CN106096869A - 一种低压缸通流改造节能效果的评价方法 - Google Patents

一种低压缸通流改造节能效果的评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，属于火力发电技术领域。现有技术的评价方法覆盖面小，比对工况也往往因引入额外的修正而带来一定的误差，因此难以实现全面准确的评价。一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，包括以下步骤：第一步，收集离散数据，第二步，对离散数据进行数据拟合，得到拟合公式，第三步，采集机组负荷、低压缸排汽压力数据，第四步，根据拟合公式，计算排汽容积流量，进而计算低压缸效率，第五步，计算节能量，根据节能量进行评价，计算低压缸效率变化量，根据低压缸效率变化量计算节煤量，进而根据节煤量对低压缸通流改造节能效果的进行评价。本发明建立两组拟合公式，评价方法准确可靠。本发明的评价数据覆盖面广，无需额外修正，能够实现全面准确评价的低压缸通流改造节能效果。

Description

一种低压缸通流改造节能效果的评价方法
技术领域
本发明涉及一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，属于火力发电技术领域。
背景技术
在火力发电机组中，低压缸的做功量占整个汽轮机组功率的40％左右，低压缸效率提高1％可降低汽轮机组发电热耗率30kJ/kWh以上，其运行效率的高低直接决定了汽轮机组的经济水平。随着汽动力学、计算流体力学最新理论与计算机技术的结合，提升了汽轮机通流设计及制造技术水平，汽轮机生产技术发生了实质性的更新换代，低压缸效率有了明显的提升，开展低压缸内包括诸如隔板静叶、转子动叶、汽封等部件的汽轮机本体蒸汽通道的改造，投资少收益高，是经技术经济比较后性价比相对高的节能手段。
但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：对低压缸通流改造节能效果的评价往往在一个或数个约定工况下进行，如THA工况、75％THA等工况下进行评价，评价方法覆盖面小，比对工况也往往因引入额外的修正而带来一定的误差，因此难以实现全面准确的评价。
针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研发，解决现有技术中存在的缺陷。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种覆盖面广，无需额外修正，能够实现全面准确评价的低压缸通流改造节能效果的评价方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，包括以下步骤：
第一步，收集离散数据，
包括：同一机组负荷下，低压缸的排汽压力与低压缸的排汽容积流量相对应关系数据；
通流改造前，低压缸的排汽容积流量与低压缸效率相对应关系数据；
通流改造后，低压缸的排汽容积流量与低压缸效率相对应关系数据；
第二步，对离散数据进行数据拟合，得到拟合公式，
对采集的排汽压力与排汽容积流量数据进行拟合得到第一组拟合公式，第一组拟合公式包括若干组不同机组负荷下的排汽容积拟合公式；
分别对通流改造前、通流改造后的排汽容积流量与低压缸效率数据进行拟合得到第二组拟合公式，
第三步，采集机组负荷、低压缸排汽压力数据，
对每一采样周期的机组负荷、低压缸的排汽压力进行记录
第四步，根据拟合公式，计算排汽容积流量，进而计算低压缸效率
根据机组负荷从第一组拟合公式中选择对应的排汽容积拟合公式，把排汽压力值代入拟合公式，得出排汽容积流量，把计算出的排汽容积流量代入第二组拟合公式中，计算出通流改造前的低压缸效率、通流改造后的低压缸效率，
第五步，计算节能量，根据节能量进行评价，
计算低压缸效率变化量，根据低压缸效率变化量计算节煤量，进而根据节煤量对低压缸通流改造节能效果的进行评价。
进一步地，第一步，离散数据获取方式：不同机组负荷、不同低压缸的排汽压力条件下，排汽容积流量、低压缸效率通过汽轮机组热力试验计算得到。
进一步地，第二步，
第一组拟合公式包括：
机组负荷600MW：y＝28.462x2-605.76x+4328.4
机组负荷500MW：y＝27.269x2-566.11x+3886.8
机组负荷400MW：y＝26.597x2-520.83x+3396.4
机组负荷300MW：y＝23.351x2-450.73x+2839.2
x为低压缸的排汽压力，y为低压缸的排汽容积流量。根据需要可以计算更多机组负荷下的排汽容积拟合公式。
进一步地，第二步，
第二组拟合公式包括：
通流改造前：y＝3.634*10-10x3-6.949*10-06x2+2.261*10-02x+66.45
通流改造后：y＝5.607*10-10x3-9.196*10-06x2+2.593*10-02x+70.03
x为低压缸的排汽容积流量，y为低压缸效率。
进一步地，第三步，对所采集数据进行预处理，剔除采集数据中不宜进行节能效果评价的数据，包括：机组启动期间数据、机组停机期间数据。剔除误差比较大的数据，确保评价所用数据准确有效。
进一步地，第三步，采样周期以“分钟”为周期单位，所述低压缸的排汽容积流量以“100m^3/s”为单位。以秒为采样周期，数据过于庞大，以小时为采样周期，周期跨度过长，不利于准确评价节能效果。
进一步地，第五步，节能量包括效率提升量和节煤量，累加每个采样周期的节约标准煤量，得到总的节煤量。用最终总的节煤量作为评价指标，更加准确可靠而且直观展现节能效果。
进一步地，第五步，计算节能量，根据节能量进行评价，节煤量＝(低压缸效率变化量*32/25.7)*(累计运行时间*平均机组负荷*1000)/1000000。
进一步，按照每100m^3/s排汽容积流量区间进行分区域统计，获取不同排汽容积流量区间对应的平均低压缸排汽容积流量及其累计运行时间。分区域进行统计计算，对评价结果影响较小并且能够有效简化计算，减少计算量。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用两组拟合公式以及一个节煤量计算公式建立一个数学模型，对低压缸通流改造节能效果进行评价使得评价方法更加准确可靠。
本发明的评价数据覆盖面广，无需额外修正，能够实现全面准确评价的低压缸通流改造节能效果。
附图说明
图1为本发明低压缸的排汽压力与排汽容积流量变化关系示意图；
图2为本发明低压缸的排汽容积流量与低压缸效率变化示意图；
图3为本发明低压缸的排汽容积流量与累计运行时间变化示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，包括以下步骤：
第一步，收集离散数据，
包括：同一机组负荷下，低压缸的排汽压力与低压缸的排汽容积流量相对应关系数据；通流改造前，低压缸的排汽容积流量与低压缸效率相对应关系数据；通流改造后，低压缸的排汽容积流量与低压缸效率相对应关系数据。离散数据获取方式：不同机组负荷、不同低压缸的排汽压力条件下，排汽容积流量、低压缸效率通过汽轮机组热力试验计算得到。
第二步，对离散数据进行数据拟合，得到拟合公式，
对采集的排汽压力与排汽容积流量数据进行拟合得到第一组拟合公式，第一组拟合公式包括若干组不同机组负荷下的排汽容积拟合公式；分别对通流改造前、通流改造后的排汽容积流量与低压缸效率数据进行拟合得到第二组拟合公式。
第一组拟合公式包括：
机组负荷600MW：y＝28.462x2-605.76x+4328.4
机组负荷500MW：y＝27.269x2-566.11x+3886.8
机组负荷400MW：y＝26.597x2-520.83x+3396.4
机组负荷300MW：y＝23.351x2-450.73x+2839.2
x为低压缸的排汽压力，y为低压缸的排汽容积流量。
第二组拟合公式包括：
通流改造前：y＝3.634*10-10x3-6.949*10-06x2+2.261*10-02x+66.45
通流改造后：y＝5.607*10-10x3-9.196*10-06x2+2.593*10-02x+70.03
x为低压缸的排汽容积流量，y为低压缸效率。
第三步，采集机组负荷、低压缸排汽压力数据，
对每一采样周期的机组负荷、低压缸的排汽压力进行记录，对所采集数据进行预处理，剔除采集数据中不宜进行节能效果评价的数据，包括：机组启动期间数据、机组停机期间数据。采样周期以“分钟”为周期单位，所述低压缸的排汽容积流量以“100m^3/s”为单位。
第四步，根据拟合公式，计算排汽容积流量，进而计算低压缸效率，
根据机组负荷从第一组拟合公式中选择对应的排汽容积拟合公式，把排汽压力值代入拟合公式，得出排汽容积流量，把计算出的排汽容积流量代入第二组拟合公式中，计算出通流改造前的低压缸效率、通流改造后的低压缸效率。
第五步，计算节能量，根据节能量进行评价，
计算低压缸效率变化量，根据低压缸效率变化量计算节煤量，进而根据节煤量对低压缸通流改造节能效果的进行评价。节能量包括效率提升量和节煤量，累加每个采样周期的节约标准煤量，得到总的节煤量。
计算节能量的公式为节煤量＝(低压缸效率变化量*32/25.7)*(累计运行时间*机组负荷*1000)/1000000。
在上述本发明提供的实施例的基础上，为方便理解，下面以某600MW汽轮机组低压缸通流改造举例说明。
如表1所示，在实际应用中，本发明通过热力试验获得多个试验工况下的机组负荷、低压缸的排汽压力及低压缸的排汽容积流量数据，根据数据得到第一组拟合公式并绘制成曲线，如图1所示，在实际应用中，还可以获得更多个工况下的试验数据以提高曲线的准确性。
本发明通过热力试验获得低压缸通流改造前后多个试验工况下的低压缸排的汽容积流量与低压缸效率数值，得到第二组拟合公式并绘制成曲线，如图2所示。
对机组负荷、低压缸的排汽压力每隔5分钟进行一次数据采样，累计一整年的数据，剔除机组启动期间数据、机组停机期间数据。根据机组负荷从第一组拟合公式中选择对应的排汽容积拟合公式，把排汽压力值代入拟合公式，得出排汽容积流量。
表1
按照每100m^3/s排汽容积流量区间进行分区域统计，获取不同排汽容积流量区间对应的平均低压缸排汽容积流量及其累计运行时间，各低压缸排汽容积流量区间及其累计运行小时数情况如图3所示。，把计算出的排汽容积流量代入第二组拟合公式中，分别计算出通流改造前的低压缸效率、通流改造后的低压缸效率，计算低压缸效率提升值和节煤量，累加所有低压缸排汽容积流量区间的节煤量，得到整个运行周期内低压缸通流改造全面准确的节能效果，如表2所示：合计年节约标准煤13631.46t。
表2
本发明提供了一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，根据机组负荷、低压缸排汽压力推算低压缸排汽容积流量，利用分区统计积分方法，获取不同低压缸排汽容积流量区间对应的平均低压缸排汽容积流量及其累计运行时间，结合低压缸通流改造前后低压缸效率变化量，获取相应低压缸排汽容积流量区间对应的节煤量，累加所有低压缸排汽容积流量区间的节煤量，从而确定低压缸通流改造全面准确的节能效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，收集离散数据，
包括：同一机组负荷下，低压缸的排汽压力与低压缸的排汽容积流量相对应关系数据；
通流改造前，低压缸的排汽容积流量与低压缸效率相对应关系数据；
通流改造后，低压缸的排汽容积流量与低压缸效率相对应关系数据；
第二步，对离散数据进行数据拟合，得到拟合公式，
对采集的排汽压力与排汽容积流量数据进行拟合得到第一组拟合公式，第一组拟合公式包括若干组不同机组负荷下的排汽容积拟合公式；
分别对通流改造前、通流改造后的排汽容积流量与低压缸效率数据进行拟合得到第二组拟合公式，
第三步，采集机组负荷、低压缸排汽压力数据，
对每一采样周期的机组负荷、低压缸的排汽压力进行记录，
第四步，根据拟合公式，计算排汽容积流量，进而计算低压缸效率
根据机组负荷从第一组拟合公式中选择对应的排汽容积拟合公式，把排汽压力值代入拟合公式，得出排汽容积流量，把计算出的排汽容积流量代入第二组拟合公式中，计算出通流改造前的低压缸效率、通流改造后的低压缸效率，
第五步，计算节能量，根据节能量进行评价，
计算低压缸效率变化量，根据低压缸效率变化量计算节煤量，进而根据节煤量对低压缸通流改造节能效果的进行评价。
2.如权利要求1所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第一步，离散数据获取方式：不同机组负荷、不同低压缸的排汽压力条件下，排汽容积流量、低压缸效率通过汽轮机组热力试验计算得到。
3.如权利要求2所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第二步，
第一组拟合公式包括：
机组负荷600MW：y＝28.462x2-605.76x+4328.4
机组负荷500MW：y＝27.269x2-566.11x+3886.8
机组负荷400MW：y＝26.597x2-520.83x+3396.4
机组负荷300MW：y＝23.351x2-450.73x+2839.2
x为低压缸的排汽压力，y为低压缸的排汽容积流量。
4.如权利要求3所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第二步，
第二组拟合公式包括：
通流改造前：y＝3.634*10-10x3-6.949*10-06x2+2.261*10-02x+66.45
通流改造后：y＝5.607*10-10x3-9.196*10-06x2+2.593*10-02x+70.03
x为低压缸的排汽容积流量，y为低压缸效率。
5.如权利要求4所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第三步，对所采集数据进行预处理，剔除采集数据中不宜进行节能效果评价的数据，包括：机组启动期间数据、机组停机期间数据。
6.如权利要求5所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第三步，采样周期以“分钟”为周期单位，所述低压缸的排汽容积流量以“100m^3/s”为单位。
7.如权利要求1-6任一所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第五步，节能量包括效率提升量和节煤量，累加每个采样周期的节约标准煤量，得到总的节煤量。
8.如权利要求7所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，第五步，计算节能量，根据节能量进行评价，节煤量＝(低压缸效率变化量*32/25.7)*(累计运行时间*机组负荷*1000)/1000000。
9.如权利要求8所述的一种低压缸通流改造节能效果的评价方法，其特征在于，按照每100m^3/s排汽容积流量区间进行分区域统计，获取不同排汽容积流量区间对应的平均低压缸排汽容积流量及其累计运行时间。
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