CN105158007B - 一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤耗排序试验中过桥漏汽率的处理方法，步骤包括：首先利用各参与煤耗排序汽轮机的设计过桥漏汽率计算出过桥漏汽率基准值，再假定一个过桥漏汽量，迭代计算各汽轮机预测的过桥漏汽率，最后以最后一次迭代的过桥漏汽量计算各汽轮机热耗率，以各汽轮机热耗率作为煤耗排序试验结果。本发明的基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法过程简单方便，节能意义明显，利用该方法获得的煤耗排序试验结果误差小，能够更加合理体现机组节能工作所带来的收益，促进火电厂节能工作的开展。

Description

一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法

技术领域

本发明涉及火力发电厂能耗诊断领域，尤其涉及的是一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法。

背景技术

火电厂煤耗排序试验目的是对电网调度区域内的火电机组按照供电煤耗率高低排序，对于排名靠前，也即供电煤耗低的火电厂增加其发电量，相反，供电煤耗高则减少其发电量，实现电网节能优化调度，从而降低区域火电厂平均能耗水平，该工作同时能促进火电厂节能降耗工作开展。

煤耗排序试验的方法是进行火电厂锅炉和汽轮机组热力性能试验，计算出各机组汽轮机热耗率、锅炉炉效以及供电煤耗。由于目前大部分机组汽轮机为高、中压合缸结构，汽轮机热耗率试验涉及高、中压缸过桥漏汽率(以下简称过桥漏汽率)计算。

根据对火电厂长期的试验结果分析，过桥漏汽率相对误差可以导致机组供电煤耗1g/kW.h的计算误差。

目前过桥漏汽率确定方法有两种：方法A：采用汽轮机设计热平衡图中设计的过桥漏汽率数据；方法B：开展汽轮机过桥漏汽率试验，计算出实际过桥漏汽率。

方法A的缺陷是不考虑汽轮机启动和长期运行对过桥汽封的影响，粗糙的采用汽轮机厂家提供的设计数据。根据机组检修和试验经验，过桥漏汽率与机组启动、运行时间长短以及汽轮机组变工况等息息相关，往往比设计值大(若汽轮机刚经历大修，并在大修中更换过桥漏汽轴封，则在机组启动后一段时间内，能够使得过桥漏汽率与设计值相近，甚至比设计值小)，因而过桥漏汽率设计值对实际值根本无任何参考意义。

方法B的缺陷是需要通过桥漏汽率试验计算出过桥漏汽率，而此试验要求高，影响因素多，对试验过程中运行人员水平要求高，例如试验过程要求保持主汽温度和再热汽温度尽量稳定、主汽温度和再热汽温度拉开足够的差距、汽轮机高调门开度必须处于固定开度、锅炉煤质稳定等等。这一系列要求在试验中往往无法同时满足，导致试验结果相对误差大，不确定度高。

同等级火电机组实际供电煤耗相差不大，在不改变锅炉效率的情况下，供电煤耗相差不会超过4g/kW.h，大多数机组供电煤耗相差1～2g/kW.h之间，结合上述分析，上述两种过桥漏汽率处理方法明显对煤耗排序结果存在很大影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，以解决现有过桥漏汽率确定方法误差大、不确定程度高等技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，包括以下步骤：

(1)收集参与煤耗排序试验的同等级机组汽轮机热平衡图，获得各汽轮机设计的过桥漏汽率K_i(i＝1～n)，根据K_i，计算过桥漏汽率基准值K为：

(2)以步骤(1)的K为基准，迭代计算各汽轮机预测的过桥漏汽率K_x，具体为：假定一个过桥漏汽量G_gq，计算各汽轮机预测的过桥漏汽率K_x，若K_x比K大，则减小过桥漏汽量G_gq，反之，则增大G_gq，开始第二次迭代计算，直至K_x和K相差在允许的范围内，迭代计算结束；

(3)以最后一次迭代的过桥漏汽量G_gq计算各汽轮机热耗率HR，以各汽轮机热耗率HR作为煤耗排序试验结果。

所述步骤(2)中，各汽轮机预测的过桥漏汽率K_x的计算方法为：

G_crh＝G_ms-G₁-G₂-G_a-G_gq

式中：K_x为各汽轮机预测的过桥漏汽率(％)，G_gq为过桥漏汽量(kg/s)，G_crh为冷再热蒸汽流量(kg/h)，G_zjs为再热减温水流量(kg/s)，G_ms为主蒸汽流量(kg/s)，G₁为1号高加进汽量(kg/s)，G₂为2号高加进汽量(kg/s)，G_a为高压缸门杆及轴封漏气量(kg/h)。

所述步骤(3)中，汽轮机热耗率HR的计算方法为：

G_crh＝G_ms-G₁-G₂-G_a-G_gq

式中：HR为汽轮机热耗率(kJ/(kW·h))，G_ms为主蒸汽流量(kg/s)，h_ms为主蒸汽焓(kJ/kg)，G_fw为主给水流量(kg/s)，h_fw为最终给水焓(kJ/kg)，G_gq过桥漏汽量(kg/s)，K为过桥漏汽率基准值(％)，h_hrh为热再热蒸汽焓(kJ/kg)，G_crh为冷再热蒸汽流量(kg/h)，h_crh为冷再热蒸汽焓(kJ/kg)，G_zjs为再热减温水流量(kg/s)，h_zjs为再热减温水流量焓(kJ/kg)，P为发电机功率(MW)，P₁为励磁功率(MW)，G₁为1号高加进汽量(kg/s)，G₂为2号高加进汽量(kg/s)，G_a为高压缸门杆及轴封漏气量(kg/h)。

所述步骤(2)中，K_x和K相差在允许的范围内指|K_x-K|≤0.01。

本发明的原理为：

过桥漏汽率仅影响汽轮机热耗率计算结果，因而在火电机组供电煤耗计算中仅讨论汽轮机热耗计算，以超临界600MW火电机组热耗率计算为例，汽轮机热耗率HR及过桥漏汽率K_x的计算方法如下：

G_crh＝G_ms-G₁-G₂-G_a-G_gq

G_hrh＝G_crh+G_zjs

从上述公式可知，如果增大过桥漏汽率K_x的数值，则计算出的汽轮机热耗率HR减小，对应机组供电煤耗减小，反之，减小过桥漏汽率K_x数值，则供电煤耗计算结果增大。

本发明在煤耗排序试验中取一个合理的过桥漏汽率K，所有同等级机组以此为基准和固定值参与机组供电煤耗计算。假若A机组实际过桥漏汽率K_x比基准值K大，而在煤耗计算中仍然采用基准值K计算，则计算出的机组供电煤耗比实际值偏大大，反之，A机组实际过桥漏汽率K_x比基准值K小，则根据基准值K计算出的机组供电煤耗比实际值小。本发明将实际过桥漏汽率K_x与基准值K控制在允许的范围内，使得机组供电煤耗与实际值接近，减小误差。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1)该方法采用固定基准值来确定过桥漏汽率，过程简单方便，节能意义明显，利用该方法获得的煤耗排序试验结果误差小，利于供电煤耗的科学合理排序；

2)该方法将传统汽轮机热耗率计算公式和过桥漏汽率计算公式结合，推导出含过桥漏汽率的汽轮机热耗率计算公式，易于分析机组过桥漏汽对机组能耗的影响；

3)该方法的试验结果能够更加合理体现机组节能工作所带来的收益，促进火电厂节能工作的开展。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例提供的一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，包括以下步骤：

(1)收集参与煤耗排序试验的同等级机组汽轮机热平衡图，获得各汽轮机设计的过桥漏汽率K_i(i＝1～n)，根据K_i，计算过桥漏汽率基准值K为：

(2)以步骤(1)的K为基准，迭代计算各汽轮机预测的过桥漏汽率K_x，具体为：

步骤一：假定一个过桥漏汽量G_gq，计算各汽轮机预测的过桥漏汽率K_x(x＝1～n)为：

G_crh＝G_ms-G₁-G₂-G_a-G_gq

式中：K_x为各汽轮机预测的过桥漏汽率(％)，G_gq为过桥漏汽量(kg/s)，G_crh为冷再热蒸汽流量(kg/h)，G_zjs为再热减温水流量(kg/s)，G_ms为主蒸汽流量(kg/s)，G₁为1号高加进汽量(kg/s)，G₂为2号高加进汽量(kg/s)，G_a为高压缸门杆及轴封漏气量(kg/h)；

其中，1号高加进汽量G₁的计算方法为：

G₁(h₁-h_d1)＝G_fw(h_f0-h_f1)

式中：h₁为1号高加进汽焓(kJ/kg)，h_d1为1号高加输水焓(kJ/kg)，G_fw为主给水流量(kg/h)，h_f0为1号高加出水焓(kJ/kg)，h_f1为1号高加进水焓(kJ/kg)；

2号高加进汽量G₂的计算方法为：

G₂(h₂-h_d2)+G₁(h_d1-h_d2)＝G_fw(h_f1-h_f2)

式中：h2为2号高加进汽焓(kJ/kg)，h_d2为2号高加输水焓(kJ/kg)，h_f2为2号高加进水焓(kJ/kg)；

步骤二：若K_x比K大，则减小过桥漏汽量G_gq，反之，则增大G_gq，开始第二次迭代计算，直至K_x满足|K_x-K|≤0.01，迭代计算结束；

(3)以最后一次迭代的过桥漏汽量G_gq计算各汽轮机热耗率HR，并以各汽轮机热耗率HR作为煤耗排序试验结果，各汽轮机热耗率HR的计算方法具体为：

式中：HR为汽轮机热耗率(kJ/(kW·h))，G_ms为主蒸汽流量(kg/s)，h_ms为主蒸汽焓(kJ/kg)，G_fw为主给水流量(kg/s)，h_fw为最终给水焓(kJ/kg)，G_gq过桥漏汽量(kg/s)，K为过桥漏汽率基准值(％)，h_hrh为热再热蒸汽焓(kJ/kg)，G₁为1号高加进汽量(kg/s)，G₂为2号高加进汽量(kg/s)，G_a为高压缸门杆及轴封漏气量(kg/h)，G_gq过桥漏汽量(kg/s)，h_crh为冷再热蒸汽焓(kJ/kg)，G_zjs为再热减温水流量(kg/s)，h_zjs为再热减温水流量焓(kJ/kg)，P为发电机功率(MW)，P₁为励磁功率(MW)。

Claims (4)

1.一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收集参与煤耗排序试验的同等级机组汽轮机热平衡图，获得各汽轮机设计的过桥漏汽率K_i(i＝1～n)，根据K_i，计算过桥漏汽率基准值K为：

$K=1.5\×\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{K}_i}{n}$

(2)以步骤(1)的K为基准，迭代计算汽轮机预测的过桥漏汽率K_x，具体为：假定一个过桥漏汽量G_gq，计算汽轮机预测的过桥漏汽率K_x，若K_x比K大，则减小过桥漏汽量G_gq，反之，则增大G_gq，开始第二次迭代计算，直至K_x和K相差在允许的范围内，迭代计算结束；

(3)以最后一次迭代的过桥漏汽量G_gq计算汽轮机热耗率HR，以汽轮机热耗率HR作为煤耗排序试验结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，其特征在于，所述步骤(2)中，汽轮机预测的过桥漏汽率K_x的计算方法为：

$K_x=\frac{G_{gq}}{G_{crh}+G_{zjs}}\×100\%$

G_crh＝G_ms-G₁-G₂-G_a-G_gq

式中：K_x为各汽轮机预测的过桥漏汽率(％)，G_gq为过桥漏汽量(kg/s)，G_crh为冷再热蒸汽流量(kg/h)，G_zjs为再热减温水流量(kg/s)，G_ms为主蒸汽流量(kg/s)，G₁为1号高加进汽量(kg/s)，G₂为2号高加进汽量(kg/s)，G_a为高压缸门杆及轴封漏气量(kg/h)。

3.根据权利要求1所述的一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，其特征在于，所述步骤(3)中，汽轮机热耗率HR的计算方法为：

$HR=\frac{G_{ms}{h}_{ms}-G_{fw}{h}_{fw}+\frac{G_{gq}}{K}{h}_{hrh}-G_{crh}{h}_{crh}-G_{zjs}{h}_{zjs}}{P-P_1}$

G_crh＝G_ms-G₁-G₂-G_a-G_gq

式中：HR为汽轮机热耗率(kJ/(kW·h))，G_ms为主蒸汽流量(kg/s)，h_ms为主蒸汽焓(kJ/kg)，G_fw为主给水流量(kg/s)，h_fw为最终给水焓(kJ/kg)，G_gq过桥漏汽量(kg/s)，K为过桥漏汽率基准值(％)，h_hrh为热再热蒸汽焓(kJ/kg)，G_crh为冷再热蒸汽流量(kg/h)，h_crh为冷再热蒸汽焓(kJ/kg)，G_zjs为再热减温水流量(kg/s)，h_zjs为再热减温水流量焓(kJ/kg)，P为发电机功率(MW)，P₁为励磁功率(MW)，G₁为1号高加进汽量(kg/s)，G₂为2号高加进汽量(kg/s)，G_a为高压缸门杆及轴封漏气量(kg/h)。

4.根据权利要求1所述的一种基于过桥漏汽率的煤耗排序试验方法，其特征在于，所述步骤(2)中，K_x和K相差在允许的范围内指|K_x-K|≤0.01。