CN107525684B - 一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法及系统 - Google Patents

一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法及系统，其中该方法包括步骤(1)：在非供热期，确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率；步骤(2)：供热期结束后，统计供热期机组的供热参数；通过查询水和水蒸汽性质表分别求得主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓；步骤(3)：根据热电联产机组供热期设计热平衡图，计算采暖抽汽汽流的锅炉进水系数和再热蒸汽份额；步骤(4)：将步骤(2)‑步骤(3)的参数代入预设的采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率计算公式，得到相应采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率；步骤(5)：计算机组在供热期的热耗率和煤耗率。

Description

一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法及系统
技术领域
本发明属于热电能源领域，尤其涉及一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法及系统。
背景技术
2014年9月，国家发展和改革委员会、环境保护部、能源局联合下发文件，关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的通知(发改能源【2014】2093号)，文件指出：到2020年，现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时。另外，为加快淘汰落后产能，推动电力工业结构调整、技术进步和产业升级，促进节能减排，通过建立以能耗和排放水平为基准的发电调度方式即节能发电调度其试点工作正在有序开展，节能低碳必将成为电网制订差别电量的一项原则。而以上所有工作的前提是掌握现役机组的煤耗率水平。
机组的煤耗完全可以通过试验的方法进行核定，但是，对于供热机组，煤耗率的核定需要分非供热期和供热期分别进行，相对于纯凝机组，工作量增大一倍。由于每年供热期时间仅三个月左右，而供热机组所占比重逐年增大，如在山东电网直调机组中占比约为74％，统筹考虑人员和设备，通过现场试验的方法很难完成，而且现有的热电联产机组供热期供电煤耗率核定方法所得到的热电联产机组供热期供电煤耗率结果准确率低，数据可靠性差。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其减少了热电联产机组供热期现场试验的工作量，方便了人员和设备的统筹安排。
本发明的一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，包括：
步骤(1)：在非供热期，确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率；
步骤(2)：供热期结束后，统计供热期机组的平均发电机功率、厂用电率以及供热参数；
步骤(3)：根据热电联产机组供热期设计热平衡图，计算采暖抽汽汽流的锅炉进水系数和再热蒸汽份额；
步骤(4)：将步骤(2)-步骤(3)的参数代入预设的采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率计算公式，得到相应采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率；
步骤(5)：计算机组在供热期的热耗率和煤耗率；其中，机组在供热期的热耗率的计算过程为：将采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率分别与相对应的热耗率值相乘后累加，再与发电机有功率求商；机组在供热期的煤耗率等于机组在供热期的热耗率与效率积两者的比值；效率积由1与厂用电率先作差，再分别与锅炉效率和管道效率累乘后与预设系数相乘得到。
进一步的，在所述步骤(1)中，通过现场试验的方法确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率。
进一步的，在所述步骤(2)中，供热期机组的供热参数包括采暖抽汽流量、采暖抽汽压力、采暖抽汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、冷再热蒸汽压力、冷再热蒸汽温度、给水温度和采暖回水温度。
进一步的，在所述步骤(4)中，采暖抽汽汽流发出的功率由采暖抽汽与再热两者之间位置决定。
进一步的，采暖抽汽汽流发出的功率由采暖抽汽与再热两者之间位置包括以下两种位置关系，分别为：采暖供汽从再热之前引出，以及采暖供汽从再热之后引出。
当采暖抽汽位置在再热之后时，公式为：
当采暖抽汽位置在再热之前时，公式为：
式中，Ph为采暖抽汽汽流发出的功率；Dh为采暖抽汽流量；αT为采暖抽汽汽流的锅炉进水系数；h0为主蒸汽焓；αzr为再热蒸汽份额；hzr为再热蒸汽焓；hch为冷再热蒸汽焓；hfw为给水焓；hh为采暖抽汽焓；hhw为采暖抽汽回水焓；ηm为机械效率，取设计值；ηg为发电机效率，取设计值。
进一步的，在步骤(4)之前还包括：分别计算供热期机组的主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓。
进一步的，通过查询水和水蒸汽性质表分别求得供热期机组的主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓。
进一步的，在所述步骤(5)中，采暖抽汽汽流发出的功率所对应的热耗率值等于预设常系数除以预先设计的机械效率与发电机效率的乘积。
式中，qh为采暖抽汽汽流发出的功率所对应的热耗率值，ηm为机械效率，取设计值；ηg为发电机效率，取设计值。
进一步的，在所述步骤(5)中，纯凝汽汽流发出的功率所对应的热耗率值是由机组在非供热期通过试验方法确定的。
式中，q为机组在供热期的热耗率；b为机组在供热期的供电煤耗率；ηb为锅炉效率，取机组非供热期通过试验方法确定的纯凝工况锅炉效率值；qc为凝汽汽流的热耗率，取机组非供热期通过试验方法确定的纯凝工况机组热耗率值；ηp为管道效率，取设计值；φ为厂用电率。
本发明还提供了一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定系统。
本发明的一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定系统，采用上述所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法来实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过机组在非供热期纯凝工况试验结果值和供热期间统计的部分数据，核定出热电联产机组在供热期的供电煤耗率，该核定方法中所使用的统计数据包括机组运行的重要参数、对外电量和供热量结帐，数据相对准确，从而保证了结果的准确性，同时，该核定方法减少了热电联产机组供热期现场试验的工作量，方便了人员和设备的统筹安排。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法的流程图；
图2是热电联产机组结构示意图；
图3是热电联产机组供热期设计热平衡图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1是热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法的流程图。
如图1所示，本发明的一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，包括：
步骤(1)：在非供热期，确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率。
具体地，在所述步骤(1)中，通过现场试验的方法确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率。
步骤(2)：供热期结束后，统计供热期机组的平均发电机功率、厂用电率以及供热参数。
具体地，在所述步骤(2)中，供热期机组的供热参数包括采暖抽汽流量、采暖抽汽压力、采暖抽汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、冷再热蒸汽压力、冷再热蒸汽温度、给水温度和采暖回水温度。
步骤(3)：根据热电联产机组供热期设计热平衡图，计算采暖抽汽汽流的锅炉进水系数和再热蒸汽份额。
在步骤(4)之前还包括：分别计算供热期机组的主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓。
进一步的，通过查询水和水蒸汽性质表分别求得供热期机组的主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓。
步骤(4)：将步骤(2)-步骤(3)的参数代入预设的采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率计算公式，得到相应采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率；
在所述步骤(4)中，采暖抽汽汽流发出的功率由采暖抽汽与再热两者之间位置决定。
其中，采暖抽汽汽流发出的功率由采暖抽汽与再热两者之间位置包括以下两种位置关系，分别为：采暖供汽从再热之前引出，以及采暖供汽从再热之后引出。
当采暖抽汽位置在再热之后时，公式为：
当采暖抽汽位置在再热之前时，公式为：
式中，Ph为采暖抽汽汽流发出的功率；Dh为采暖抽汽流量；αT为采暖抽汽汽流的锅炉进水系数；h0为主蒸汽焓；αzr为再热蒸汽份额；hzr为再热蒸汽焓；hch为冷再热蒸汽焓；hfw为给水焓；hh为采暖抽汽焓；hhw为采暖抽汽回水焓；ηm为机械效率，取设计值；ηg为发电机效率，取设计值。
步骤(5)：计算机组在供热期的热耗率和煤耗率；其中，机组在供热期的热耗率的计算过程为：将采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率分别与相对应的热耗率值相乘后累加，再与发电机有功率求商；机组在供热期的煤耗率等于机组在供热期的热耗率与效率积两者的比值；效率积由1与厂用电率先作差，再分别与锅炉效率和管道效率累乘后与预设系数相乘得到。
具体地，在所述步骤(5)中，采暖抽汽汽流发出的功率所对应的热耗率值等于预设常系数除以预先设计的机械效率与发电机效率的乘积。
式中，qh为采暖抽汽汽流发出的功率所对应的热耗率值，ηm为机械效率，取设计值；ηg为发电机效率，取设计值。
在所述步骤(5)中，纯凝汽汽流发出的功率所对应的热耗率值是由机组在非供热期通过试验方法确定的。
式中，q为机组在供热期的热耗率；b为机组在供热期的供电煤耗率；ηb为锅炉效率，取机组非供热期通过试验方法确定的纯凝工况锅炉效率值；qc为凝汽汽流的热耗率，取机组非供热期通过试验方法确定的纯凝工况机组热耗率值；ηp为管道效率，取设计值；φ为厂用电率。
如图1所示，采暖供汽可以从再热之后引出，如对外供汽1；采暖供汽可以从再热之前引出，如对外供汽2。
应用实例：以东方汽轮机厂生产的C350/294-24.2/0.43/566/566型汽轮机为例，对其额定供热工况进行核算，其设计热平衡图如图2所示，其计算结果见下表。
由上表数据可以得出，采用前述方法，该机组额定供热工况下的核定热耗率为6152.58kJ/kW.h，热平衡图中给出的设计热耗率为6176kJ/kW.h，结果偏差很小。由于供热期时间仅3个月左右，而非供热期时间为9个月左右，供热期所占比例较小，因此，通过该种方法所核定出的结果对机组全年煤耗率影响更小。
本发明还提供了一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定系统。
本发明的一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定系统，采用如图1所示的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法来实现。
本发明通过机组在非供热期纯凝工况试验结果值和供热期间统计的部分数据，核定出热电联产机组在供热期的供电煤耗率，该核定方法中所使用的统计数据包括机组运行的重要参数、对外电量和供热量结帐，数据相对准确，从而保证了结果的准确性，同时，该核定方法减少了热电联产机组供热期现场试验的工作量，方便了人员和设备的统筹安排。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，包括：
步骤(1)：在非供热期，确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率；
步骤(2)：供热期结束后，统计供热期机组的平均发电机功率、厂用电率以及供热参数；
步骤(3)：根据热电联产机组供热期设计热平衡图，计算采暖抽汽汽流的锅炉进水系数和再热蒸汽份额；
步骤(4)：将步骤(2)-步骤(3)的参数代入预设的采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率计算公式，得到相应采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率；
步骤(5)：计算机组在供热期的热耗率和煤耗率；其中，机组在供热期的热耗率的计算过程为：将采暖抽汽汽流发出的功率和纯凝汽汽流发出的功率分别与相对应的热耗率值相乘后累加，再与发电机有功率求商；机组在供热期的煤耗率等于机组在供热期的热耗率与效率积两者的比值；效率积由1与厂用电率先作差，再分别与锅炉效率和管道效率累乘后与预设系数相乘得到；
在所述步骤(4)中，采暖抽汽汽流发出的功率由采暖抽汽与再热两者之间位置决定；
采暖抽汽汽流发出的功率由采暖抽汽与再热两者之间位置包括以下两种位置关系，分别为：采暖供汽从再热之前引出，以及采暖供汽从再热之后引出。
2.如权利要求1所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，通过现场试验的方法确定热电联产机组纯凝工况的锅炉效率和热耗率。
3.如权利要求1所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，供热期机组的供热参数包括采暖抽汽流量、采暖抽汽压力、采暖抽汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽压力、再热蒸汽温度、冷再热蒸汽压力、冷再热蒸汽温度、给水温度和采暖回水温度。
4.如权利要求1所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，在步骤(4)之前还包括：分别计算供热期机组的主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓。
5.如权利要求4所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，通过查询水和水蒸汽性质表分别求得供热期机组的主蒸汽焓、再热蒸汽焓、冷再热蒸汽焓、采暖抽汽焓、给水焓和采暖回水焓。
6.如权利要求1所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，采暖抽汽汽流发出的功率所对应的热耗率值等于预设常系数除以预先设计的机械效率与发电机效率的乘积。
7.如权利要求1所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，纯凝汽汽流发出的功率所对应的热耗率值是由机组在非供热期通过试验方法确定的。
8.一种热电联产机组供热期供电煤耗率的核定系统，其特征在于，采用如权利要求1-7中任一所述的热电联产机组供热期供电煤耗率的核定方法来实现。
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