发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于环境参数的发电机组闭式循环水系统的运行方法，能够更加切合实际地模拟不同环境参数、不同负荷下闭式循环系统最佳的运行方式。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于环境参数的发电机组闭式循环水系统的运行方法，包括以下步骤；

A、性能基准工况试验：

分别进行汽轮机变背压试验、凝汽器变工况试验、循环水泵流量和耗功试验、冷却塔变工况试验，获取各个设备不同工况下的性能特征曲线；

B、建立计算模型：

以某热平衡计算软件为平台，建立一个包含汽轮机、凝汽器、循环水泵和冷却塔的整体计算模型；

C、获取不同环境参数下机组背压：

根据环境干球温度、空气相对湿度和循环水泵运行方式计算获得不同负荷下机组背压；

D、计算最佳机组背压：

根据循环水泵不同运行方式下循环水流量和电耗，计算机组背压降低产生的发电功率的增益与循环水泵运行台数增加造成电耗增加之间的差压，获得特定发电负荷下的最佳机组背压。

所述步骤A中冷却塔的性能特征曲线包括环境干球温度、空气相对湿度和循环水流量与冷却塔出水温度之间的关系曲线；凝汽器的性能特征曲线包括机组负荷、循环水流量和凝汽器进水温度与机组背压的关系曲线，特别是对于机力通风冷却塔，需要获得每个工况下的气水比、特性数的散热特性。

所述步骤B中通过步骤A中所进行的基准试验获得的性能特征曲线，以自定义方式添加到热平衡计算软件中，建立一个以发电机组实际性能为基准的整体计算模型。

所述步骤B中根据环境干球温度、空气相对湿度、循环水泵运行方式(即不同循环水流量)和冷却塔特性数，通过Merkel焓差方程，获得冷却塔进、出水温度关系式：

式中：β为容积散质系数，kg/(m³·s)；V为淋水面积，m³；Q为冷却水流量，kg/s；C_w为水的比热，kJ/(kg·K)；t₁、t₂为冷却塔进、出口水温，℃；h_t”为水温t时的饱和蒸汽比焓，kJ/kg；h_θ为空气比焓，kJ/kg；dt为进出该单元填料冷却水的温差，K；K为蒸发水量散热系数；

公式(1)左侧为冷却塔的特性数，用Ω'表示，通过冷却塔热力性能试验计算获得关系式Ω'＝Aλ^m(A、m为常数，λ为气水比)；公式(1)右侧为冷却塔的冷却数，用Ω表示；

利用通过热力性能试验获得的冷却塔的特性关系曲线，在热平衡计算软件中输入环境干球温度、空气相对湿度、循环水流量及冷却塔进水温度，计算出冷却塔出水温度。

所述步骤C中以热平衡计算软件为平台，根据环境干球温度、空气相对湿度和循环水流量，通过冷却塔、凝汽器和汽轮机变工况耦合计算，获得不同负荷工况下凝汽器进口、出口的循环水温度及机组背压；其中耦合计算的实质在于以凝汽器出口循环水温度为冷却塔进塔水温，以冷却塔进塔水温为基准考虑循环水经过循环水泵后焓值升高的温度为凝汽器进口循环水温度，通过试验工况下凝汽器清洁系数及总体换热系数计算机组背压。

所述步骤D中当机组负荷在一定的条件下，增加一台循环水泵运行或者原有低速泵转变为高速泵运行后，循环水流量增大，凝汽器背压降低，汽轮发电机功率提升，但同时循环水泵的耗功也增加，当增加的汽轮发电机功率ΔN_O与循环水泵多消耗的功率ΔN_P的差值ΔN为最大，即机组的输出净功率最大时，对应机组背压为最佳背压，运行方式为最佳方式；

循环水系统的优化就是确定在不同机组负荷和环境条件下的最佳循环水流量，在实际工程中，循环水体积流量不是连续性变量，因此只能通过改变循环水泵的运行台数或者调整循环水泵转速来改变循环水流量，此时循环水系统的优化就是确定不同工况下循环水泵的最佳运行方式，根据输出净功率(ΔN_O-ΔN_P)是否大于0来判断。

本发明的有益效果：

1、本发明涉及与开式循环水系统优化方式不同，不再利用凝汽器入口循环水温度为基准来确定循环水系统的最佳运行方式，而是通过冷却塔、凝汽器和汽轮机变工况的耦合计算，利用环境干球温度、大气相对湿度和机组负荷来确定循环水系统的最佳运行方式，因此这种方式更加切合实际。

2、本发明的汽轮机出力与背压关系曲线、凝汽器变工况特性及冷却塔的特性均采用性能试验结果，优化计算结果更加可靠，采用热平衡计算软件，冷却塔、凝汽器和汽轮机变工况的耦合计算速度更加快捷。