CN108595723A - 一种锅炉暖风器回热量计算方法及装置 - Google Patents

一种锅炉暖风器回热量计算方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种锅炉暖风器回热量计算方法及装置，所述方法具体包含：获取锅炉的运行参数，根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程；根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。以此得以准确分析暖风器投入使用后对汽机热耗的影响，对提高火力发电厂的经济性和安全性提供有效依据。

Description

一种锅炉暖风器回热量计算方法及装置
技术领域
本发明涉及火电节能领域，尤指一种锅炉暖风器回热量计算方法及装置。
背景技术
在火力发电厂中的锅炉在启动或者低负荷运行时的排烟温度较低，加之北方冬季空气温度低，当低温烟气进入空气预热器时，空气预热器的冷端壁面温度可能低于露点温度时，这将会导致冷端低温腐蚀以及换热管件的堵灰，从而影响锅炉机组的安全性和经济性。此时，暖风器将会作为热力系统的一部分被投入使用。锅炉暖风器的主要作用是防止空预器冷端低温腐蚀和堵灰。它主要利用从汽轮机抽取的蒸汽来加热要进入空预器的冷空气，暖风器耗用了汽轮机的一部分抽汽，汽轮机由锅炉侧吸收的总热量保持不变，加热暖风器的这部分蒸汽不参与做功，造成汽轮机输出功率减少，这相当于增加了汽轮机的热耗率。同时，锅炉机组和电厂热平衡发生改变，进而影响锅炉和电厂的经济性。因此，需要正确计算暖风器的回热量。
发明内容
本发明目的在于提供一种火电厂锅炉暖风器回热量的计算方法，正确计算火电厂锅炉暖风器回热量，用以分析暖风器投入使用后对汽机热耗的影响，为提高火力发电厂的经济性和安全性提供数据支持。
为达上述目的，本发明所提供的一种锅炉暖风器回热量计算方法，具体包含：获取锅炉的运行参数，根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程；根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。
在上述锅炉暖风器回热量计算方法中，优选的，根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程包含：根据所述锅炉的运行参数中锅炉在不同负荷率下的排烟损失值与锅炉负荷率的对应关系，建立锅炉的排烟损失值随锅炉负荷率变化的拟合关系方程。
在上述锅炉暖风器回热量计算方法中，优选的，根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值包含：根据所述运行参数中锅炉额定负荷下空预器出口一次风温、锅炉额定负荷下空预器出口二次风温、空预器进口一次风量和空预器进口二次风量计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值。
在上述锅炉暖风器回热量计算方法中，优选的，根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值还包含：通过以下公式计算获得所述锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
上式中：ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；tpra,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口一次风温；tsa,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口二次风温；Fpra,AH,en为空预器进口一次风量；Fsa,AH,en为空预器进口二次风量。
在上述锅炉暖风器回热量计算方法中，优选的，根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量包含：通过以下公式计算获得锅炉暖风器回热量；
上式中：QSAH为暖风器回热热量；ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；ta,SAH,en为锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；tfg,AH,lv,d为锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值；Qar,net为收到基低位发热量；Bd为锅炉额定负荷下给煤量设计值；q2(r)为锅炉的排烟损失值。
本发明还提供一种锅炉暖风器回热量计算装置，所述装置包含数据获取模块、计算模块和结果输出模块；所述数据获取模块用于获取锅炉的运行参数；所述计算模块用于根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程，并根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；以及根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；所述结果输出模块用于根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。
在上述锅炉暖风器回热量计算装置中，优选的，所述计算模块包含模型建立单元，所述模型建立单元用于根据所述锅炉的运行参数中锅炉在不同负荷率下的排烟损失值与锅炉负荷率的对应关系，建立锅炉的排烟损失值随锅炉负荷率变化的拟合关系方程。
在上述锅炉暖风器回热量计算装置中，优选的，所述计算模块包含空气温度计算单元，所述空气温度计算单元用于根据所述运行参数中锅炉额定负荷下空预器出口一次风温、锅炉额定负荷下空预器出口二次风温、空预器进口一次风量和空预器进口二次风量计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值。
在上述锅炉暖风器回热量计算装置中，优选的，所述空气温度计算单元还包含：通过以下公式计算获得所述锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
上式中：ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；tpra,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口一次风温；tsa,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口二次风温；Fpra,AH,en为空预器进口一次风量；Fsa,AH,en为空预器进口二次风量。
在上述锅炉暖风器回热量计算装置中，优选的，所述结果输出模块还包含：通过以下公式计算获得锅炉暖风器回热量；
上式中：QSAH为暖风器回热热量；ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；ta,SAH,en为锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；tfg,AH,lv,d为锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值；Qar,net为收到基低位发热量；Bd为锅炉额定负荷下给煤量设计值；q2(r)为锅炉的排烟损失值。
通过本发明所提供的火电厂锅炉暖风器回热量的计算方法及装置，可正确计算火电厂锅炉暖风器回热量，用以分析暖风器投入使用后对汽机热耗的影响，为提高火力发电厂的经济性和安全性提供数据支持。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明所提供的火电厂锅炉暖风器回热量的计算方法的流程示意图；
图2为本发明所提供的火电厂锅炉暖风器回热量的计算装置的结构示意图；
图3为暖风器工作原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
请参考图1所示，本发明所提供的一种锅炉暖风器回热量计算方法，具体包含：S101获取锅炉的运行参数，根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程；S102根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；S103根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；S104根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。其中，在上述步骤S101中建立关系方程的具体方法如下：根据所述锅炉的运行参数中锅炉在不同负荷率下的排烟损失值与锅炉负荷率的对应关系，建立锅炉的排烟损失值随锅炉负荷率变化的拟合关系方程。在上述步骤S103中计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值包含：根据所述运行参数中锅炉额定负荷下空预器出口一次风温、锅炉额定负荷下空预器出口二次风温、空预器进口一次风量和空预器进口二次风量计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值。
在本发明一优选的实施例中，主要可通过以下公式计算获得所述锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
上式中：ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；tpra,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口一次风温；tsa,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口二次风温；Fpra,AH,en为空预器进口一次风量；Fsa,AH,en为空预器进口二次风量。
在本发明一优选的实施例中，主要可通过以下公式计算获得锅炉暖风器回热量；
上式中：QSAH为暖风器回热热量；ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；ta,SAH,en为锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；tfg,AH, l v, d为锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值；Qar,net为收到基低位发热量；Bd为锅炉额定负荷下给煤量设计值；q2(r)为锅炉的排烟损失值。
实际工作中暖风器的工作原理如图3所示，根据该原理，本发明提供以下暖风器回热量计算公式：
上式中锅炉的排烟损失q2(r)的确定方法为：1)收集不同负荷率锅炉的排烟损失；2)将收集到的排烟损失数值拟合为随负荷率变化的公式；3)计算当前负荷下的排烟损失数值。上式中：QSAH——暖风器回热热量，kJ/h；ta,AH,en,d——锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值，℃；ta,SAH,en——锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值，℃；tfg,AH,lv,d——锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值，℃；Qar,net——收到基低位发热量，kJ/kg；Bd——锅炉额定负荷下给煤量设计值，t/h；r——机组负荷率，％；tpra,AH,lv——锅炉额定负荷下空预器出口一次风温，℃；tsa,AH,lv——锅炉额定负荷下空预器出口二次风温，℃；Fpra,AH,en——空预器进口一次风量，t/h；Fsa,AH,en——空预器进口二次风量，t/h。
请参考图2所示，本发明还提供一种锅炉暖风器回热量计算装置，所述装置包含数据获取模块、计算模块和结果输出模块；所述数据获取模块用于获取锅炉的运行参数；所述计算模块用于根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程，并根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；以及根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；所述结果输出模块用于根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。
在实施例中，所述计算模块包含模型建立单元，所述模型建立单元用于根据所述锅炉的运行参数中锅炉在不同负荷率下的排烟损失值与锅炉负荷率的对应关系，建立锅炉的排烟损失值随锅炉负荷率变化的拟合关系方程。所述计算模块包含空气温度计算单元，所述空气温度计算单元用于根据所述运行参数中锅炉额定负荷下空预器出口一次风温、锅炉额定负荷下空预器出口二次风温、空预器进口一次风量和空预器进口二次风量计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值。
在本发明一优选的实施例中，所述空气温度计算单元还包含：通过以下公式计算获得所述锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
上式中：ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；tpra,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口一次风温；tsa,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口二次风温；Fpra,AH,en为空预器进口一次风量；Fsa,AH,en为空预器进口二次风量。
在本发明一优选的实施例中，所述结果输出模块还包含：通过以下公式计算获得锅炉暖风器回热量；
上式中：QSAH为暖风器回热热量；ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；ta,SAH,en为锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；tfg,AH,lv,d为锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值；Qar,net为收到基低位发热量；Bd为锅炉额定负荷下给煤量设计值；q2(r)为锅炉的排烟损失值。
通过本发明所提供的火电厂锅炉暖风器回热量的计算方法及装置，可正确计算火电厂锅炉暖风器回热量，用以分析暖风器投入使用后对汽机热耗的影响，为提高火力发电厂的经济性和安全性提供数据支持。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉暖风器回热量计算方法，其特征在于，所述方法包含：
获取锅炉的运行参数，根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程；
根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；
根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。
2.根据权利要求1所述的锅炉暖风器回热量计算方法，其特征在于，根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程包含：根据所述锅炉的运行参数中锅炉在不同负荷率下的排烟损失值与锅炉负荷率的对应关系，建立锅炉的排烟损失值随锅炉负荷率变化的拟合关系方程。
3.根据权利要求1所述的锅炉暖风器回热量计算方法，其特征在于，根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值包含：根据所述运行参数中锅炉额定负荷下空预器出口一次风温、锅炉额定负荷下空预器出口二次风温、空预器进口一次风量和空预器进口二次风量计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值。
4.根据权利要求3所述的锅炉暖风器回热量计算方法，其特征在于，根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值还包含：通过以下公式计算获得所述锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
上式中：ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；tpra,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口一次风温；tsa,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口二次风温；Fpra,AH,en为空预器进口一次风量；Fsa,AH,en为空预器进口二次风量。
5.根据权利要求1所述的锅炉暖风器回热量计算方法，其特征在于，根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量包含：通过以下公式计算获得锅炉暖风器回热量；
上式中：QSAH为暖风器回热热量；ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；ta,SAH,en为锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；tfg,AH,lv,d为锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值；Qar,net为收到基低位发热量；Bd为锅炉额定负荷下给煤量设计值；q2(r)为锅炉的排烟损失值。
6.一种锅炉暖风器回热量计算装置，其特征在于，所述装置包含数据获取模块、计算模块和结果输出模块；
所述数据获取模块用于获取锅炉的运行参数；
所述计算模块用于根据所述运行参数建立锅炉的排烟损失值与锅炉负荷之间的关系方程，并根据所述关系方程和锅炉负荷情况，获得锅炉的排烟损失值；以及根据所述运行参数计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
所述结果输出模块用于根据所述运行参数、所述锅炉的排烟损失值和锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值计算获得锅炉暖风器回热量。
7.根据权利要求6所述的锅炉暖风器回热量计算装置，其特征在于，所述计算模块包含模型建立单元，所述模型建立单元用于根据所述锅炉的运行参数中锅炉在不同负荷率下的排烟损失值与锅炉负荷率的对应关系，建立锅炉的排烟损失值随锅炉负荷率变化的拟合关系方程。
8.根据权利要求6所述的锅炉暖风器回热量计算装置，其特征在于，所述计算模块包含空气温度计算单元，所述空气温度计算单元用于根据所述运行参数中锅炉额定负荷下空预器出口一次风温、锅炉额定负荷下空预器出口二次风温、空预器进口一次风量和空预器进口二次风量计算获得锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值。
9.根据权利要求8所述的锅炉暖风器回热量计算装置，其特征在于，所述空气温度计算单元还包含：通过以下公式计算获得所述锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；
上式中：ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；tpra,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口一次风温；tsa,AH,lv为锅炉额定负荷下空预器出口二次风温；Fpra,AH,en为空预器进口一次风量；Fsa,AH,en为空预器进口二次风量。
10.根据权利要求6所述的锅炉暖风器回热量计算装置，其特征在于，所述结果输出模块还包含：通过以下公式计算获得锅炉暖风器回热量；
上式中：QSAH为暖风器回热热量；ta,AH,en,d为锅炉额定负荷下空预器进口空气温度设计值；ta,SAH,en为锅炉额定负荷下蒸汽暖风器进口空气温度值；tfg,AH,lv,d为锅炉额定负荷下空预器出口烟气温度设计值；Qar,net为收到基低位发热量；Bd为锅炉额定负荷下给煤量设计值；q2(r)为锅炉的排烟损失值。
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