CN105956732A - 一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法，该方法包括：(1)对改造前后机组供热期的相关供热数据进行统计；(2)计算电动热网循环泵年消耗标准煤量；(3)在改造前后负荷相同的条件下，计算热网换热器使用小汽轮机的排汽和使用原来的五段抽汽会多耗的蒸汽量；(4)利用等效热降理论，计算得到五段抽汽的等效热降，从计算得到电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量；(5)得到热网循环水电泵改汽泵后的节能量。本发明以节约标煤量的形式体现了这种改造的节能效果，为电厂的经济运行和热网循环水电泵改汽泵后的预期节能效果提供了参考。

Description

一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法

技术领域

本发明属于火力发电节能技术领域，特别是一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法。

背景技术

目前，有许多热电联产机组的热网循环水是由电动机驱动，耗电量大，导致电厂厂用电率较高，上网电量相应减少，全厂经济效益下降。利用汽轮机驱动水泵，在电厂已有多年的应用历史，技术成熟可靠。汽轮机驱动可以在相同发电量的前提下增加上网电量，增加电厂收入、降低厂用电率，还可以实现水泵的变转速运行，提高运行效率。目前，还没有针对热网循环水电泵改汽泵后产生节能效果的计算方法，无法为电厂的经济运行提供参考。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

1、一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法，其特征在于该方法包括步骤如下：

(1)对改造前后机组供热期的相关供热数据进行统计；

(2)计算电动热网循环泵年消耗标准煤量；其中，计算公式为：

G_s＝a₁×P_d×t×b_o

式中：a₁-电动热网循环泵数量，单位：台，P_d-单台电动热网循环泵实际运行功率，单位：KW，t-机组在供暖期的运行小时数，单位：h，b_o-机组在当年供热期实际发电煤耗率，单位：g/(kW.h)；

(3)在改造前后负荷相同的条件下，计算热网换热器使用小汽轮机的排汽和使用原来的五段抽汽会多耗的蒸汽量，具体内容包括：

①根据热量平衡式：

D×(H₂－H_疏水)＝D_换热×(T_出－T_进)×4.187

式中：D_换热-小汽轮机排汽可换热的水流量，单位：t/h，D-设计汽耗量，单位：t/h，H₂-改造后小汽轮机排汽焓值，单位：kJ/kg，H_疏水-经热网换热器后疏水焓值，单位：J/kg，T_出-热网换热器出水温度，单位：℃，T_进-热网换热器进水温度，单位：℃，4.187-水的比热容，单位：kJ/(kg.℃)，

得出小汽轮机排汽换热的水流量为：

②根据热量平衡式：

(H₁－H_疏水)×D_耗汽＝D_换热×(T_出－T_进)×4.187，计算原系统中加热D_换热水所消耗的五段抽汽量，

式中：H₁-五段抽汽焓值，单位：kJ/kg，

③在改造前后负荷相同的条件下，使用小汽轮机的排汽和使用原来的五段抽汽会多耗的蒸汽量为：

ΔD＝D－D_耗汽

(4)利用等效热降理论，计算得到五段抽汽的等效热降，从计算得到电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量，具体公式包括：

①计算得到机组因增加5段抽汽而少发的电量E_z为：

$E_z=\frac{{\mathrm{\α}}_2\×H_5\×\mathrm{\Δ}D\×t}{3600}$

式中：a₂-小汽轮机数量，单位：台，t-机组在供暖期的运行小时数，单位：h，H₅-5段抽汽的等效热降，单位：J/kg，

②将少发的电量换算为标准煤量G_z为：

G_z＝E_z×b_o

式中：b_o-机组在当年供热期实际发电煤耗率，单位：g/(kW.h)，

(5)将电动热网循环泵年消耗标准煤量减去电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量，即可得到热网循环水电泵改汽泵后的节能量：

G＝G_s-G_z

而且，所述步骤(1)相关供热数据具体包括：a₁-电动热网循环泵数量，单位：台、a₂-小汽轮机数量、P_d-单台电动热网循环泵实际运行功率，单位：KW、t-机组在供暖期的运行小时数，单位：h、b_o-机组在当年供热期实际发电煤耗率，单位：g/(kW.h)、D-小汽轮机设计设计汽耗量，单位：t/h、H₂-改造后小汽轮机排汽焓值，单位：kJ/kg、H_疏水-经热网换热器后疏水焓值，单位：kJ/kg、T_进-热网首站换热器进水温度，单位℃、T_出-热网首站换热器出水温度，单位℃、H₁-五段抽汽焓值，单位：kJ/kg及H₅-五段抽汽的等效热降，单位：kJ/kg，以便方法步骤中应用。

本发明的优点和积极效果是：

本发明针对供热期热电联产机组将热网循环水电泵改造为汽泵后，提供了一种科学、合理、简洁和有效的节能量计算方法。以电厂供热数据为基础，先计算得到改造前电泵的年耗标煤量；然后计算得到改造后使用汽泵多抽中排蒸汽量，利用等效热降理论，得到中排抽汽的等效热降，从而计算得到电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量；最后，改造前电泵的年耗标煤量减去电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量即可得到热网循环水电泵改汽泵后的节能量。该方法以节约标煤量的形式体现了这种改造的节能效果，为电厂的经济运行和热网循环水电泵改汽泵后的预期节能效果提供了参考。

具体实施方式

以下对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法，以某电厂热网循环水电泵改汽泵前后的实际数据为例，阐述该方法详细的具体步骤如下：

(1)首先介绍一下热电机组的改造情况：改造前，该热电厂四期热网由#7、#8机组和4台热网循环电泵组成，单泵实际运行功率为1200kW。4台电泵改为2台小型背压汽轮机驱动，小汽轮机排汽继续用于热网加热，小汽机汽源与供热同汽源，取自汽轮机五段抽汽。

(2)四台电动热网循环泵年消耗标准煤量计算

四期#7、#8机组采用两台汽动热网循环泵替代四台电动热网循环泵，减少四台功率为1200kW的电机，取每年供热期为120天(即2880小时)，机组供热期发电煤耗按2014年供热期实际发电煤耗b_o＝290.32g/(kW.h)计算，可以得到两台机组中四台电动热网循环泵年消耗标准煤量G_s：

G_s＝a₁×P_d×t×b_o＝4×1200×2880×290.32÷1000000＝4013.4(t/a)

式中：a₁——电动热网循环泵数量，取4；

P_d——单台电动热网循环泵实际运行功率，取1200kW；

t——7、8号机组在供暖期的运行小时数，取2880h；

b_o——7、8号机组在2014年供热期实际发电煤耗，取290.32g/(kW.h)。

(3)电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量计算

根据资料，得到所更换的两台背压式小型汽轮机在额定功率3000kW时，设计汽耗量为D＝74t/h，排汽通往单独设计换热器。一些其他参数为：排汽压力P₂＝0.12MPa，温度T₂＝160℃，焓值H₂＝2795kJ/kg，加热器疏水温度T_疏水＝95℃，焓值H_疏水＝398kJ/kg，热网首站换热器进水温度T_进＝52℃，出水温度T_出＝92℃，水的比热容4.187kJ/(kg.℃)。

根据热量平衡式：

D×(H₂－H_疏水)＝D_换热×(T_出－T_进)×4.187

可以得出小汽轮机排汽可换热的水流量为：

在未更换汽动泵前，五段抽汽为热网首站换热器汽源，蒸汽压力为P₁＝0.36MPa，温度T₁＝238℃，焓值H₁＝2941kJ/kg。

根据热量平衡式：

(H₁－H_疏水)×D_耗汽＝D_换热×(T_出－T_进)×4.187

可求得原系统中加热1059.1(t/h)水所消耗的五段抽汽量有：

由此可得，在负荷相同的条件下，换热器使用小汽轮机的排汽和使用原来的五段抽汽会多耗蒸汽量为：

ΔD＝D－D_耗汽＝74－69.75＝4.25(t/h)

利用等效热降理论，对5段抽汽等效热降值进行计算，得到5段抽汽的等效热降为H₅＝366.2kJ/kg。又在使用汽泵替代电泵后，在供热量相同情况下，每台机组增加五段抽汽ΔD＝4.25t/h，可计算得到两台机组因增加5段抽汽而少发的电量E_z为：

$E_z=\frac{a_2\×H_5\×\mathrm{\Δ}D\×t}{3600}=\frac{2\×366.2\×4.25\×2880\×1000}{3600}=2490160(kW.h/a)$

式中：a₂——小汽轮机数量，取2；

t——7、8号机组在供暖期的运行小时数，取2880h。

将少发的电量换算为标准煤量(即更换汽泵后两台机组年增加标准煤消耗量)G_z为：

G_z＝E_z×b_o＝2490160×290.32÷1000000＝722.9(t/a)

式中：b_o——7、8号机组在2014年供热期实际发电煤耗，取290.32g/(kW.h)。

(4)四期热网循环水电泵改汽泵项目年节能量计算

由之前计算的四台电动热网循环泵年消耗标准煤量和更换汽泵后两台机组年增加标准煤消耗量可以得到四期热网循环水电泵改汽泵项目一年可节约标煤量G为：

G＝G_s-G_z＝4013.4-722.9＝3290.5(t/a)。

Claims (2)

1.一种热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法，其特征在于该方法包括步骤如下：

(1)对改造前后机组供热期的相关供热数据进行统计；

(2)计算电动热网循环泵年消耗标准煤量；其中，计算公式为：

G_s＝a₁×P_d×t×b_o

式中：a₁-电动热网循环泵数量，单位：台，P_d-单台电动热网循环泵实际运行功率，单位：KW，t-机组在供暖期的运行小时数，单位：h，b_o-机组在当年供热期实际发电煤耗率，单位：g/(kW.h)；

(3)在改造前后负荷相同的条件下，计算热网换热器使用小汽轮机的排汽和使用原来的五段抽汽会多耗的蒸汽量，具体内容包括：

①根据热量平衡式：

D×(H₂－H_疏水)＝D_换热×(T_出－T_进)×4.187

式中：D_换热-小汽轮机排汽可换热的水流量，单位：t/h，D-设计汽耗量，单位：t/h，H₂-改造后小汽轮机排汽焓值，单位：kJ/kg，H_疏水-经热网换热器后疏水焓值，单位：J/kg，T_出-热网换热器出水温度，单位：℃，T_进-热网换热器进水温度，单位：℃，4.187-水的比热容，单位：kJ/(kg.℃)，

得出小汽轮机排汽换热的水流量为：

②根据热量平衡式：

(H₁－H_疏水)×D_耗汽＝D_换热×(T_出－T_进)×4.187，计算原系统中加热D_换热水所消耗的五段抽汽量，

式中：H₁-五段抽汽焓值，单位：kJ/kg，

③在改造前后负荷相同的条件下，使用小汽轮机的排汽和使用原来的五段抽汽会多耗的蒸汽量为：

ΔD＝D－D_耗汽

(4)利用等效热降理论，计算得到五段抽汽的等效热降，从计算得到电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量，具体公式包括：

①计算得到机组因增加5段抽汽而少发的电量E_z为：

$E_z=\frac{a_2\×H_5\×\mathrm{\Δ}D\×t}{3600}$

式中：a₂-小汽轮机数量，单位：台，t-机组在供暖期的运行小时数，单位：h，H₅-5段抽汽的等效热降，单位：J/kg，

②将少发的电量换算为标准煤量G_z为：

G_z＝E_z×b_o

式中：b_o-机组在当年供热期实际发电煤耗率，单位：g/(kW.h)，

(5)将电动热网循环泵年消耗标准煤量减去电泵改汽泵后多抽汽部分增加的年标准煤消耗量，即可得到热网循环水电泵改汽泵后的节能量：

G＝G_s-G_z

2.根据权利要求1所述的热网循环水电泵改汽泵节能量计算方法，其特征在于：所述步骤(1)相关供热数据具体包括：a₁-电动热网循环泵数量，单位：台、a₂-小汽轮机数量、P_d-单台电动热网循环泵实际运行功率，单位：KW、t-机组在供暖期的运行小时数，单位：h、b_o-机组在当年供热期实际发电煤耗率，单位：g/(kW.h)、D-小汽轮机设计设计汽耗量，单位：t/h、H₂-改造后小汽轮机排汽焓值，单位：kJ/kg、H_疏水-经热网换热器后疏水焓值，单位：kJ/kg、T_进-热网首站换热器进水温度，单位℃、T_出-热网首站换热器出水温度，单位℃、H₁-五段抽汽焓值，单位：kJ/kg及H₅-五段抽汽的等效热降，单位：kJ/kg，以便方法步骤中应用。