CN109858810A - 供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法，通过对机组供热工况的热力参数进行实际测试计算，将其作为纯凝工况的热力参数，并采用拟合算法获得不同排汽压力下低压缸的排汽流量与排汽比容之间的关系，实现了在不停止供热的情况下获得相同主蒸汽压力、温度、流量时纯凝工况的汽轮机组发电热耗率，消除了供热抽汽对性能测试的制约，有效提高了对机组性能测试的灵活性。

Description

供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法

技术领域

本发明涉及一种发电供热技术领域，尤其涉及一种供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法。

背景技术

现在热电厂在大修前后性能对比及同型号汽轮机组相互性能比较过程中均利用纯凝运行工况的性能能耗指标，而且在抽汽供热电厂新机组建设中，汽轮机设备厂家所提供的性能考核工况也均为纯凝工况。但是，在冬季热电厂供热期间，切换至纯凝工况将会直接影响到热用户的利益，因此造成电厂方面在供热期内难以准确了解汽轮机组性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法，用以解决无法停止供热，切换至纯凝工况，造成无法获取汽轮机组的纯凝发电热耗率的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例中提供一种供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法，其包括：

步骤S1、获取供热工况时的热力参数，用于计算汽轮机组的纯凝发电热耗率；

步骤S2、获取供热工况时低压缸在不同排汽压力下对应的多组排汽流量与排汽比容，进行多项式拟合运算，获取不同排汽压力下排汽流量 G_pq与排汽比容V_pq之间的关系；

步骤S3、获取汽轮机组的纯凝发电热耗率，包括：

步骤S31、将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸∑G_icq为汽轮机的各级回热抽汽流量之和；

步骤S32、设定低压缸的排汽压力为设定值P_pq，根据与P_pq对应的低压缸的排汽流量和排汽比容之间的关系，计算低压缸在排汽压力为P_pq且排汽流量为G_pq时的排汽比容V_pq；

步骤S33、利用步骤S32中的排汽比容V_pq计算低压缸的新的排汽流量G_pq；

步骤S34、用步骤S33中获得的低压缸的排汽流量替换步骤S33中的低压缸的排汽流量，然后重复步骤S32和S33，直至连续两次计算得到的低压缸的新的排汽流量G_pq相同，然后执行步骤S35；

步骤S35、利用步骤34中连续两次计算得到的相同的低压缸的新的排汽流量G_pq，计算低压缸的排汽比容V_pq；

步骤S36、利用步骤S35中获得的排汽比容V_pq计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR。

可选的，步骤S33包括：

步骤S331、根据公式X＝V_pq/V_pq＇和ELEP＝X×h_pq＇计算低压缸的排汽膨胀线终点焓ELEP，X为排汽干度，V_pq＇为低压缸的排汽压力为 P_pq时对应的饱和蒸汽比容，h_pq＇为低压缸的排汽压力为P_pq时对应的饱和蒸汽焓；

步骤S332、根据公式η_dg-ELEP＝(h_djq-ELEP)/(h_djq-h_sdjq-Ppq)计算低压缸的排汽膨胀线效率η_dg-ELEP，h_djq为低压缸的进汽焓，h_sdjq-Ppq为低压缸的进汽熵s_djq对应排汽压力为P_pq时的等熵焓；

步骤S333、根据公式h_i＝h_djq-(h_djq-h_sdjq-Pi)×η_dg-ELEP计算汽轮机的各级修正抽汽焓h_i，h_sdjq-Pi为低压缸的进汽熵s_djq对应第i级的回热抽汽压力为 P_i的等熵焓；

步骤S334、根据汽轮机的各级修正抽汽焓h_i计算汽轮机的修正后的各级抽汽流量G_icq，并利用修正后的各级抽汽流量G_icq，根据公式G_pq＝G_zq- ∑G_icq计算低压缸的新的排汽流量G_pq。

可选的，所述热力参数包括进入高压缸的主蒸汽的流量G_zq、温度t_zq和压力P_zq，所述热力参数还包括锅炉的给水压力P_gs、过热器减温水流量 G_gjs、再热器减温水流量G_zjs，以及再热蒸汽温度t_zr和压力P_zr；

步骤36包括：

步骤S361、利用步骤S35中获得的排汽比容V_pq，根据公式X＝V_pq/ V_Ppq＇和ELEP＝X×h_pq＇计算低压缸的排汽膨胀线终点焓ELEP；

步骤S362、利用步骤S361计算得到的排汽膨胀线终点焓ELEP，根据公式UEEP＝ELEP+0.87×X×EL计算低压缸的排汽有用能终点焓 UEEP，EL为低压缸的排汽损失；

步骤S363、根据以下公式计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR：

其中，G_zq为进入高压缸的主蒸汽流量，G_gjs为过热器减温水流量， h_zq为主蒸汽焓，h_gs为锅炉的给水焓，h_gjs为过热器减温水焓，G_gp为高压缸的排汽流量，h_zr为再热蒸汽焓，h_gp为高压缸的排汽焓，G_zjs为再热器减温水流量，h_zjs为再热器减温水焓，G_zr为再热蒸汽流量，h_i为汽轮机的第i级抽汽焓，G_pq为步骤34中连续两次计算得到的相同的低压缸的新的排汽流量，UEEP为低压缸排汽有用能终点焓，n为汽轮机的回热加热器的级数。

可选的，步骤S31包括：

将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸，计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq；

根据公式G_pq＝G_zq-∑G_icq计算低压缸的初始排汽流量G_pq，∑G_icq为汽轮机的各级回热抽汽流量之和。

可选的，步骤S31中计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq的步骤包括：

步骤S311、设定汽轮机的各级初始抽汽焓h_i；

步骤S312、根据公式P_i＝P_i＇×G_i/G_i＇计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热抽汽压力P_i，P_i＇为供热工况时汽轮机的第i级回热抽汽压力，G_i＇为供热工况时汽轮机的第i级后汽轮机内蒸汽流量，G_i为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级后汽轮机内蒸汽流量；

步骤S313、根据公式P_ijq＝P_i×ζ′_i计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力P_ijq，ζ′_i为供热工况下低 i级抽汽的压损，P_ijq＇为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力；

步骤S314、根据公式计算回热加热器的出水温度t_ics，根据公式t_iss＝t_(i+1)cs+Δt′_idown计算回热加热器的疏水温度t_iss，为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力P_ijq对应的饱和水温度，Δt′_iup为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的上端差，t_(i+1)cs为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i+1级回热加热器的出水温度，Δt′_idown为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的下端差；

步骤S315、根据公式G_nj＝G′_zq+G′_zjs-G_gjss-G_cy计算除氧器的进水流量G_nj，G′_zq与供热工况时主蒸汽流量G_zq相同，G′_zjs与供热工况时再热器减温水流量G_zjs相同，G_gjss为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后高加疏水流量，G_cy为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后除氧器的进汽流量；

步骤S316、根据以下公式计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq：

其中，G_ijs为第i级回热加热器的进水流量，G_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水流量，h_ics为第i级回热加热器的出水焓，h_ijs为第i级回热加热器的进水焓，h_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水焓，h_iss为第i级回热加热器的疏水焓。

可选的，步骤S334中根据汽轮机的各级修正抽汽焓h_i计算低压缸的修正后的各级抽汽流量G_icq具体为：

利用汽轮机的各级修正抽汽焓h_i，根据以下公式计算低压缸的各级修正抽汽流量G_icq：

其中，G_ijs为第i级回热加热器的进水流量，G_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水流量，h_ics为第i级回热加热器的出水焓，h_ijs为第i级回热加热器的进水焓，h_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水焓，h_iss为第i级回热加热器的疏水焓。

可选的，在步骤S334之后，所述计算方法还包括：

根据公式计算汽轮机的各级修正回热抽汽压力，P_i分别为修正前后汽轮机第i级回热抽汽压力，G_i分别为重复步骤S32-S33的迭代计算中汽轮机第i级抽汽处汽轮机内部上一次迭代计算得到的蒸汽流量与本次迭代计算得到的蒸汽流量；

利用汽轮机的各级修正回热抽汽压力，根据步骤S313计算回热加热器的修正进汽压力P_ijq，根据步骤S314计算回热加热器的修正出水温度t_ics和修正疏水温度t_iss。

可选的，获取汽轮机组的纯凝发电热耗率的步骤还包括：获取低压缸的进汽焓h_djq和进汽熵s_djq；

获取低压缸的进汽焓h_djq和进汽熵s_djq的步骤包括：

根据公式G_djq＝G′_djq+G′_gr计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后低压缸的进汽流量G_djq，G′_djq为供热工况时低压缸的进汽流量，G′_gr为供热工况时汽轮机的供热抽汽流量；

根据公式计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后低压缸的进汽压力P_djq，P′_djq为供热工况时低压缸的进汽压力；

根据公式P_zp＝P_djq/δ计算中压缸的排汽压力P_zp，δ为中压缸排汽口至低压缸进汽口的管道效率；

根据公式计算中压缸的排汽焓h_zp， h′_zr为供热工况时的再热蒸汽焓，为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后的再热蒸汽熵s_zr对应中压缸排汽压力为P_zp时的等熵焓，η′_zg为供热工况时的中压缸效率，低压缸的进汽焓h_djq等于中压缸的排汽焓h_zp；

根据低压缸的进汽压力P_djq和进汽焓h_djq计算低压缸的进汽熵s_djq。

可选的，步骤S2中获取的不同排汽压力下排汽流量与排汽比容之间的关系为：V_pq＝a+b×G_pq+c×G_pq ²+d×G_pq ³，a、b、c、d为已知量，G_pq为低压缸的排汽流量，V_pq为低压缸的排汽比容。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明通过对机组供热工况的热力参数进行实际测试计算，将其作为纯凝工况的热力参数，并采用拟合算法获得不同排汽压力下低压缸的排汽流量与排汽比容之间的关系，实现了在不停止供热的情况下获得相同主蒸汽压力、温度、流量时纯凝工况的汽轮机组的纯凝发电热耗率，消除了供热抽汽对性能测试的制约，有效提高了对机组性能测试的灵活性。

另外，本发明的技术方案通过数据回归计算纯凝工况时低压缸的进汽流量，通过迭代运算对低压缸的各级抽汽焓进行修正，直至利用连续两次运算得到的各级的修正抽汽焓计算的低压缸的排汽流量相同，获取与该排汽流量对应的排汽比容，据此计算低压缸的排汽有用能终点焓 UEEP，用于进一步计算汽轮机组的纯凝发电热耗率。

附图说明

图1为本发明实施例中供热工况时汽轮机组的纯凝发电热耗率的计算方法流程图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明实施例中提供一种供热工况时汽轮机组的纯凝发电热耗率的计算方法，用以实现在不停止供热的条件下，获取汽轮机组的纯凝发电热耗率，其中，汽轮机组的纯凝发电热耗率是指汽轮机组在纯凝工况下的纯凝发电热耗率。

如图1所示，所述计算方法包括：

步骤S1、获取供热工况时的热力参数，用于计算汽轮机组的纯凝发电热耗率；

步骤S2、获取供热工况时低压缸在不同排汽压力下对应的多组排汽流量与排汽比容，进行多项式拟合运算，获取不同排汽压力下排汽流量 G_pq与排汽比容V_pq之间的关系；

步骤S3、获取汽轮机组的纯凝发电热耗率，包括：

步骤S31、将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸，计算低压缸的初始排汽流量G_pq；

步骤S32、设定低压缸的排汽压力为设定值P_pq，根据与P_pq对应的低压缸的排汽流量和排汽比容之间的关系，计算低压缸在排汽压力为P_pq且排汽流量为G_pq时的排汽比容V_pq；

步骤S33、利用步骤S32中的排汽比容V_pq计算低压缸的新的排汽流量G_pq；

步骤S34、用步骤S33中获得的低压缸的排汽流量替换步骤S33中的低压缸的排汽流量，然后重复步骤S32和S33，直至连续两次计算得到的低压缸的新的排汽流量G_pq相同，然后执行步骤S35；

步骤S35、利用步骤34中连续两次计算得到的相同的低压缸的新的排汽流量G_pq，计算低压缸的排汽比容V_pq；

步骤S36、利用步骤S35中获得的排汽比容V_pq计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR。

本发明的技术方案通过对机组供热工况的热力参数进行实际测试采集，将其作为纯凝工况的热力参数，并采用拟合算法获得不同排汽压力下低压缸的排汽流量与排汽比容之间的关系，实现了在不停止供热的情况下获得相同主蒸汽压力、温度、流量时纯凝工况的汽轮机组的纯凝发电热耗率，消除了供热抽汽对性能测试的制约，有效提高了对机组性能测试的灵活性。

另外，本发明的技术方案通过数据回归计算纯凝工况时低压缸的进汽流量，通过迭代运算对低压缸的各级抽汽焓进行修正，直至利用连续两次运算得到的各级的修正抽汽焓计算的低压缸的排汽流量相同，获取与该排汽流量对应的排汽比容，据此计算低压缸的排汽有用能终点焓 UEEP，用于进一步计算汽轮机组的纯凝发电热耗率。

需要说明的是，为了便于理解，本发明实施例中同一参数用同一符号表示，但其具体的数值根据运算过程不同而不同，例如：每次重复步骤S33-S34进行迭代计算得到的低压缸的新的排汽流量G_pq的数值可能不同，也可以能相同，低压缸的新的排汽流量G_pq与初始排汽流量G_pq的数值不同。

本发明中涉及的水焓、水蒸汽焓、水蒸汽熵是通过水和水蒸汽性质国际协会公布的计算公式计算而得，由于本发明是在供热工况下获取汽轮机组的纯凝发电热耗率，因此，计算需要的水温和水压，以及水蒸汽的温度和压力都是实际测试采集供热工况时的运行数据。

本发明中将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸，是指运算中低压缸的进汽流量变为供热工况时低压缸的进汽流量和汽轮机的供热抽汽流量之和，为纯凝工况时低压缸的进汽流量，而系统仍处于供热工况，可以实际测试采集供热工况时的运行数据，通过计算获取纯凝工况时的运行数据，用以计算汽轮机组在纯凝工况下的纯凝发电热耗率。

步骤S1中供热工况时的热力参数包括进入高压缸的主蒸汽的流量 G_zq、温度t_zq和压力P_zq，所述热力参数还包括锅炉的给水压力P_gs、过热器减温水流量G_gjs、再热器减温水流量G_zjs，以及再热蒸汽温度t_zr和压力 P_zr等。

上述热力参数为在供热工况时实际测试采集或计算得到，在相同的热力参数条件下，获取纯凝工况时汽轮机组的纯凝发电热耗率的热力参数。

还可以采集供热工况时的运行数据并进行相应计算获得所需的参数，所述供热工况时的运行数据包括供热工况时低压缸的进汽流量G_d′_jq、供热工况时低压缸的汽轮机的供热抽汽流量G′_gr、供热工况时低压缸的排汽流量和排汽比容、低压缸的进汽温度和压力、排汽温度和压力、汽轮机的第i级回热加热器的进水压力和出水压力等。

其中，步骤S2中获取的不同排汽压力下排汽流量与排汽比容之间的关系具体可以为：V_pq＝a+b×G_pq+c×G_pq ²+d×G_pq ³，a、b、c、d为已知量， G_pq为低压缸的排汽流量，V_pq为低压缸的排汽比容，利用该公式可以根据后续获取的低压缸的排汽流量计算对应的排汽比容，以用于汽轮机组的发电热耗率的计算。

本发明实施例中，利用步骤S32中的排汽比容V_pq计算低压缸的新的排汽流量G_pq的步骤S33具体包括：

步骤S331、根据公式X＝V_pq/V_pq＇和ELEP＝X×h_pq＇计算低压缸的排汽膨胀线终点焓ELEP，X为排汽干度，V_pq＇为低压缸的排汽压力为 P_pq时对应的饱和蒸汽比容，h_pq＇为低压缸的排汽压力为P_pq时对应的饱和蒸汽焓；

V_pq＇、h_pq＇在供热工况下实际采集计算得到，为已知量。

步骤S332、根据公式η_dg-ELEP＝(h_djq-ELEP)/(h_djq-h_sdjq-Ppq)计算低压缸的排汽膨胀线效率η_dg-ELEP，h_djq为低压缸的进汽焓，h_sdjq-Ppq为低压缸的进汽熵s_djq对应排汽压力为P_pq时的等熵焓；

h_djq、s_djq、h_sdjq-Ppq在供热工况下实际采集计算得到，为已知量。

步骤S333、根据公式h_i＝h_djq-(h_djq-h_sdjq-Pi)×η_dg-ELEP计算汽轮机的各级修正抽汽焓h_i，h_sdjq-Pi为低压缸的进汽熵s_djq对应第i级的回热抽汽压力为 P_i的等熵焓；

h_sdjq-Pi在供热工况下实际采集计算得到，为已知量。

步骤S334、根据汽轮机的各级修正抽汽焓h_i计算汽轮机的修正后的各级抽汽流量G_icq，并利用修正后的各级抽汽流量G_icq，根据公式G_pq＝G_zq- ∑G_icq计算低压缸的新的排汽流量G_pq。

上述步骤利用低压缸的排汽流量计算得到的排汽比容对汽轮机的各级抽汽焓进行修正，然后利用修正后的各级抽汽焓计算低压缸的新的排汽流量，后续通过迭代运算对低压缸的排汽流量不断进行修正，直至前后两次计算得到的低压缸的排汽流量相同为止，即获得最终的低压缸的排汽流量，并以最终获得的排汽流量计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR，保证了基于供热工况下获得的纯凝发电热耗率HR的准确性。

上述技术利用汽轮机的各级抽汽焓来对低压缸的排汽流量进行修正，当然，也可以利用其它参数对低压缸的排汽流量进行修正，利用迭代运算获得最终的低压缸的排汽流量，其也属于本发明的保护范围。

在通过迭代运算计算得到气压缸的上述最终的排汽流量后，可以利用一下步骤计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR，即，步骤36包括：

步骤S361、利用步骤S35中获得的排汽比容V_pq，根据公式X＝V_pq/ V_Ppq＇和ELEP＝X×h_pq＇计算低压缸的排汽膨胀线终点焓ELEP；

步骤S362、利用步骤S361计算得到的排汽膨胀线终点焓ELEP，根据公式UEEP＝ELEP+0.87×X×EL计算低压缸的排汽有用能终点焓 UEEP，EL为低压缸的排汽损失；

步骤S363、根据以下公式计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR：

其中，G_zq为进入高压缸的主蒸汽流量，G_gjs为过热器减温水流量， h_zq为主蒸汽焓，h_gs为锅炉的给水焓，h_gjs为过热器减温水焓，G_gp为高压缸的排汽流量，h_zr为再热蒸汽焓，h_gp为高压缸的排汽焓，G_zjs为再热器减温水流量，h_zjs为再热器减温水焓，G_zr为再热蒸汽流量，h_i为汽轮机的第i级抽汽焓，G_pq为步骤34中连续两次计算得到的相同的低压缸的新的排汽流量，UEEP为低压缸排汽有用能终点焓，n为汽轮机的回热加热器的级数。

其中，G_zq、G_gjs、h_zq、h_gs、h_gjs、h_zr、G_zjs、h_zjs、G_zr在供热工况下实际采集计算得到，为已知量。

G_gp为高压缸的排汽流量，与低压缸的排汽流量的计算方法相同，在此不再详述。h_gp在供热工况下实际测试采集高压缸的排汽压力和温度，然后根据国际通用的计算方法计算得到。

根据公式G_i＝G_i-1-G_icq＝G_zq-(G_1cq+G_2cq+…+G_icq)计算得到。

上述步骤为在通过迭代通过迭代运算计算得到气压缸的上述最终的排汽流量后，利用该最终的排汽流量计算对应的排汽比容，继而利用该排汽比容计算得到低压缸的排汽有用能终点焓UEEP，用于计算汽轮机组的纯凝发电热耗率。

本实施例中，步骤S31包括：

将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸，计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq；

根据公式G_pq＝G_zq-∑G_icq计算低压缸的初始排汽流量G_pq，∑G_icq为汽轮机的各级回热抽汽流量之和。

进一步的，步骤S31中计算低压缸的各级回热抽汽流量G_icq的步骤包括：

步骤S311、设定汽轮机的各级初始抽汽焓h_i；

步骤S312、根据公式P_i＝P_i＇×G_i/G_i＇计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热抽汽压力P_i，P_i＇为供热工况时汽轮机的第i级回热抽汽压力，G_i＇为供热工况时汽轮机的第i级后汽轮机内蒸汽流量，G_i为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级后汽轮机内蒸汽流量；

其中，P_i＇和G_i＇为供热工况下计算获得，属于已知量。G_i根据公式G_i＝G_i-1-G_icq＝G_zq-(G_1cq+G_2cq+…+G_icq)计算得到，属于已知量。

步骤S313、根据公式P_ijq＝P_i×ζ′_i计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力P_ijq，ζ′_i为供热工况下低 i级抽汽的压损，P_ijq＇为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力；

其中，P_ijq＇为供热工况下实际测试采集，属于已知量。

步骤S314、根据公式计算回热加热器的出水温度t_ics，根据公式t_iss＝t_(i+1)cs+Δt′_idown计算回热加热器的疏水温度t_iss，为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力P_ijq对应的饱和水温度，Δt′_iup为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的上端差，t_(i+1)cs为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i+1级回热加热器的出水温度，Δt′_idown为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的下端差；

其中，回热加热器汽进汽压力P_ijq对的影响是一个物理过程，采用水和水蒸汽性质国际协会公布的计算公式运算得到。

Δt′_iup、Δt′_idown为供热工况下实际测试采集得到，为已知量。

步骤S315、根据公式G_nj＝G′_zq+G′_zjs-G_gjss-G_cy计算除氧器的进水流量G_nj，G′_zq与供热工况时主蒸汽流量G_zq相同，G′_zjs与供热工况时再热器减温水流量G_zjs相同，G_gjss为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后高加疏水流量，G_cy为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后除氧器的进汽流量；

G_gjss为各个高加疏水流量的总和，各级高压加热器的疏水流量为它本身抽汽流量加上上级加热器流至本级加热器的疏水流量，G_cy为迭代获得，迭代原则为“进入除氧器的汽水总量等于流出除氧器器的总量”。

步骤S316、根据以下公式计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq：

其中，G_ijs为第i级回热加热器的进水流量，G_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水流量，h_ics为第i级回热加热器的出水焓，h_ijs为第i级回热加热器的进水焓，h_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水焓，h_iss为第i级回热加热器的疏水焓。

G_ijs、G_(i-1)ss为供热工况时实际测试采集得到，h_ics、h_ijs、h_iss为利用水的压力和温度，采用水和水蒸汽性质国际协会公布的计算公式运算得到。

上述步骤通过设定汽轮机的各级初始抽汽焓h_i，获取汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq，用于运算获得低压缸的初始排汽流量，并通过迭代运算对低压缸的排汽流量进行修正，直至连续两次迭代运算得到的低压缸的新的排汽流量相同。

当然，也可以给其它参数设定一个初始值，然后通过迭代运算进行修正，在此仅是以各级初始抽汽焓h_i来具体描述本发明的技术方案，不是一种限定。

本实施例中，步骤S334中根据汽轮机的各级修正抽汽焓h_i计算低压缸的修正后的各级抽汽流量G_icq具体为：

利用汽轮机的各级修正抽汽焓h_i，根据以下公式计算低压缸的各级修正抽汽流量G_icq：

其中，G_ijs为第i级回热加热器的进水流量，G_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水流量，h_ics为第i级回热加热器的出水焓，h_ijs为第i级回热加热器的进水焓，h_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水焓，h_iss为第i级回热加热器的疏水焓。

进一步地，在步骤S334之后，所述计算方法还包括：

根据公式计算低压缸的各级修正回热抽汽压力，P_i分别为修正前后第i级回热抽汽压力，G_i分别为重复步骤S33-S37的迭代计算中第i级抽汽处汽轮机内部上一次迭代计算得到的蒸汽流量与本次迭代计算得到的蒸汽流量；

利用低压缸的各级修正回热抽汽压力，根据步骤S313计算回热加热器的修正进汽压力P_ijq，根据步骤S314计算回热加热器的修正出水温度 t_ics和修正疏水温度t_iss。

通过上述步骤在每次迭代运算时对低压缸的各级回热抽汽压力进行修正，进而对回热加热器的出水温度和疏水温度进行修正，用于下一次迭代运算，从而通过迭代运算来对抽汽流量进行进一步修正，以推算出汽轮机最终的排汽流量，用于计算汽轮机的纯凝发电热耗率。

本发明实施例中，获取汽轮机组的纯凝发电热耗率的步骤还包括：获取低压缸的进汽焓h_djq和进汽熵s_djq；

获取低压缸的进汽焓h_djq和进汽熵s_djq的步骤包括：

根据公式G_djq＝G′_djq+G′_gr计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后低压缸的进汽流量G_djq，G′_djq为供热工况时低压缸的进汽流量，G′_gr为供热工况时低压缸的汽轮机的供热抽汽流量；

根据公式计算汽轮机的供热

抽汽流量回归低压缸后低压缸的进汽压力P_djq，P′_djq为供热工况时低压缸的进汽压力；

根据公式P_zp＝P_djq/δ计算中压缸的排汽压力P_zp，δ为中压缸排汽口至低压缸进汽口的管道效率；

根据公式计算中压缸的排汽焓h_zp， h′_zr为供热工况时的再热蒸汽焓，为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后的再热蒸汽熵s_zr对应中压缸排汽压力为P_zp时的等熵焓，η′_zg为供热工况时的中压缸效率，低压缸的进汽焓h_djq等于中压缸的排汽焓h_zp；

根据低压缸的进汽压力P_djq和进汽焓h_djq计算低压缸的进汽熵s_djq。

上述步骤中，G′_djq、G′_grP′_djq、h′_zr和为供热工况时实际测试计算得到，为已知量。δ、η′_zg取设计值。

上述步骤利用中压缸的效率来计算低压缸的供热抽汽回归低压缸后低压缸的进汽压力，以此来确定低压缸的进汽焓和进汽熵。

需要说明的是，也可以通过其它计算方法来利用供热工况时的运行数据来计算低压缸的供热抽汽回归低压缸后低压缸的进汽压力，其也属于本发明的保护范围，在此不作限定。

为了验证本发明的技术效果，以某300/235-16.7/0.35/537/537型抽汽供热机组为例，进行测试比较。

表1为某300/235-16.7/0.35/537/537型抽汽供热机组设计纯凝工况数据、供热抽汽工况数据及采用本发明的计算方法计算所得的结果。

由表1可以看出，利用本发明的计算方法基于供热工况时的运行数据来计算对应相同主汽压力、温度、流量下的纯凝工况的纯凝发电热耗率性能指标具有很高的准确性，计算所得结果与实际纯凝工况的结果差别仅为0.13％，小于《汽轮机性能试验规程(ASMEPTC6-2004)》要求的0.25％。因此具有很强的实用价值，通过实际应用可以有效解决抽汽供热期间无法进行机组纯凝工况下纯凝发电热耗率性能指标测试的问题。

表1

本发明的计算原理也适用于高压缸和中压缸，利用拟合算法获取高压缸和中压缸的排汽流量和排汽比容的关系，然后根据供热工况时的运行数据，利用迭代运算计算得到高压缸和中压缸的排汽流量，然后获取与该排汽流量对应的排汽比容，用于计算汽轮机组的纯凝发电热耗率，具体的计算方法与上述类似，在此不再详述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种供热工况时汽轮机组纯凝发电热耗率的计算方法，其特征在于，其包括：

步骤S1、获取供热工况时的热力参数，用于计算汽轮机组的纯凝发电热耗率；

步骤S2、获取供热工况时低压缸在不同排汽压力下对应的多组排汽流量与排汽比容，进行多项式拟合运算，获取不同排汽压力下排汽流量G_pq与排汽比容V_pq之间的关系；

步骤S3、获取汽轮机组的纯凝发电热耗率，包括：

步骤S31、将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸，计算低压缸的初始排汽流量G_pq；

步骤S32、设定低压缸的排汽压力为设定值P_pq，根据与P_pq对应的低压缸的排汽流量和排汽比容之间的关系，计算低压缸在排汽压力为P_pq且排汽流量为G_pq时的排汽比容V_pq；

步骤S33、利用步骤S32中的排汽比容V_pq计算低压缸的新的排汽流量G_pq；

步骤S34、用步骤S33中获得的低压缸的排汽流量替换步骤S33中的低压缸的排汽流量，然后重复步骤S32和S33，直至连续两次计算得到的低压缸的新的排汽流量G_pq相同，然后执行步骤S35；

步骤S35、利用步骤34中连续两次计算得到的相同的低压缸的新的排汽流量G_pq，计算低压缸的排汽比容V_pq；

步骤S36、利用步骤S35中获得的排汽比容V_pq计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR。

2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，步骤S33包括：

步骤S331、根据公式X＝V_pq/V_pq＇和ELEP＝X×h_pq＇计算低压缸的排汽膨胀线终点焓ELEP，X为排汽干度，V_pq＇为低压缸的排汽压力为P_pq时对应的饱和蒸汽比容，h_pq＇为低压缸的排汽压力为P_pq时对应的饱和蒸汽焓；

步骤S332、根据公式η_dg-ELEP＝(h_djq-ELEP)/(h_djq-h_sdjq-Ppq)计算低压缸的排汽膨胀线效率η_dg-ELEP，h_djq为低压缸的进汽焓，h_sdjq-Ppq为低压缸的进汽熵s_djq对应排汽压力为P_pq时的等熵焓；

步骤S333、根据公式h_i＝h_djq-(h_djq-h_sdjq-Pi)×η_dg-ELEP计算汽轮机的各级修正抽汽焓h_i，h_sdjq-Pi为低压缸的进汽熵s_djq对应第i级的回热抽汽压力为P_i的等熵焓；

步骤S334、根据汽轮机的各级修正抽汽焓h_i计算汽轮机的修正后的各级抽汽流量G_icq，并利用修正后的各级抽汽流量G_icq，根据公式G_pq＝G_zq-∑G_icq计算低压缸的新的排汽流量G_pq。

3.如权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述热力参数包括进入高压缸的主蒸汽的流量G_zq、温度t_zq和压力P_zq，所述热力参数还包括锅炉的给水压力P_gs、过热器减温水流量G_gjs、再热器减温水流量G_zjs，以及再热蒸汽温度t_zr和压力P_zr；

步骤36包括：

步骤S361、利用步骤S35中获得的排汽比容V_pq，根据公式X＝V_pq/V_Ppq＇和ELEP＝X×h_pq＇计算低压缸的排汽膨胀线终点焓ELEP；

步骤S362、利用步骤S361计算得到的排汽膨胀线终点焓ELEP，根据公式UEEP＝ELEP+0.87×X×EL计算低压缸的排汽有用能终点焓UEEP，EL为低压缸的排汽损失；

步骤S363、根据以下公式计算汽轮机组的纯凝发电热耗率HR：

其中，G_zq为进入高压缸的主蒸汽流量，G_gjs为过热器减温水流量，h_zq为主蒸汽焓，h_gs为锅炉的给水焓，h_gjs为过热器减温水焓，G_gp为高压缸的排汽流量，h_zr为再热蒸汽焓，h_gp为高压缸的排汽焓，G_zjs为再热器减温水流量，h_zjs为再热器减温水焓，G_zr为再热蒸汽流量，h_i为汽轮机的第i级抽汽焓，G_pq为步骤34中连续两次计算得到的相同的低压缸的新的排汽流量，UEEP为低压缸排汽有用能终点焓，n为汽轮机的回热加热器的级数。

4.如权利要求3所述的计算方法，其特征在于，步骤S31包括：

将汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸，计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq；

根据公式G_pq＝G_zq-∑G_icq计算低压缸的初始排汽流量G_pq，∑G_icq为汽轮机的各级回热抽汽流量之和。

5.如权利要求4所述的计算方法，其特征在于，步骤S31中计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq的步骤包括：

步骤S311、设定汽轮机的各级初始抽汽焓h_i；

步骤S312、根据公式P_i＝P_i＇×G_i/G_i＇计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热抽汽压力P_i，P_i＇为供热工况时汽轮机的第i级回热抽汽压力，G_i＇为供热工况时汽轮机的第i级后汽轮机内蒸汽流量，G_i为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级后汽轮机内蒸汽流量；

步骤S313、根据公式P_ijq＝P_i×ζ′_i计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力P_ijq，ζ′_i为供热工况下低i级抽汽的压损，P_ijq＇为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力；

步骤S314、根据公式计算回热加热器的出水温度t_ics，根据公式t_iss＝t_(i+1)cs+Δt′_idown计算回热加热器的疏水温度t_iss，为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i级回热加热器的进汽压力P_ijq对应的饱和水温度，Δt′_iup为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的上端差，t_(i+1)cs为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后汽轮机的第i+1级回热加热器的出水温度，Δt′_idown为供热工况时汽轮机的第i级回热加热器的下端差；

步骤S315、根据公式G_nj＝G′_zq+G′_zjs-G_gjss-G_cy计算除氧器的进水流量G_nj，G′_zq与供热工况时主蒸汽流量G_zq相同，G′_zjs与供热工况时再热器减温水流量G_zjs相同，G_gjss为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后高加疏水流量，G_cy为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后除氧器的进汽流量；

步骤S316、根据以下公式计算汽轮机的各级回热抽汽流量G_icq：

其中，G_ijs为第i级回热加热器的进水流量，G_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水流量，h_ics为第i级回热加热器的出水焓，h_ijs为第i级回热加热器的进水焓，h_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水焓，h_iss为第i级回热加热器的疏水焓。

6.如权利要求5所述的计算方法，其特征在于，步骤S334中根据汽轮机的各级修正抽汽焓h_i计算低压缸的修正后的各级抽汽流量G_icq具体为：

利用汽轮机的各级修正抽汽焓h_i，根据以下公式计算低压缸的各级修正抽汽流量G_icq：

其中，G_ijs为第i级回热加热器的进水流量，G_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水流量，h_ics为第i级回热加热器的出水焓，h_ijs为第i级回热加热器的进水焓，h_(i-1)ss为第i-1级回热加热器流至第i级回热加热器的疏水焓，h_iss为第i级回热加热器的疏水焓。

7.如权利要求2所述的计算方法，其特征在于，在步骤S334之后，所述计算方法还包括：

根据公式计算汽轮机的各级修正回热抽汽压力，P_i分别为修正前后汽轮机第i级回热抽汽压力，G_i分别为重复步骤S32-S33的迭代计算中汽轮机第i级抽汽处汽轮机内部上一次迭代计算得到的蒸汽流量与本次迭代计算得到的蒸汽流量；

利用汽轮机的各级修正回热抽汽压力，根据步骤S313计算回热加热器的修正进汽压力P_ijq，根据步骤S314计算回热加热器的修正出水温度t_ics和修正疏水温度t_iss。

8.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，获取汽轮机组的纯凝发电热耗率的步骤还包括：获取低压缸的进汽焓h_djq和进汽熵s_djq；

获取低压缸的进汽焓h_djq和进汽熵s_djq的步骤包括：

根据公式G_djq＝G′_djq+G′_gr计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后低压缸的进汽流量G_djq，G′_djq为供热工况时低压缸的进汽流量，G′_gr为供热工况时汽轮机的供热抽汽流量；

根据公式计算汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后低压缸的进汽压力P_djq，P′_djq为供热工况时低压缸的进汽压力；

根据公式P_zp＝P_djq/δ计算中压缸的排汽压力P_zp，δ为中压缸排汽口至低压缸进汽口的管道效率；

根据公式计算中压缸的排汽焓h_zp，h′_zr为供热工况时的再热蒸汽焓，为汽轮机的供热抽汽流量回归低压缸后的再热蒸汽熵s_zr对应中压缸排汽压力为P_zp时的等熵焓，η′_zg为供热工况时的中压缸效率，低压缸的进汽焓h_djq等于中压缸的排汽焓h_zp；

根据低压缸的进汽压力P_djq和进汽焓h_djq计算低压缸的进汽熵s_djq。

9.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，步骤S2中获取的不同排汽压力下排汽流量与排汽比容之间的关系为：V_pq＝a+b×G_pq+c×G_pq ²+d×G_pq ³，a、b、c、d为已知量，G_pq为低压缸的排汽流量，V_pq为低压缸的排汽比容。