基于數字孿生的直接空冷燃煤機組節能優化方法

陳 嘉,陳福兵,趙平真,梁永吉,鐘 鳴

(1.西安交通大學,陜西 西安 710049;2.朗坤智慧科技股份有限公司,江蘇 南京 211100;3.華能銅川照金煤電有限公司,陜西 銅川 727100;4.華能霞浦核電有限公司,福建 寧德 355200)

0 引言

我國西北地區煤炭資源豐富但是水資源匱乏,煤電機組大多采用空氣作為汽輪機排汽冷卻介質,前期建設機組以直接空冷為主。然而由于空氣換熱能力相比水較差,直接空冷機組在運行背壓、廠用電率和供電標煤都高于相同等級下的濕冷機組。探索在復雜工況下的最佳運行方式,尋找最佳背壓,對于提升直接空冷機組熱經濟性至關重要,同時也是困擾行業多年經典難題[1]。

冷端優化研究首先基于變工況計算、熱力學公式推導以及系統數值仿真等機理分析層面展開[2]。郭民臣[3]以冷端系統的變工況模型為基礎,根據相似定律確定迎面風速對風機耗功的影響,分析簡化得到機組背壓與發電功率的關系,最終導出不同環境溫度和熱負荷下迎面風速對應的最佳真空。梁偉平[4]通過熱力學計算和機理分析,建立機組出力與風機功率的增量數學模型,獲得機組出力凈增量極大值對應的最佳經濟背壓。張學海[5]采用等效熱降法計算變工況下的阻塞背壓并得到背壓修正曲線,采用凈功率增量法計算得出不同工況下空冷風機經濟運行頻率曲線。高建強[6]建立機理性經濟背壓計算模型,計算不同負荷下背壓變化產生的發電收益,獲得經濟背壓隨負荷的變化趨勢。……