运行优化技术研究

为降低油田注水管网的运行能耗,在分析注水泵特性曲线的前提下,根据相似定律获取了单泵调速、多泵并联和多泵串联运行方式下的高效工作范围,以运行费用最低和改造费用最少为目标函数,在考虑泵运行方式约束、水量平衡约束、末点压力约束、管径约束和树状管网约束的条件下,进行了实例分析与验证。结果表明,降低泵的转速,可大幅降低泵的输出功率,优化后1#注水站的输出总功率从3 200 kW降至2 615 kW;优化后需各类管道改造费用56.26万元,日耗电量从21.12×10^(4)kWh降至18.25×10^(4)kWh,预计每天可减少运行费用3 740元,全年可节约运行费用733.28万元;实际注水量与配注量的平均偏差仅为2.68%,提高了注水管网运行的稳定和经济性。

2*660 MW火电机组变频调速循环水泵建模与优化控制研究

对火电机组循环水泵进行变频改造,可实现循环水量的连续调节。精细化调整循环水泵运行组合方式及变频器频率,进而将机组调整到最佳真空运行,是冷端系统节能降耗的关键问题。以某电厂2*660 MW机组循环水系统为研究对象,建立了凝汽器、汽轮机低压缸与循环水泵耦合的冷端优化数学模型,研究了变频泵变速比对循环水系统功率与流量的影响,给出了不同运行模式的等效益分界线及变频泵目标频率的确定方法,基于EDPF-NT型DCS完成了循环水系统的闭环实时优化控制应用,进一步降低循环水泵的厂用电率,对同类型机组技术改造具有借鉴意义。

基于模型预测的脱硫浆液循环泵运行组合优化研究

浆液循环泵的优化组合运行对于脱硫装置的经济运行具有重要影响,在当前机组负荷工况波动大、净烟气SO_(2)浓度排放限制严格的情况下,依靠运行人员的经验手动调节达到经济运行有较大的困难。针对这一现状,基于FIR模型辨识方法,建立了脱硫装置的数据驱动预测模型,并结合专家知识及现场设备限制研发了循环泵组合在线优化建议系统,在保障脱硫装置安全、达标运行的前提下实现优化经济运行。实际生产应用结果表明,该系统投运后可降低20.5%的浆液成本和3.7%的电耗成本,对于火电厂节能减排及智能化改造工作具有参考意义。

西北严寒半干旱地区太阳能地源热泵系统优化配比研究

通过对西北严寒半干旱地区太阳能-地源热泵系统的优化配比进行研究,达到提高系统性能的目的。以包头市居住建筑为模型,对3种不同太阳能与地源热泵联合运行的模式进行仿真,结果表明,集热器侧一部分接入地埋管出口端、另一部分接入热泵机组出口端的模式性能最优,系统运行20 a后的COP从5.48减小至4.99,降低了9%。提出了负荷比和循环流体的分流比,当集热器侧承担总热负荷的40%左右时,COP最高,较最优模式下的COP(5.48)提高了1.45%。集热器侧分流比为0.6时,较优化前的平均COP提高了6.8%。

某水电厂机组推力轴承外循环油系统改进

某水电厂原机组推力瓦采用镜板泵外循环方式,但冷却效果不好。经分析确定改为外加泵外循环冷却系统,并根据机组实际情况,完善推力外循环油泵控制逻辑,同时确定泵组采用6主1备运行方式。经过改造后,机组满负荷运行时,推力瓦温冷却效果提升明显,达到了改善推力瓦冷却效果的目的。

火电机组定速循环水泵的全工况运行优化

为解决枚举法得出的定速循环水泵最优运行方式的局限性,通过分析汽轮机低压缸、冷却塔及凝汽器真空的全工况计算模型,提出了在环境温度相等的前提下进行循环水泵全工况运行优化,并对其流程进行了阐述,将排汽压力对汽轮机功率的修正曲线进行了全工况拟合,利用二分法求解机组各工况下循环水泵相邻运行方式的等效益点,进而获得等效益曲线,并采用二分法对某电厂的定速循环水泵进行了等效益曲线实例验证.结果表明:循环水泵优化运行后,平均可降低煤耗0.594 g/(kw.h).

凝汽器变工况特性计算分析

通过汽轮机、凝汽器变工况计算相结合可以得到不同机组负荷、不同循环水进口温度下循环水泵的机组负荷切换点。在凝汽器变工况时,两台循环水泵可以灵活改成一台运行方式,合理调节循环水量,使机组在最佳真空下运行。

循环水泵的优化调度

循环水泵的优化调度涉及到汽轮机、凝汽器和循环水泵三大部分。通过理论分析和实例计算相结合的方法,分别对三个子系统的运行特性进行了分析说明,研究了三者的相互配合运行问题,综合得出不同冷却水温和不同机组负荷下循环水泵的最佳运行方式,绘制了循环水泵最佳运行工况图,实现了将循环水泵的优化调节设想转化为可行的工程指导。

抽水蓄能电站自主调频控制策略研究

为了改善广东电网日间频率控制质量,提出了一种蓄能机组自主参与系统自动发电控制(AGC)调频运行的方法。在日内数个负荷快速变化的时段内,当火电机组的爬坡能力无法跟随负荷的快速变化时,通过控制蓄能电站改变工作状态进而产生输出功率的阶跃变化,实现了蓄能机组协同火电机组AGC共同参与系统的频率控制。通过这种方式,构建了输出功率快速阶跃变化机组与连续调节机组相结合的新型频率闭环控制机制。基于广东电网备调系统和广州抽水蓄能电站,对所提出的控制策略进行了试验验证和分析讨论。实验结果显示,通过将抽水蓄能机组引入现有的AGC控制系统,广东电网在日间的3个负荷急升急降段内能够将系统频率波动控制在±0.03Hz之内,缓解了目前广东电网部分时段机组爬坡能力不足的窘境。该控制策略利用了抽水蓄能电站双向运行及快速变换工作模式的技术特点,展示了将抽水蓄能电站的应用领域从削峰填谷的"能量型"应用扩展至频率控制的"功率型"应用的潜力。

太阳能-土壤源热泵系统联合供暖运行模式的探讨

针对青岛地区的气候条件,对太阳能土壤源热泵系统(SESHPS)有、无蓄热水箱时各联合供暖运行模式进行了数值模拟。结果表明,与土壤源热泵相比,联合供暖运行模式具有明显的节能效果,有、无蓄热水箱时的节能率分别为14.5%和10.4%;有蓄热水箱时的联合供暖运行模式二(集热器与埋管串联运行,载热流体先经过埋管后进入集热器)的效果最佳。对SESHPS联合供暖运行模式的优化结果表明,可按能量比例63%与37%或尺寸比例13.8m/m2来设计埋管长度与集热器面积。

含风电场系统风电与抽水蓄能匹配容量研究

基于宏观层面政策、规划研究应用的研究定位,以社会效益最大化为目标建立风电-抽水蓄能联合运行优化模型,研究含风电场系统风电与抽水蓄能的最优匹配容量问题,并采用嵌套式遗传算法进行优化仿真分析,仿真结果表明风电与抽水蓄能的合理配置可促进风电发展,实现社会效益的显著提高。该文给出的确定风电与抽水蓄能最优匹配容量的方法具有一定的实践意义。

考虑气象条件变化的火电厂循泵优化运行

以循环冷却水系统整体作为研究对象,基于循泵优化运行模型,并充分考虑气象条件变化对循泵优化运行的影响,绘制出可直接根据气象条件指导循泵优化运行的一种新型等效益曲线及相应的净收益功率曲线.以某电厂660MW机组为例,将新型等效益曲线与现有等效益曲线进行对比应用分析.结果表明:在循环冷却水系统中,根据现有等效益曲线查取的循泵运行方式并不总是"最优"的,甚至在相同的机组负荷、气象条件下,仅因当前工况循泵运行方式的不同,所查取的最优循泵运行方式也可能不同,但是新型等效益曲线始终能够合理地指导循泵优化运行.同时,利用新型等效益曲线及净收益功率曲线对660MW机组的循泵优化运行进行了技术和经济研究分析.通过对比不同机组负荷下的净收益功率曲线发现:在夏季高温情况下,循环冷却水系统在机组低负荷下的运行费用有可能高于在机组高负荷下的运行费用.

南水北调东线泵站变速运行模式的适应性

以南水北调东线工程源头泵站江都四站为例,通过单机组优化运行（叶片全调节、变频变速）数学模型的求解、分析可知,在南水北调东线源头泵站扬程变幅（日均扬程7.8~3.8 m,潮差1.2 m）范围内,不管是否实行峰谷电价,泵站叶片全调节优化运行是较为合适的运行模式;变频变速运行仅在扬程低于5.0 m、非满负荷运行时优于叶片全调节;在满负荷工作时,泵站变频变速与定角恒速运行相比,变频变速优化运行带来的效益不足以抵消变频装置的耗损.同时,从泵装置运行的机理出发,证明了大型提水泵站只有在一次调水过程中的扬程变幅足够大时,变频变速优化运行才能产生效益的论点.该成果可为南水北调东线大型泵站的改造、优化运行提供理论依据.

300MW机组单元制循环水系统优化运行

通过对某300MW火力发电机组循环冷却水系统进行分析研究,运用枚举法逐步搜索出不同负荷下所对应的循环水量。对所得到的循环水量进行循环比较确定出机组在不同负荷、不同循环水温下最经济的循环水泵运行方式,编制出循环水最佳运行工况表和循环水泵经济调度图,对火电厂循环水系统的运行具有指导意义。

基于煤电经济值的汽轮机循环水泵运行优化研究

传统循环水泵运行优化以汽轮机最大净出力为基准,该方法忽略了电网调度模式对机组实际出力的控制,通过深入分析机组实际运行状态,综合考虑煤价和电价对循环水泵运行优化的影响,提出基于煤电经济值最优的优化理论,并对某660MW机组进行实例分析。对于我国主要以机组发电量为控制基准的电网调度模式,由煤电经济值最优法确定循环水泵最优运行方式能更真实、最大限度地提高机组实际经济收益。

真空泵工作水温对循环水系统优化运行目标值的影响

基于离散优化原理,结合汽轮机背压修正曲线、凝汽器变工况计算和循环水泵性能试验数据进行循环水系统优化;建立了真空泵吸气室压力与凝汽器抽气口压力的关系模型;给出了考虑真空泵工作水温度后的国产330MW机组循环水系统优化运行目标值,结果显示受真空泵工作水温的影响,循环水系统优化运行模式切换(1机1泵切换到2机3泵运行)对应的负荷会变化增大,而且随着工作水温的升高,切换负荷增大幅度也越大。

带尾水电站母管制循环水系统优化运行的研究

以火电厂带尾水电站的循环水系统为对象,建立了优化运行的数学模型,提出了求解算法,并针对某厂300MW机组,通过计算得到了不同负荷下系统的最优运行方式。

循环水泵在线优化运行

以某厂110MW机组为例,通过凝汽器和汽轮机的变工况计算,在线给出了机组在不同主汽流量和循环水进水温度下可操作性较强的循环水泵最佳运行方式以及与此方式对应的最佳真空。

考虑动态功能的抽水蓄能电站综合规划模型

以系统运行的经济性和可靠性为目标,提出了一种抽水蓄能电站的综合规划模型。该模型不仅考虑了系统需求约束、备用约束以及电站静态运行约束,而且考虑了能源约束、环保约束以及各类型电站的爬坡和旋转备用容量等动态运行约束。通过对规划方案进行静态运行模拟和动态特性模拟,得到抽水蓄能电站的动静态效益指标;基于综合效益比较,从拟定的方案中找出系统对抽水蓄能电站的最佳需求空间和装机进度。应用该方法对某省级系统进行了算例计算分析,结果表明了所述模型的有效性。