CN104635665B - 一种火电厂锅炉节能潜力分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：根据实际机组的锅炉结构以及运行参数计算出实际机组的供电标准煤耗；S02：根据实际机组的供电标准煤耗、设定的最优值以及锅炉出厂时提供的设计值，作为消除不可控的机组差异性的修正比例系数对步骤S01的计算值进行初步修正；S03：进行负荷率的影响修正、环境温度的影响修正和设备使用时间的影响修正，得到二次修正后的实际供电煤耗；S04：计算节能潜力因子。将不同条件下的机组的锅炉设备统一进行量化，可根据量化结果优化选择节能方案，对现役燃煤机组实现重点技术改造提供依据，从而达到节能减排的根本目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种火电厂锅炉节能潜力分析方法。
背景技术
基于蒸汽循环的燃煤机组，其能效决定于循环效率，而循环效率的大小又取决于锅炉、汽轮机及辅机设备的效率(锅炉效率和汽轮机效率就像是串联在一起的两个电阻，它们的乘积决定了整个电厂的循环效率)。循环效率越高，所需的供电煤耗就越小。在标准供电煤耗的计算公式中可以看到，锅炉效率越高，计算出的标准供电煤耗就越小，整个电厂的循环效率就越高；汽轮机效率越高，汽轮机热耗率就越小，计算出的供电煤耗也越小。其中，锅炉效率对燃煤机组整个循环效率有着重要影响。
锅炉的效率决定于燃料性质、风煤比、受热面的灰污程度、受热面漏风等诸多因素，如何将现有不同投产时间、不同生产厂家、不同设计煤种下的锅炉放到一个平台上进行综合评估，且量化后的结果能如实反映各机组的节能潜力情况，是目前火力发电生产过程中迫切需要解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，将不同条件下的机组的锅炉设备统一进行量化，可根据量化结果优化选择节能方案，对现役燃煤机组实现重点技术改造提供依据，从而达到节能减排的根本目的。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：根据实际机组的锅炉结构以及运行参数计算出实际机组的供电标准煤耗；
S02：根据实际机组的供电标准煤耗、设定的最优值以及锅炉出厂时提供的设计值，作为消除不可控的机组差异性的修正比例系数对步骤S01的计算值进行初步修正；
S03：进行负荷率的影响修正、环境温度的影响修正和设备使用时间的影响修正，得到二次修正后的实际供电煤耗；
S04：计算节能潜力因子。
其中，优选各个步骤如下：
所述步骤S01中实际机组的供电标准煤耗的计算公式为：
式中，Bg为实际机组的供电标准煤耗，单位是g/kwh；HR是汽轮机热耗率，单位是kJ/kwh；29308是1kg标准煤的发热量，单位是kJ/kg；ηpipe为管道总效率；ηgl为锅炉效率；ηAPC为厂用电率，包含厂区生活用电，不包含启动备用变压器的电网用电；
汽轮机热耗率、管道总效率和厂用电率均取设计值。
所述步骤S02中，初步修正后的机组的供电标准煤耗B2为：
式中，B0为整个一类机组设定的供电标准煤耗的最优值，B1为锅炉出厂时提供的设计值，Bg为实际机组的供电标准煤耗。
本发明的有益效果是：本发明的火电厂锅炉节能潜力分析方法,将机组的供电煤耗设计值作为消除煤种差异性修正比例系数,对实际计算值进行修正，然后用比例修正法计算不同负荷率下供电标准煤耗的修正值、环境温度不同产生的影响修正值、用锅炉的寿命曲线来计算不同使用时间的供电标准煤耗的修正值。不同机组在不同工况条件下经过合理模型修正后得到量化指标在一个标准下进行评判，将不同条件下的机组的锅炉设备统一进行量化，并能作为节能方案优化选择的依据。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，对影响锅炉效率的主要因素采用合适的方法进行修正，然后对机组的节能潜力进行量化评估，包括如下步骤：
S01：根据实际机组的锅炉结构以及运行参数计算出实际机组的供电标准煤耗；
优选，所述步骤S01中实际机组的供电标准煤耗的计算公式为：
式中，Bg为实际机组的供电标准煤耗，单位是g/kwh；HR是汽轮机热耗率，单位是kJ/kwh；29308是1kg标准煤的发热量，单位是kJ/kg；ηpipe为管道总效率；ηgl为锅炉效率；ηAPC为厂用电率，包含厂区生活用电，不包含启动备用变压器的电网用电；
汽轮机热耗率、管道总效率和厂用电率均取设计值。需说明的是，设计值是指产品出厂时说明书给出的测定值，是经过出厂检验的。
S02：根据实际机组的供电标准煤耗、设定的最优值以及锅炉出厂时提供的设计值，作为消除不可控的机组差异性的修正比例系数对步骤S01的计算值进行初步修正。
步骤S02即是煤种差异的修正，煤种差异对锅炉效率影响明显，但是所含变化因素较多，典型的就有全水分，空干基水分，空干基灰分，空干基氢含量，收到基低位发热量等。其中发热量的大小还直接受到其他元素成分的综合影响。灰分对锅炉效率的影响有直接的，也有间接的；有可控的，也有非可控的。为此，采用的修正方法是将煤种差异直接归入不可控的机组差异性中，利用该机组的设计值进行按比例修正。
优选，所述步骤S02中，初步修正后的机组的供电标准煤耗B2为：
式中，B0为整个一类机组设定的供电标准煤耗的最优值，B1为锅炉出厂时提供的设计值，Bg为实际机组的供电标准煤耗。B2即是消除煤种差异影响后的该实际机组的供电煤耗。
S03：进行负荷率的影响修正、环境温度的影响修正和设备使用时间的影响修正，得到二次修正后的实际供电煤耗。
所述步骤S03中，对影响锅炉效率的主要因素进行合理修正，并折算入供电标准煤耗中。其中，进行负荷率的影响修正的具体步骤如下：
31a：根据选取样本的负荷率的平均值作为负荷率的目标值；
31b：锅炉负荷率目标值对应的效率直接从不同负荷下的效率曲线拟合得到；
31c：分别计算锅炉负荷率目标值对应的效率的供电标准煤耗、不同负荷下的效率对应的供电标准煤耗，二者的差值即为负荷率影响的供电标准煤耗的修正值ΔB1。
下面进行举例说明：
例如，负荷率的目标值为76％，实际从A电厂测得的实际工况是负荷率为85％的工况，第一步需要把负荷率为85％下的锅炉效率的设计值和负荷率为76％下的锅炉效率的设计值查找出来，同时计算出负荷率为85％工况下的实际值(即将实际工况的实时数据放到计算公式中得到锅炉效率的数值)，然后根据曲线平移原理将锅炉效率设计值随负荷变化的图线进行平行移动，与实际工况下的计算结果相交，得到76％负荷率下的锅炉效率计算值。实际工况的锅炉效率随负荷变化的曲线与设计工况的锅炉效率随负荷变化的曲线为一组相互平行的曲线。得到目标负荷率76％的实际锅炉效率后，代入供电标准煤耗的计算公式得到目标负荷率下的供电煤耗数值，它与实际工况负荷率(85％)下计算出的供电煤耗数值的差值就是ΔB1。锅炉负荷率变化如果从60％到100％，以600MW超超临界机组为例，ΔB1数值的范围是0-120g/kwh。
环境温度的影响修正的具体步骤如下：
32a：计算出目标环境温度下的锅炉效率并计算目标负荷率下的供电标准煤耗，与实际工况的环境温度下计算出的供电标准煤耗的差值即是环境温度影响的供电标准煤耗的修正值ΔB2。
环境温度对锅炉的影响主要体现在排烟热损失和散热损失两部分，从而带来对锅炉效率的变化。对此问题的对策是不同机组尽管环境温度有所不同，但是在计算过程中都统一到一个温度平台进行比较。
设备使用时间的影响修正的具体步骤如下：
33a：根据锅炉寿命曲线得到锅炉在该使用时间下的锅炉效率，并计算得到供电标准煤耗；
33b：用锅炉出厂时的锅炉效率设计值计算得到供电标准煤耗；
33c：将步骤33b的数值与步骤33a的数值相减，得到设备使用时间影响的供电标准煤耗的修正值ΔB3。
根据锅炉的寿命曲线进行合理修正，使不同使用年限的机组能够在同一个标准下进行比较。
S04：计算节能潜力因子。
节能潜力因子＝(修正后的实际供电煤耗-供电标准煤耗的目标值)/供电标准煤耗的目标值，
即，
其中，B3为二次修正后的实际供电煤耗，且
还可以根据节能潜力因子折算成机组节能潜力评分TJN，即机组节能评分TJN＝(1-t)×100。
本发明的火电厂锅炉节能潜力分析方法,将机组的供电煤耗设计值作为消除煤种差异性修正比例系数,对实际计算值进行修正，然后用比例修正法计算不同负荷率下供电标准煤耗的修正值、环境温度不同产生的影响修正值、用锅炉的寿命曲线来计算不同使用时间的供电标准煤耗的修正值。不同机组在不同工况条件下经过合理模型修正后得到量化指标在一个标准下进行评判，将不同条件下的机组的锅炉设备统一进行量化，并能作为节能方案优化选择的依据，从而达到节能减排的根本目的。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：根据实际机组的锅炉结构以及运行参数计算出实际机组的供电标准煤耗；
S02：根据实际机组的供电标准煤耗、设定的最优值以及锅炉出厂时提供的设计值，作为消除不可控的机组差异性的修正比例系数对步骤S01的计算值进行初步修正；
S03：进行负荷率的影响修正、环境温度的影响修正和设备使用时间的影响修正，得到二次修正后的实际供电煤耗；
S04：计算节能潜力因子；
所述步骤S01中实际机组的供电标准煤耗的计算公式为：
<mrow>
<msub>
<mi>B</mi>
<mi>g</mi>
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</mrow>
</msub>
<mo>&times;</mo>
<msub>
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<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>l</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>&times;</mo>
<mrow>
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<mrow>
<mi>A</mi>
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<mi>C</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
式中，Bg为实际机组的供电标准煤耗，单位是g/kwh；HR是汽轮机热耗率，单位是kJ/kwh；29308是1kg标准煤的发热量，单位是kJ/kg；ηpipe为管道总效率；ηgl为锅炉效率；ηAPC为厂用电率，包含厂区生活用电，不包含启动备用变压器的电网用电；
汽轮机热耗率、管道总效率和厂用电率均取设计值；
所述步骤S02中，初步修正后的机组的供电标准煤耗B2为：
<mrow>
<msub>
<mi>B</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>B</mi>
<mi>g</mi>
</msub>
<mo>&times;</mo>
<mfrac>
<msub>
<mi>B</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<msub>
<mi>B</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
式中，B0为整个一类机组设定的供电标准煤耗的最优值，B1为锅炉出厂时提供的设计值，Bg为实际机组的供电标准煤耗；
所述步骤S03中，进行负荷率的影响修正的具体步骤如下：
31a：根据选取样本的负荷率的平均值作为负荷率的目标值；
31b：锅炉负荷率目标值对应的效率直接从不同负荷下的效率曲线拟合得到；
31c：分别计算锅炉负荷率目标值对应的效率的供电标准煤耗、不同负荷下的效率对应的供电标准煤耗，二者的差值即为负荷率影响的供电标准煤耗的修正值ΔB1；
其中，所述步骤S03中，环境温度的影响修正的具体步骤如下：
32a：计算出目标环境温度下的锅炉效率并计算目标负荷率下的供电标准煤耗，与实际工况的环境温度下计算出的供电标准煤耗的差值即是环境温度影响的供电标准煤耗的修正值ΔB2；
设备使用时间的影响修正的具体步骤如下：
33a：根据锅炉寿命曲线得到锅炉在该使用时间下的锅炉效率，并计算得到供电标准煤耗；
33b：用锅炉出厂时的锅炉效率设计值计算得到供电标准煤耗；
33c：将步骤33b的数值与步骤33a的数值相减，得到设备使用时间影响的供电标准煤耗的修正值ΔB3。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，其特征在于，
节能潜力因子
其中，B3为二次修正后的实际供电煤耗，且
3.根据权利要求2所述的一种火电厂锅炉节能潜力分析方法，其特征在于，机组节能评分TJN＝(1-t)×100。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |