凝汽器真空是電廠運(yùn)行人員的主要監(jiān)視參數(shù).凝汽器真空提高時(shí),機(jī)組出力增加[ 1 ] ;而循環(huán)水泵的運(yùn)行方式對(duì)凝汽器真空及廠用電率等指標(biāo)影響較大,因此研究在一定環(huán)境和汽輪機(jī)負(fù)荷條件下循環(huán)水泵的最優(yōu)運(yùn)行方式、進(jìn)而確定循環(huán)水泵的合理運(yùn)行臺(tái)數(shù)、保證凝汽器在最佳真空下工作,是提高電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要措施. 冷卻塔作為實(shí)現(xiàn)低溫放熱的最終設(shè)備,是保證排汽壓力穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié);通常通過冷卻塔出塔水溫(即循環(huán)水入口溫度) 的變化來影響凝汽器壓力,進(jìn)而影響冷端系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性[ 2 ] . 因此,計(jì)算循環(huán)水泵在不同運(yùn)行方式下的冷卻塔出塔水溫是確定循環(huán)水泵最優(yōu)運(yùn)行方式的關(guān)鍵. 自然通風(fēng)逆流濕式冷卻塔廣泛用于電站凝汽器循環(huán)水的冷卻,其冷卻特性直接影響電站冷端系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)及高效運(yùn)行[ 3 ] . 它主要依靠塔內(nèi)外的空氣密度差形成自然抽力進(jìn)行工作,因此進(jìn)塔風(fēng)速是決定冷卻塔換熱性能的一個(gè)重要參數(shù),可以通過冷卻塔的空氣動(dòng)力計(jì)算[425 ] 得到. 但由于塔內(nèi)的阻力計(jì)算過程復(fù)雜,需要進(jìn)行多組試驗(yàn)才能確定阻力系數(shù),因此該方法實(shí)用性差且不準(zhǔn)確. 針對(duì)此缺點(diǎn),本文提出了一種基于冷卻塔熱力計(jì)算的冷卻塔進(jìn)塔風(fēng)速軟測(cè)量方法,并據(jù)此估算出循環(huán)水泵在其他運(yùn)行方式時(shí)的進(jìn)塔風(fēng)速,為確定循環(huán)水泵在不同運(yùn)行方式下的冷卻塔出塔水溫提供參考.文獻(xiàn)[629 ]在確定循環(huán)水泵運(yùn)行方式時(shí),都是在假定循環(huán)水入口溫度相等的前提下進(jìn)行的. 但對(duì)于目前多數(shù)電廠采用的閉式循環(huán)水系統(tǒng),冷卻塔的冷卻效果直接決定了冷卻塔的出塔水溫,即循環(huán)水入口溫度在循環(huán)水泵不同運(yùn)行方式下相差較大. 所以,不考慮冷卻塔因素而直接在循環(huán)水入口溫度相等的前提下確定循環(huán)水泵的最優(yōu)運(yùn)行方式顯然是不合理的. 因此,本文提出在相同的環(huán)境條件下根據(jù)當(dāng)前循環(huán)水泵的運(yùn)行方式來估算其他循環(huán)水泵運(yùn)行方式下的冷卻塔出塔水溫,以確定循環(huán)水泵的最優(yōu)運(yùn)行方式,這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)中冷端系統(tǒng)的優(yōu)化具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義.本文以工程中普遍采用的麥克爾焓差法為基礎(chǔ),對(duì)冷卻塔進(jìn)行了熱力計(jì)算. 首先,根據(jù)當(dāng)前實(shí)時(shí)的進(jìn)出塔水溫計(jì)算出當(dāng)前的進(jìn)塔風(fēng)速,然后估算出循環(huán)水泵運(yùn)行方式改變后的進(jìn)塔風(fēng)速,再以環(huán)境溫度為初始的循環(huán)水入口溫度,計(jì)算出此時(shí)的進(jìn)塔水溫和出塔水溫,并通過循環(huán)計(jì)算直至滿足計(jì)算出的出塔水溫穩(wěn)定. 圖1 為冷卻塔出塔水溫的計(jì)算流程,由此確定出循環(huán)水泵在不同運(yùn)行方式下的出塔水溫,可直接用于循環(huán)水泵最優(yōu)運(yùn)行方式的計(jì)算.
本文所涉及的冷卻塔出塔水溫、進(jìn)塔風(fēng)速的計(jì)算均為非線性方程求解問題. 這類非線性方程存在著多解問題. 采用迭代計(jì)算的數(shù)值計(jì)算方法來求解這一類非線性方程是通常的數(shù)學(xué)方法. 但是,通常需要確定如下條件才能獲得真實(shí)解:迭代計(jì)算初值、迭代計(jì)算退出條件及迭代計(jì)算步距. 如果迭代計(jì)算初值和退出條件選擇不合理,就可能導(dǎo)致迭代計(jì)算時(shí)錯(cuò)過真實(shí)解;而迭代計(jì)算步距則決定了迭代計(jì)算的精度及收斂速度. 從機(jī)理模型入手分析迭代計(jì)算中的數(shù)值計(jì)算方法是解決這些問題的根本途徑.
