CN105389472A - 火电厂采暖负荷的计算方法 - Google Patents
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Abstract
提出了火电厂采暖负荷的计算方法，属于火电厂采暖设计以及计算机技术领域。该方法将不同工程实例划分为不同地区同一体型、相同地区不同体型等情况并对各种情况分别进行分析得到不同的计算模型，在获得计算模型的过程中兼顾模型的计算复杂度和准确性，利用数值拟合的方法获得室内外温差与面积、体积或长度的乘积与采暖负荷的线性关系，从而得到多个计算模型，从而在计算特定火电厂时，可选择相应的计算模型进行计算。本方案解决了现有技术计算复杂、不准确且不专用于火电厂等问题，具有简便快速、结果准确等诸多优点。
Description
技术领域
本发明涉及火电厂采暖设计以及计算机技术领域，尤其涉及一种火电厂采暖负荷的计算方法。
背景技术
火力发电厂主厂房空间高大，电厂核心设备及汽水管道均布置在其中。在寒冷地区，特别是在严寒地区，保证主厂房内采暖温度极其重要。因此主厂房采暖设计及设备选型是电厂采暖设计的重要工作。主厂房采暖特点如下：
(1)主厂房围护结构保温性能及蓄热性能差，因此采暖负荷大。
(2)主厂房平面温度场不均匀，靠外墙处温度低，而厂房中央温度高。
(3)主厂房竖向温度梯度大，底层温度低，上部温度高。
(4)大门开启冷风倾入量大，启动、大修期间冷风侵入耗热量大。
(5)主厂房采暖接口复杂，在设计过程中与机务、电气、建筑结构等专业配合密切。
主厂房采暖负荷的常用计算方法如下：
围护结构的基本耗热量
计算围护结构的基本耗热量时，室内采暖温度应按5℃计算。基本耗热量包括：外墙耗热量、外窗耗热量、大门耗热量、屋顶耗热量、地面耗热量等。按照《采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003》进行计算。
附加耗热量
附加耗热量包括高度附加和冷风渗透附加。高度附加耗热量可按基本耗热量的15％计算；冷风渗透耗热量可按基本耗热量的50％计算。
非正常工况下的采暖热负荷附加系数
采暖热负荷还应满足非正常工况负荷需求，如启动期间、停机期间和大修期间等。其附加负荷为正常采暖热负荷的1.5～2倍，在寒冷地区可取小值，在严寒地区可取大值。
国内外近期技术主要以考虑简化主厂房采暖计算为主要研究对象，多数研究旨在理论上给出了简化方法，没有给出实际的计算方法，少数学者利用一些软件对复杂采暖方程式求解来得到负荷，计算过程复杂不易推广使用。
输煤栈桥是输煤系统的重要组成部分，是用来输煤的封闭运煤皮带廊，通常分为砖廊封闭结构和混凝土拱壳封闭结构，运煤栈桥宽度分为5700～6000mm、6300～6700mm、6900～7300mm、7500～8000mm几种，适用于宽800mm、1000mm、1200mm、1400mm的双皮带，运煤栈桥高度一般3.0米左右。
现阶段暖通专业可按照现行规范《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程DL/T5035-2004》中规定的发电厂中各房间的热指标进行估算负荷，例如该规范中给出了各个皮带宽度下，每米栈桥温度升高1℃的采暖负荷值。但该规范提供的热指标是一个经验值，适用范围是全国各地，故对特定地区的热负荷计算存在较大的误差。
再者，现在也有一些用于其他类型厂房的采暖负荷计算方法，其中利用了拟合的方式，但这些方法并没有考虑火电厂的特点，给出适用于不同地区、不同体型的火电厂的采暖负荷的具体计算方法，并不能简单地适用于火电厂的采暖负荷计算。
由此可见，目前的采暖负荷计算方法或者非常复杂、或者不准确、或者不适于火电厂，急需一种简单、准确且适用于火电厂的采暖负荷计算方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种火电厂采暖负荷的计算新方法。
为实现以上目的，本发明提出一种火电厂采暖负荷的计算方法，该方法包括：步骤S1，选择不同地区同一体型的第一多个工程实例；选择同一地区不同体型的第二多个工程实例；以及选择不同地区不同长度的第三多个工程实例中的输煤栈桥；步骤S2，根据常规负荷计算方法，计算第一多个工程实例和第二多个工程实例的各工程实例的主厂房的围护结构耗热量、附加耗热量、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量，最终得出汽机房和锅炉房的采暖负荷，以及计算第三多个工程实例的输煤栈桥的采暖负荷；步骤S3，提取第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及汽机房、锅炉房的体积和面积；提取第三多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及输煤栈桥的长度；步骤S4，将步骤S2计算出的第一多个工程实例、第二多个工程实例的每个工程实例的锅炉房和汽机房的采暖负荷、以及步骤S3中提取的第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及汽机房、锅炉房的体积和面积进行数值拟合，分别得到不同地区同一体型的锅炉房、汽机房的采暖负荷计算模型以及同一地区不同体型的锅炉房、汽机房的采暖负荷计算模型；以及将步骤S2计算出的第三多个工程实例的输煤栈桥的采暖负荷、以及步骤S3中提取的第三多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及输煤栈桥的长度进行数值拟合，得到不同地区不同长度的输煤栈桥的采暖负荷计算模型。
根据本发明的一个方面，所述方法还包括步骤S5，提取要计算火电厂的室内温度和室外温度、汽机房和锅炉房的面积和体积以及输煤栈桥的长度，从步骤S4中获得的多个采暖负荷计算模型中选择相应的采暖负荷计算模型，计算该要计算火电厂的采暖负荷。
根据本发明的一个方面，步骤S4所得到的采暖负荷计算模型为：y＝kx+m；其中，k和m为常量，y为采暖负荷，对于不同地区同一体型的锅炉房、汽机房以及同一地区不同体型的锅炉房、汽机房来说，x为锅炉房、汽机房的面积或体积与室内外温度差的乘积，对于不同地区不同长度的输煤栈桥来说x为输煤栈桥的长度与室内外温度差的乘积。
根据本发明的一个方面，所述步骤S1中的选择是指从预先存储于数据库中的工程实例中选择所述第一多个工程实例、第二多个工程实例以及第三多个工程实例。
根据本发明的一个方面，步骤S2的根据常规负荷计算方法具体为：依据《采暖通风与空气调节规范GB50019-2003》对第一、第二、第三多个工程实例的采暖负荷进行计算。
根据本发明的一个方面，步骤S3中的提取为从数据库中提取预存的第一、第二、第三多个工程实例的各参数。
根据本发明的一个方面，所述第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室内温度为5℃；所述第一多个工程实例的每个工程实例的室内温度为10℃，当然，所述室内温度还可根据现行《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程DL/T5035-2004》确定，可随着该规程改变。
本发明提出的方法为了尽可能准确地计算不同地区不同体型的火电厂采暖负荷，首先对获得基础参数的火电厂所在的地区、体型进行了合理划分，分为不同地区同一体型、相同地区不同体型等情况，并分门别类地对上述各情况分析获得计算模型；此外，在进行数值拟合的过程中，经过大量的试验获得了专用于火电厂的计算模型，即温差×面积(或体积、长度)与热负荷之间的函数关系，误差小且计算模型非常简洁；并通过对其他火电厂计算进行验证发现，通过该计算模型获得的热负荷误差很小，因此非常适用于火电厂的热负荷计算。
附图说明
图1展示了不同地区同一体型的锅炉房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；
图2展示了不同地区同一体型的锅炉房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图；
图3展示了不同地区同一体型的汽机房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；
图4展示了不同地区同一体型的汽机房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图；
图5展示了同一地区不同体型的锅炉房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；
图6展示了同一地区不同体型的锅炉房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图；
图7展示了同一地区不同体型的汽机房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；
图8展示了不同地区不同长度的输煤栈桥(温度差×长度)与热负荷的数值拟合图；
图9展示了本发明提出的火电厂采暖负荷的计算方法的流程图。
具体实施方式
以下所述为本发明的较佳实施实例，并不因此而限定本发明的保护范围。
步骤S1，选择不同地区同一体型的第一多个工程实例中的主厂房；选择同一地区不同体型的第二多个工程实例中的主厂房；以及选择不同地区不同长度的第三多个工程实例中的输煤栈桥。
根据一个实施例，对于第一多个工程实例，按照气候差异，从东到西选取了：内蒙古国电兴安热电2x340MW机组工程，锡林浩特二电厂2x300MW机组扩建工程，东方希望包头热电二期工程，乌斯太电厂2x300MW空冷发电厂供热机组工程。
根据一个实施例，对于第二多个工程实例，按照锅炉容量差异，选取包头地区的如下工程：包头环保发电厂工程，东方希望包头热电二期工程，包头第一热电厂2x125MW供热机组改造工程，包头第二热电厂2x200MW机组工程。
根据一个实施例，对于第三多个工程实例，分别选取包铝自备电厂2x330MW空冷发电供热机组工程、内蒙古京能盛乐2x350MW冷热电联供机组工程、华电朔州一期2x300MW级热电机组工程中输煤系统中的栈桥。
正如上文所述，本方案为了更准确地计算火电厂的采暖负荷，将基础参数的选取进行了分类，不同地区同一体型、不同体型同一地区的不同计算模型可以从中选择以适用于将来对于其他火电厂采暖负荷的计算。
所述第一、第二、第三多个工程实例之间可以具有相同的工程实例。例如上文所述的东方希望包头热电二期工程。此外，所述选择是在预存在计算机中的工程实例中进行选择。
步骤S2，根据常规负荷计算方法，计算第一多个工程实例和第二多个工程实例的各工程实例的主厂房的围护结构耗热量、附加耗热量、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量，最终得出汽机房和锅炉房的采暖热负荷，以及计算第三多个工程实例的输煤栈桥的采暖负荷。
根据一个实施例，所述常规负荷计算方法为依据《采暖通风与空气调节规范GB50019-2003》对这些工程按常用热负荷计算方法进行负荷计算。所述计算可采用计算机进行快速和准确的计算。
依据《采暖通风与空气调节规范GB50019-2003》，对上述工程进行采暖热负荷计算，并依据《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程》(DL/T5035-2004)中热指标估算负荷，比较结果列于表中。
汽机房采暖热负荷计算值与比较值列于表1。
表1汽机房的采暖热负荷
由表1可知，利用热指标估算的热负荷和实际计算的热负荷存在很大的误差，对于机组容量较大的锅炉房，估算负荷较实际负荷值普遍误差偏小，而机组容量较小的锅炉房，估算热负荷值与实际计算热负荷值普遍误差偏大。
锅炉房热负荷分析
锅炉房落空高、跨度大，室内高低处的温差大，这就产生了热压作用下的“烟囱效应”。冬季采暖时，锅炉房下部空间室外空气压力大于室内空气压力，室外冷空气向室内侵入，增加冷风渗透采暖负荷；上部空间室内空气压力大于室外空气压力，室内空气向室外泄漏，增加热空气损失采暖负荷。因此进行主厂房采暖负荷计算时，不仅要计算围护结构散热损失，更要考虑“烟囱效应”产生的热负荷，根据实际经验这部分负荷占总采暖负荷的40％～70％。火电厂中锅炉房高度普遍在50～70m之间，烟囱效应显著，故在对锅炉房热负荷计算后，再乘1.7的系数，作为锅炉房的实际采暖热负荷。
锅炉房采暖热负荷计算值与热指标估算值比较值列于表2
表2锅炉房的采暖热负荷
输煤栈桥热负荷计算结果及分析
根据《火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册》中规定，由于栈桥内维护结构封闭不严，蓄热能力小等因素，所以对供暖热负荷再附加20％～30％作为最终输煤栈桥采暖热负荷。
输煤栈桥采暖热负荷计算值与热指标估算值比较值列于表3。
表3输煤栈桥采暖热负荷
| 项目名称 | 包铝4号栈桥 | 包铝2号栈桥 | 盛乐3号栈桥 |
| 计算值(kW) | 115.0 | 34.4 | 179.0 |
| 指标估算值(kW) | 142.1 | 43.0 | 296.6 |
| 误差(％) | 19 | 20 | 40 |
| 项目名称 | 盛乐4号栈桥 | 朔州1号栈桥 | 朔州4号栈桥 |
| 计算值(kW) | 91.3 | 59.3 | 114.8 |
| 指标估算值(kW) | 147.8 | 68.2 | 142.9 |
| 误差(％) | 38 | 13 | 20 |
步骤S3，提取第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及汽机房、锅炉房的体积和面积；提取第三多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及输煤栈桥的长度。
采暖负荷与室外采暖计算温度(简称室外温度)密不可分，表4列出所选工程的室外采暖计算温度。
表4室外采暖计算温度
| 地区 | 兴安盟 | 锡林浩特 | 乌斯太 | 朔州 | 呼和浩特 | 包头 |
| 温度(℃) | -22 | -27 | -16 | -18 | -19 | -20 |
根据一个实施例，锅炉房、汽机房室内采暖计算温度为：5℃，输煤系统栈桥室内采暖计算温度为：10℃。
第一和第二多个工程实例中主厂房的面积、体积列于表5。
表5主厂房的面积、体积
第三多个工程实例中输煤栈桥的体型列于表6。
表6输煤栈桥体型特征
| 项目名称 | 包铝4号栈桥 | 包铝2号栈桥 | 盛乐3号栈桥 |
| 长度(m) | 81.37 | 24.60 | 145.60 |
| 项目名称 | 盛乐4号栈桥 | 朔州1号栈桥 | 朔州4号栈桥 |
| 长度(m) | 72.55 | 41.90 | 87.70 |
步骤S3中的提取可从计算机中预存的各工程示例中提取各个参数值。
步骤S4，将步骤S2计算出的第一多个工程实例、第二多个工程实例的每个工程实例的锅炉房和汽机房的采暖热负荷、以及步骤S3中提取的第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及汽机房、锅炉房的体积和面积进行数值拟合，分别得到不同地区同一体型的锅炉房、汽机房的采暖负荷计算模型以及同一地区不同体型的锅炉房、汽机房的采暖负荷计算模型；以及将步骤S2计算出的第三多个工程实例的输煤栈桥的采暖负荷、以及步骤S3中提取的第三多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及输煤栈桥的长度进行数值拟合，得到不同地区不同长度的输煤栈桥的采暖负荷计算模型。
其中，所述采暖负荷计算模型的形式为：
y＝kx+m；
其中，k和m为常量，y为采暖负荷，x对于不同地区同一体型的锅炉房、汽机房以及同一地区不同体型的锅炉房、汽机房来说为锅炉房、汽机房的面积或体积与室内外温度差的乘积，x对于不同地区不同长度的输煤栈桥来说为输煤栈桥的长度与室内外温度差的乘积。
不同地区同一体型主厂房数值拟合
将选取的不同地区火电厂的锅炉房、汽机房计算采暖热负荷进行数值拟合，如图1-4所示。
锅炉房采暖计算热负荷拟合结果，如图1、图2所示。其中，图1展示了不同地区同一体型的锅炉房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；图2展示了不同地区同一体型的锅炉房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图。其中A是指面积，V是指体积，△T是指室外和室内温度差，Q为热负荷，下文也是如此，不再一一列举。
由图1的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0143x-143.05(3－1)
(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9608,可以认为(温度差×面积)与负荷呈线性相关，式3－1可以用来表达(温度差×面积)与热负荷的数值关系。其中y代表锅炉房采暖热负荷，x代表温度差与面积的乘积。可以通过式3-1利用锅炉房的面积、室内外温差，计算出相应锅炉房的采暖热负荷。
利用数学模型3－1估算本研究所选取的项目不同地区锅炉房采暖热负荷，与实际计算采暖负荷的比较，如表7所示。
表7锅炉房的采暖热负荷与模型计算热负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 国电兴安热电2x340MW | 1644.2 | 1557.0 | 5.3 |
| 锡林浩特二电厂2x300MW | 2050.5 | 2111.7 | 2.9 |
| 东方希望热电二期工程 | 1674.5 | 1637.2 | 2.2 |
| 乌斯太电厂2x300MW | 1079.9 | 1154.3 | 6.8 |
由表7可以看出，采用数学模型3－1对发电厂锅炉房的热负荷计算值与传统计算值的误差均小于15％，认为该数学模型能够代替传统计算方法计算锅炉房采暖热负荷数值。
图2展示了不同地区同一体型的锅炉房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图。由图2的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0002x-286.07(3－2)
(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9609,可以认为(温度差×体积)与负荷呈线性相关，式3－2可以用来表达(温度差×体积)与热负荷的数值关系。其中y代表锅炉房采暖热负荷，x代表温度差与体积的乘积。可以通过式3-2利用锅炉房的体积，室内外温差，计算出相应锅炉房的采暖热负荷。
利用数学模型3－2计算本研究所选取的不同地区锅炉房采暖热负荷，与传统计算采暖热负荷的比较，如表8所示。
表8锅炉房的采暖热负荷与模型计算热负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 国电兴安热电2x340MW | 1644.2 | 1626.7 | 1.1 |
| 锡林浩特二电厂2x300MW | 2050.5 | 2202.3 | 7.4 |
| 东方希望热电二期工程 | 1674.5 | 1709.9 | 2.1 |
| 乌斯太电厂2x300MW | 1079.9 | 1208.7 | 11.9 |
由表8可以看出，采用数学模型3－2对发电厂锅炉房的热负荷计算值与传统计算值的误差均小于15％，认为该数学模型能够代替传统计算方法计算锅炉房采暖负荷数值。
比较锅炉房热负荷计算的两个模型，相关度相近，误差差异不大，可见用式3-1、式3-2均能计算火电厂主厂房的锅炉房采暖热负荷。
汽机房采暖热负荷拟合结果，如图3、图4所示。其中，图3展示了不同地区同一体型的汽机房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；图4展示了不同地区同一体型的汽机房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图。
由图3的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0064x+415.33(3－3)
(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9929,可以认为(温度差×面积)与热负荷呈线性相关，式3－3可以用来表达(温度差×面积)与热负荷的数值关系。其中y代表汽机房采暖热负荷，x代表温度差与面积的乘积。可以通过式3-3利用汽机房的面积，室内外温差，计算出相应汽机房的采暖热负荷。
利用数学模型3－3计算本研究所选地区汽机房采暖热负荷，与传统计算采暖热负荷的比较，如表9所示。
表9汽机房的采暖热负荷与模型计算热负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 国电兴安热电2x340MW | 1689.1 | 1708.9 | 1.1 |
| 锡林浩特二电厂2x300MW | 2158.5 | 2152.3 | 0.3 |
| 东方希望热电二期工程 | 1679.9 | 1699.8 | 1.2 |
| 乌斯太电厂2x300MW | 1580.2 | 1555.3 | 1.6 |
由表9可以看出，采用数学模型3－3对发电厂汽机房的热负荷计算值与传统计算值的误差均小于15％，认为该数学模型能够代替传统计算方法计算汽机房采暖热负荷。
图4展示了不同地区同一体型的汽机房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图。由图4的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0002x+286.56(3－4)
(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9609,可以认为(温度差×体积)与热负荷呈线性相关，式3－4可以用来表达(温度差×体积)与热负荷的数值关系。其中y代表汽机房采暖热负荷，x代表温度差与体积的乘积。可以通过式3-4利用汽机房的体积、室内外温差，计算出相应汽机房的采暖热负荷。
利用数学模型3－4估算本研究所选地区汽机房采暖热负荷，与实际计算采暖热负荷的比较，如表10所示。
表10汽机房的采暖热负荷与模型计算负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 国电兴安热电2x340MW | 1689.1 | 1620.6 | 4.1 |
| 锡林浩特二电厂2x300MW | 2158.5 | 2153.9 | 0.2 |
| 东方希望热电二期工程 | 1679.9 | 1717.2 | 2.2 |
| 乌斯太电厂2x300MW | 1580.2 | 1622.4 | 2.7 |
由表10可以看出，采用数学模型3－3对发电厂汽机房的热负荷计算值与传统计算值的误差均小于15％，认为该数学模型能够代替传统计算方法计算汽机房采暖热负荷。
比较式3-3、3-4的拟合相关系数及误差分析，模型均能很好的计算出汽机房的采暖热负荷。
同一地区，不同体型主厂房数值拟合
将选取的同一地区，不同体型火电厂的锅炉房、汽机房计算采暖热负荷进行数值拟合，如图5-7所示。
锅炉房采暖计算热负荷拟合结果，如图5、图6所示。其中，图5展示了同一地区不同体型的锅炉房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图；图6展示了同一地区不同体型的锅炉房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图。
由图5的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0082x+376.71(3－5)
(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9365,可以认为(温度差×面积)与热负荷呈线性相关，式3－5可以用来表达(温度差×面积)与热负荷的数值关系。其中y代表锅炉房采暖热负荷，x代表温度差与面积的乘积。可以通过式3-5利用锅炉房的面积、室内外温差，计算出包头地区锅炉房的采暖热负荷。
利用数学模型3－5计算本研究所选取的项目包头地区锅炉房采暖热负荷，与传统计算采暖热负荷的比较，如表11所示。
表11锅炉房的采暖热负荷与模型计算负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 包头环保发电厂 | 978.1 | 1011.2 | 3.3 |
| 包头第一热电厂2x125MW | 1432.1 | 1537.0 | 7.3 |
| 包头第二热电厂2x200MW | 1074.7 | 1037.3 | 3.4 |
| 东方希望热电二期工程 | 1674.5 | 1594.5 | 4.8 |
由表11可以看出，采用数学模型3－5对包头地区发电厂锅炉的热负荷计算值与传统计算热负荷值的误差均小于15％，认为利用该模型可以计算包头地区的锅炉房采暖负荷。
图6展示了同一地区不同体型的锅炉房(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图。由图6的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.00009x+701.93(3－6)
(温度差×体积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9729,可以认为(温度差×体积)与热负荷呈线性相关，式3－6可以用来表达(温度差×体积)与热负荷的数值关系。其中y代表锅炉房采暖热负荷，x代表温度差与体积的乘积。可以通过式3-6利用锅炉房的体积、室内外温差，计算出包头地区锅炉房的采暖热负荷。
利用数学模型3－6计算本研究所选取的包头地区锅炉房采暖热负荷与传统计算采暖热负荷的比较，如表12所示。
表12锅炉房的采暖热负荷与模型计算负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 包头环保发电厂 | 978.1 | 945.7 | 3.3 |
| 包头第一热电厂2x125MW | 1432.1 | 1440.6 | 0.5 |
| 包头第二热电厂2x200MW | 1074.7 | 1173.2 | 9.2 |
| 东方希望热电二期工程 | 1674.5 | 1717.2 | 2.6 |
由表12可以看出，采用数学模型3－6对包头地区发电厂锅炉房的热负荷计算值与传统计算热负荷值的误差均小于15％，认为利用该模型可以计算包头地区的锅炉房采暖负荷。
汽机房采暖负荷拟合结果，如图7所示。其中，图7展示了同一地区不同体型的汽机房(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图。
由图7的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0081x+59.9(3－7)
(温度差×面积)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.9999,可以认为(温度差×面积)与热负荷呈线性相关，式3－8可以用来表达(温度差×面积)与热负荷的数值关系。其中y代表汽机房采暖热负荷，x代表温度差与面积的乘积。可以通过式3-7利用汽机房的面积，室内外温差，计算出包头地区汽机房的采暖热负荷。
利用数学模型3－7计算本研究所选包头地区汽机房采暖热负荷，与传统计算采暖热负荷的比较，如表13所示。
表13汽机房的采暖热负荷与模型计算热负荷比较
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 包头环保发电厂 | 341.3 | 343.5 | 0.6 |
| 包头第一热电厂2x125MW | 1127.2 | 1126.9 | 0.02 |
| 包头第二热电厂2x200MW | 1431.8 | 1444.4 | 0.9 |
| 东方希望热电二期工程 | 1679.9 | 1684.9 | 0.3 |
由表13可以看出，采用数学模型3－8对包头地区发电厂汽机房的热负荷计算值与传统计算热负荷值的误差均小于1％，认为该数学模型能够计算出汽机房采暖负荷数值，且切合性良好，故不需要计算体积对热负荷的影响。当然，如果需要，也可以使用体积来计算采暖热负荷，这根据不同地区的具体情况而定，只不过在本具体示例中不需要而已。
输煤栈桥的热负荷拟合
将所选项目的输煤栈桥按照维护结构、附加耗热的常规热负荷计算方法，计算了三个项目六段栈桥的采暖热负荷，按照上述方法，进行数值拟合，如图8所示。图8示出了不同地区不同长度的输煤栈桥(温度差×长度)与热负荷的数值拟合图。其中L为栈桥的长度，其他符号与之前的解释相同。
由图8的数值拟合，得到了如下数学模型：
y＝0.0409x+8.1519(3－8)
(温度差×长度)与热负荷的数值拟合图线性相关度达到R2＝0.994,可以认为(温度差×长度)与负荷呈线性相关，式3－8可以用来表达(温度差×长度)与热负荷的数值关系。其中y代表输煤栈桥采暖热负荷，x代表温度差与长度的乘积。可以通过式3-8利用输煤栈桥长度、室内外温差，计算采暖热负荷。
利用数学模型3－8计算本研究所选地区输煤栈桥采暖负荷，与传统计算采暖负荷的比较，如表14所示。
表14输煤栈桥的采暖热负荷与模型计算负荷比较
由表14可以看出，采用数学模型3－8对输煤栈桥的热负荷计算值与传统计算热负荷值的误差均小于1％，利用该模型可以计算出精确的输煤栈桥采暖热负荷。
步骤S5，提取要计算火电厂的室内温度和室外温度、汽机房和锅炉房的面积和体积以及输煤栈桥的长度，从步骤S4中获得的多个采暖负荷计算模型中选择相应的采暖负荷计算模型，计算该要计算火电厂的采暖负荷。
根据一个实施例，新疆宜化热电有限公司准东五彩湾2x330MW坑口电厂工程，室外采暖计算温度-24℃，主厂房采暖室内设计温度为5℃，该电厂汽机房面积为4454.4m2，体积为145213.44m3；锅炉房面积为4304.1m2(包括BC列)，体积319364.2m3。
按照该电厂体型，地区来看，该电厂适用不同地区同一体型主厂房采暖计算模型进行计算，即利用式3-1，3-2进行计算。结果如表15所示。
表15模型计算值在实例中的比较表
| 项目 | 计算值(kW) | 模型计算值(kW) | 误差(％) |
| 汽机房(面) | 1070 | 1242.1 | 13.8 |
| 锅炉房(面) | 1617 | 1670.3 | 3.3 |
| 汽机房(体) | 1070 | 1016.1 | 5.3 |
| 锅炉房(体) | 1617 | 1709.3 | 5.3 |
利用本研究所得模型计算出的结果与传统计算热负荷相比，误差在15％以内，可以代替传统计算热负荷值进行采暖设计使用。最终在新疆宜化热电有限公司准东五彩湾2x330MW坑口电厂工程主厂房采暖设计中，使用该模型计算出的负荷为基准采暖负荷，作为散热器、热风机选型依据。
本发明所提出的方法的流程图如图9所示。
综上所述，本研究通过适用于火电厂的数学拟合方法，得到了计算热负荷相应数学模型，该模型可以作为相应火电厂建筑采暖热负荷的一种新型计算方法。利用这种方法以较小的代价、较小的误差计算出采暖热负荷，计算值精确，方便快捷。
应注意，本发明所提出的具体实施方式及应用领域仅为说明的目的，并不作为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员可对本发明的具体实施方式进行修改以满足实际需要。
Claims (7)
1.一种火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，选择不同地区同一体型的第一多个工程实例中的主厂房；选择同一地区不同体型的第二多个工程实例中的主厂房；以及选择不同地区不同长度的第三多个工程实例中的输煤栈桥；
步骤S2，根据常规负荷计算方法，分别计算第一多个工程实例和第二多个工程实例的主厂房围护结构耗热量、附加耗热量、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量，最终得出汽机房和锅炉房的采暖负荷，以及计算第三多个工程实例的输煤栈桥的采暖负荷；
步骤S3，提取第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及汽机房、锅炉房的体积和面积；提取第三多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及输煤栈桥的长度；
步骤S4，将步骤S2计算出的第一多个工程实例、第二多个工程实例的每个工程实例的锅炉房和汽机房的采暖负荷、以及步骤S3中提取的第一多个工程实例、第二多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及汽机房、锅炉房的体积和面积进行数值拟合，分别得到不同地区同一体型的锅炉房、汽机房的采暖负荷计算模型以及同一地区不同体型的锅炉房、汽机房的采暖负荷计算模型；以及将步骤S2计算出的第三多个工程实例的输煤栈桥的采暖负荷、以及步骤S3中提取的第三多个工程实例中每个工程实例的室外温度、室内温度以及输煤栈桥的长度进行数值拟合，得到不同地区不同长度的输煤栈桥的采暖负荷计算模型。
2.根据权利要求1所述的火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于：
所述方法还包括步骤S5，提取要计算火电厂的室内温度和室外温度、汽机房和锅炉房的面积和体积以及输煤栈桥的长度，从步骤S4中获得的多个采暖负荷计算模型中选择相应的采暖负荷计算模型，计算该要计算火电厂的采暖负荷。
3.根据权利要求1或2所述的火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于：
步骤S4所得到的采暖负荷计算模型为：
y＝kx+m；
其中，k和m为常量，y为采暖负荷，对于不同地区同一体型的锅炉房、汽机房以及同一地区不同体型的锅炉房、汽机房来说，x为锅炉房、汽机房的面积或体积与室内外温度差的乘积，对于不同地区不同长度的输煤栈桥来说x为输煤栈桥的长度与室内外温度差的乘积。
4.根据权利要求1所述的火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于：
所述步骤S1中的选择是指从预先存储于数据库中的工程实例中选择所述第一多个工程实例、第二多个工程实例以及第三多个工程实例。
5.根据权利要求4所述的火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于：
步骤S2的根据常规负荷计算方法具体为：依据《采暖通风与空气调节规范GB50019-2003》对第一、第二、第三多个工程实例的采暖负荷进行计算。
6.根据权利要求4所述的火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于：
步骤S3中的提取为从数据库中提取预存的第一、第二、第三多个工程实例的各参数。
7.根据权利要求1所述的火电厂采暖负荷的计算方法，其特征在于：
所述第一多个工程实例、第二多个工程实例、第三多个工程实例中每个工程实例的室内温度根据现行《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程DL/T5035-2004》确定。
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