凝汽器真空是电厂运行人员的主要监视参数.凝汽器真空提高时,机组出力增加[ 1 ] ;而循环水泵的运行方式对凝汽器真空及厂用电率等指标影响较大,因此研究在一定环境和汽轮机负荷条件下循环水泵的最优运行方式、进而确定循环水泵的合理运行台数、保证凝汽器在最佳真空下工作,是提高电厂运行经济性的重要措施. 冷却塔作为实现低温放热的最终设备,是保证排汽压力稳定的重要环节;通常通过冷却塔出塔水温(即循环水入口温度) 的变化来影响凝汽器压力,进而影响冷端系统的经济性[ 2 ] . 因此,计算循环水泵在不同运行方式下的冷却塔出塔水温是确定循环水泵最优运行方式的关键. 自然通风逆流湿式冷却塔广泛用于电站凝汽器循环水的冷却,其冷却特性直接影响电站冷端系统的安全、经济及高效运行[ 3 ] . 它主要依靠塔内外的空气密度差形成自然抽力进行工作,因此进塔风速是决定冷却塔换热性能的一个重要参数,可以通过冷却塔的空气动力计算[425 ] 得到. 但由于塔内的阻力计算过程复杂,需要进行多组试验才能确定阻力系数,因此该方法实用性差且不准确. 针对此缺点,本文提出了一种基于冷却塔热力计算的冷却塔进塔风速软测量方法,并据此估算出循环水泵在其他运行方式时的进塔风速,为确定循环水泵在不同运行方式下的冷却塔出塔水温提供参考.文献[629 ]在确定循环水泵运行方式时,都是在假定循环水入口温度相等的前提下进行的. 但对于目前多数电厂采用的闭式循环水系统,冷却塔的冷却效果直接决定了冷却塔的出塔水温,即循环水入口温度在循环水泵不同运行方式下相差较大. 所以,不考虑冷却塔因素而直接在循环水入口温度相等的前提下确定循环水泵的最优运行方式显然是不合理的. 因此,本文提出在相同的环境条件下根据当前循环水泵的运行方式来估算其他循环水泵运行方式下的冷却塔出塔水温,以确定循环水泵的最优运行方式,这对现场中冷端系统的优化具有较强的现实意义.本文以工程中普遍采用的麦克尔焓差法为基础,对冷却塔进行了热力计算. 首先,根据当前实时的进出塔水温计算出当前的进塔风速,然后估算出循环水泵运行方式改变后的进塔风速,再以环境温度为初始的循环水入口温度,计算出此时的进塔水温和出塔水温,并通过循环计算直至满足计算出的出塔水温稳定. 图1 为冷却塔出塔水温的计算流程,由此确定出循环水泵在不同运行方式下的出塔水温,可直接用于循环水泵最优运行方式的计算.
本文所涉及的冷却塔出塔水温、进塔风速的计算均为非线性方程求解问题. 这类非线性方程存在着多解问题. 采用迭代计算的数值计算方法来求解这一类非线性方程是通常的数学方法. 但是,通常需要确定如下条件才能获得真实解:迭代计算初值、迭代计算退出条件及迭代计算步距. 如果迭代计算初值和退出条件选择不合理,就可能导致迭代计算时错过真实解;而迭代计算步距则决定了迭代计算的精度及收敛速度. 从机理模型入手分析迭代计算中的数值计算方法是解决这些问题的根本途径.
