一种基于供热抽汽方式和供热量的机组热耗率计算方法

技术领域

本发明涉及汽轮机组技术领域，具体涉及一种基于供热抽汽方式和供热量的机组热耗率计算方法。

背景技术

近年来，随着电力行业的快速发展，电厂已从单一的计划经济逐步迈向竞争激烈的市场经济，电力企业管理已从过去保证机组安全稳定运行转化到要求机组安全经济运行。这就要求各企业降低运行成本，以最少的投入获得最大的收益。汽轮机组的热耗作为一个重要的指标被重点关注。

日常电厂人员在统计机组热耗时，多以正平衡的方式进行计算，但受制于煤炭质量及发热量测量的偏差及煤仓存煤的统计等，通过正平衡方式计算出的热耗存在较大的偏差，且不同时期计算得到的热耗值波动较大，难以准确反映机组的真实热耗。且当前大多数机组均对外提供供热，不同负荷或不同供热量下机组的热负荷无法通过正平衡方法得到。

CN105243184A公开了一种抽汽供热对汽轮机组热耗的影响量的计算方法，该方法通过确定汽轮机抽汽供热对汽轮机组热耗的影响总量ΔH，从而实现对发电机组最终能达到的能效水平的研究。

CN102661820A公开了一种确定抽汽供热机组实际热耗的方法，包括：(1)对热耗与汽轮机功率、供热抽汽量的关系进行拟合；(2)选定供热抽汽量；(3)每一抽汽量下改变4次汽轮机功率；(4)得到各个工况点的热耗；(5)确定同一个抽汽量的工况点拟合多项式的阶数并拟合；(6)转换坐标系并对同一功率的工况点进行拟合；(7)根据步骤(5)的拟合多项式的阶数得到任意供热抽汽量的热耗曲线。

上述方法虽然可以得到机组热耗，但是存在计算复杂，热耗率偏差较大以及热耗值波动较大等缺点，因此提供一种不同供热量下热耗率的计算方法具有重要意义。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种基于供热抽汽方式和供热量的机组热耗率计算方法，与现有技术相比，本发明针对机组对外供热的工况，结合不同工况的试验结果，能够定量分析不同供热工况时机组的真实热耗率。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于供热抽汽方式和供热量的机组热耗率计算方法，所述机组热耗率计算方法包括以下步骤：

(1)热力性能试验：选取负荷点，在设计工况下进行热力性能试验，得到机组热耗率、高压缸效率和中压缸效率，经推导得到低压缸效率；

(2)单一负荷点下冷再供热流量和热耗率关系的推导：采用冷再供热方式进行设计工况，经试验和推导得到单一负荷点下不同冷再供热流量和热耗率的关系；

(3)单一负荷点下冷再供热流量、中排供热流量和热耗率关系的推导：采用冷再供热和中排供热的组合供热方式进行设计工况，经试验和推导得到单一负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系；

(4)负荷点、冷再供热流量、中排供热流量和热耗率关系的推导：根据步骤(1)选取的不同负荷点和步骤(3)得到的所述单一负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系进行计算和拟合，得到不同负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系。

鉴于当前机组供热灵活多样，存在多位置、多参数供热，本发明以当前采用较多的形式进行分析，即采用冷再供热和中排供热的组合供热方式，对于设计工况，本发明采用现场试验和拟合计算结合的方式，由于机组的供热量由用户决定，试验期间难以调整，因此结合现场运行情况，每种供热方式至少选择两种供热量，其它供热量下的热耗根据计算拟合得到。本发明提供的计算方法在采用设计工况进行试验的基础上，经过数据拟合等手段，得到不同供热量下热耗的计算方法，不仅计算结果准确，而且适用范围广阔。

优选地，步骤(1)所述热力性能试验的过程包括：

采用冷再供热和中排供热的组合供热方式，根据机组的实际运行负荷区间选取负荷点，对负荷点下的设计工况和纯凝工况进行试验，得到不同工况下的机组热耗率、高压缸效率和中压缸效率；采用试验得到的机组热耗率、高压缸效率和中压缸效率进行推导，得到低压缸效率。

优选地，步骤(2)所述单一负荷点下冷再供热流量和热耗率关系的推导的过程包括：

采用冷再供热方式，选定负荷点，设计不同的冷再供热流量，得到设计工况，对设计工况和纯凝工况进行试验，得到选定负荷点下的机组热耗率；将选定负荷点、冷再供热流量和机组热耗率进行拟合，得到单一负荷点下不同冷再供热流量和热耗率的关系。

优选地，步骤(3)所述单一负荷点下冷再供热流量、中排供热流量和热耗率关系的推导的过程包括：

采用冷再供热和中排供热的组合供热方式，选定负荷点和第一冷再供热流量，设计不同的中排供热流量，得到设计工况，对设计工况进行试验，得到选定负荷点下的机组热耗率；将选定负荷点、第一冷再供热流量、中排供热流量和机组热耗率进行拟合，得到单一负荷点第一冷再供热流量下中排供热流量和热耗率的关系；

选定负荷点和第二冷再供热流量，设计不同的中排供热流量，得到设计工况，对设计工况进行试验，得到选定负荷点下的机组热耗率；将选定负荷点、第二冷再供热流量、中排供热流量和机组热耗率进行拟合，得到单一负荷点第二冷再供热流量下中排供热流量和热耗率的关系；

将单一负荷点第一冷再供热流量下中排供热流量和热耗率的关系以及单一负荷点第二冷再供热流量下中排供热流量和热耗率的关系进行拟合，得到单一负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系。

优选地，步骤(4)所述负荷点、冷再供热流量、中排供热流量和热耗率关系的推导的过程包括：

根据步骤(1)选取的不同负荷点和步骤(3)得到的所述单一负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系进行计算和拟合，得到不同负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系。

优选地，步骤(1)所述负荷点至少为5个，例如可以是5、6、7或8个，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，包括W

本发明中，根据机组的实际运行负荷区间，选取至少为5个负荷点，并且由于外供蒸汽压力、温度一般比较稳定，主要是流量存在变化，因此结合实际运行数据，结合不同负荷下需要外供的蒸汽参数及蒸汽量的区间，选定冷再和中排的供热流量。

优选地，步骤(1)所述设计工况选取5个负荷点，5个冷再供热流量分别记为Q

优选地，步骤(1)所述设计工况为10种，包括：

W

W

W

W

W

优选地，步骤(1)所述热力性能试验包括：采用10种设计工况和纯凝工况进行试验，得到不同工况下的机组热耗率、高压缸效率和中压缸效率。

优选地，步骤(1)所述推导的过程包括：假设低压缸效率为η，根据试验得到的所述高压缸效率、中压缸效率和假设的低压缸效率，得到总做功量的计算值，结合不同工况下的总供热量进行计算，得到机组热耗率的计算值；利用机组热耗率的计算值和试验得到的机组热耗率，对假设的低压缸效率进行修正、迭代，推导得到低压缸效率。

本发明中，因常规的热力性能试验，难以获得准确的低压缸效率，而中排供热流量对汽机热耗的影响受低压缸效率影响较大，故利用试验获得的结果，采用等效焓降法，对低压缸效率进行推导。

优选地，步骤(2)所述设计工况包括：在选定负荷点下，设计冷再供热流量为Q

优选地，所述单一负荷点下不同冷再供热流量和热耗率的关系为：

优选地，步骤(3)所述第一冷再供热流量下的设计工况包括：当选定负荷点、选定第一冷再供热流量，设计中排供热流量为Q

优选地，所述单一负荷点第一冷再供热流量下中排供热流量和热耗率的关系为：

优选地，所述第二冷再供热流量下的设计工况包括：当选定负荷点、选定第二冷再供热流量，设计中排供热流量为Q

优选地，所述单一负荷点第二冷再供热流量下中排供热流量和热耗率的关系为：

优选地，步骤(3)所述单一负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系为：q

优选地，步骤(4)所述不同负荷点下不同冷再供热流量、不同中排供热流量和热耗率的关系为：q

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的计算方法在采用设计工况进行试验的基础上，经过数据拟合等手段，得到不同供热量下热耗率的计算方法，避免煤炭质量及发热量测量的偏差及煤仓存煤的统计的限制，减小热耗率的计算偏差和数值波动，不仅计算结果准确，而且适用范围广阔。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种基于供热抽汽方式和供热量的机组热耗率计算方法，所述机组热耗率计算方法包括以下步骤：

(1)热力性能试验：

采用冷再供热和中排供热的组合供热方式，根据机组的实际运行负荷区间选取负荷点，所述负荷点为5个，包括W

W

W

W

W

W

对上述10种设计工况和纯凝工况共计11种工况进行试验，得到不同工况下的机组热耗率、高压缸效率和中压缸效率，采用试验得到的机组热耗率、高压缸效率和中压缸效率进行推导，得到低压缸效率；

以W

W

W

纯凝工况下，没有中压缸抽汽供热时的排汽量为Q

若Q

则工况①的低压缸做功量为：

(Q

则工况②的低压缸做功量为：

(Q

而纯凝工况下的低压缸做功量为：

Q

根据步骤(1)试验得到的较为准确的高压缸效率和中压缸效率，结合假设的低压缸效率η，可以计算得到工况①、工况②和纯凝工况的总做功量，分别记为N

(2)单一负荷点下冷再供热流量和热耗率关系的推导：

采用冷再供热方式，以选定负荷点W

W

W

纯凝工况下，中排供热流量为0，冷再供热流量为0；

对上述工况③、工况④和纯凝工况进行试验，得到不同工况下的机组热耗率，利用得到的机组热耗率、冷再供热流量和W

(3)单一负荷点下冷再供热流量、中排供热流量和热耗率关系的推导：采用冷再供热和中排供热的组合供热方式，以选定负荷点W

W

W

对上述工况⑤、工况⑥进行试验，得到不同工况下的机组热耗率，利用得到的机组热耗率、第一冷再供热流量、中排供热流量和W

以选定负荷点W

W

W

对上述工况⑦、工况⑧进行试验，得到不同工况下的机组热耗率，利用得到的机组热耗率、第二冷再供热流量、中排供热流量和W

根据

(4)负荷点、冷再供热流量、中排供热流量和热耗率关系的推导：

根据上述获得的q

综上所述，本发明提供的计算方法在采用设计工况进行试验的基础上，经过数据拟合等手段，得到不同供热量下热耗率的计算方法，不仅计算结果准确，而且适用范围广阔。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。