CN109447483A - 一种低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，包含如下具体步骤：1）收集原始数据；2）投入低温省煤器后的各级抽汽量的第一次计算；3）迭代计算各级抽汽量至收敛；4）依据能量平衡计算新的发电机功率；5）计算投入低温省煤器后的机组热耗率降低值；本发明的计算原理简单便于理解，有较强的实用价值；本发明充分考虑了汽轮机变工况运行特性，提出的计算低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法能够更精确的计算其节能量。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，属电力设计技术领域。
背景技术
火电机组是我国能源消耗的大户，其节能减排对我国能源战略有着极为重要的意义。电站锅炉的烟气余热利用是火电机组节能减排的重要手段之一，而在燃煤锅炉中加装低温省煤器是目前技术上最成熟、应用最为广泛的烟气余热利用方式，该系统通过低温省煤器回收烟气余热加热凝结水，进而排挤汽轮机抽汽，达到降低汽轮机组热耗率，降低煤耗的效果。
目前，计算低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法都是基于林万超早期提出的等效焓降法，尚未有其他较为成熟的计算方法。
发明内容
本发明提出一种低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法。
本发明提出的技术方案为：
一种低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，包含如下具体步骤：
1)收集原始数据；
2)投入低温省煤器后的各级抽汽量的第一次计算；
3)迭代计算各级抽汽量至收敛；
4)依据能量平衡计算新的发电机功率；
5)计算投入低温省煤器后的机组热耗率降低值；
其中：
1)收集原始数据：
根据火电机组未投运低温省煤器的运行数据和设计数据进行原始数据的收集；
2)投入低温省煤器后的各级抽汽量的第一次计算：
假设六抽、七抽、八抽的抽汽焓值不变；六抽、七抽、八抽的疏水焓值不变；低加7的进出水焓值不变、低加8的进出水焓值不变以及低加6的出水焓值不变；此时投入低温省煤器后的各级抽汽量,即六抽、七抽、八抽的蒸汽流量的计算公式如下：
其中，Fn-LTE＝Fn-FLTE，h7j＝h8c
式中：Fn为未投运低温省煤器时凝结水流量；h6c、h7c、h8c分别为未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的出水焓；F5为未投运低温省煤器时五抽的蒸汽流量；h5s、h6s、h7s、h8s分别为未投运低温省煤器时低加5、低加6、低加7、低加8的疏水焓；h6、h7、h8分别为未投运低温省煤器时六抽、七抽、八抽焓值；Fn-LTE是投入低温省煤器后流入低加7和低加8的凝结水流量；FLTE是流入低温省煤器的凝结水流量；分别是第一次热平衡的六抽、七抽、八抽的蒸汽流量；是混合后的低加6进水焓值；h7j是低加7的进水焓值；hLTE表示的是低温省煤器出口的凝结水焓值；
3)迭代计算各级抽汽量至收敛：
第一步，计算各级抽汽量第一次计算后汽轮机六抽后的蒸汽流量汽轮机七抽后的蒸汽流量和汽轮机八抽后的蒸汽流量计算公式如下：
式中：为六抽蒸汽流量第一次计算后汽轮机六抽后的蒸汽流量；为七抽蒸汽流量第一次计算后的汽轮机七抽后的蒸汽流量；为八抽蒸汽流量第一次计算后的汽轮机八抽后的蒸汽流量；Fqj5为汽轮机五抽后的蒸汽流量；
第二步，计算六抽蒸汽流量变化后、七抽蒸汽流量变化后和八抽蒸汽流量变化后的六抽压力、七抽压力和八抽压力，计算公式如下：
式中：为第一次迭代计算后的六抽压力；为第一次迭代计算后的七抽压力；为第一次迭代计算后的八抽压力；P6、P7、P8分别表示未投运低温省煤器时的六抽压力、七抽压力、八抽压力；Fqj6、Fqj7、Fqj8为未投运低温省煤器时汽轮机五抽后、六抽后、七抽后的蒸汽流量
第三步，根据低温省煤器投入前后五抽至六抽级间效率不变、六抽至七抽级间效率不变和七抽至八抽级间效率不变来推算六抽、七抽和八抽压力变化后的六抽、七抽和八抽焓值，计算公式如下：
其中：
式中：h5为未投运低温省煤器时五抽焓值；为第一次迭代计算后的六抽焓值；为第一次迭代计算后的七抽焓值；为第一次迭代计算后的八抽焓值；为第一次迭代计算后五抽至六抽的六抽等熵焓值；为第一次迭代计算后六抽至七抽的七抽等熵焓值；为第一次迭代计算后的七抽至八抽的八抽等熵焓值；η56、η67、η78分别表示未投运低温省煤器时五抽至六抽、六抽至七抽、七抽至八抽级间效率；S5、S6、S7分别表示未投运低温省煤器时五抽、六抽和七抽的熵值；
第四步，假设低加6、低加7、低加8的上端差和下端差不变，六抽、七抽、八抽管道压损即抽汽管道的进口和出口之间的压力损失百分比不变，重新计算低加6、低加7的进口水温、出口水温和疏水温度，低加8的出口水温和疏水温度，然后根据变化后的温度值，计算其对应的焓值，计算公式如下：
其中，
式中：为第一次迭代计算后的低加8出水温度；为第一次迭代计算后的低加8的疏水温度；t8j表示未投运低温省煤器时低加8的进水温度；为第一次迭代计算后的低加7的出水温度；为第一次迭代计算后的低加7的疏水温度；为第一次迭代计算后的低加6的出水温度；为第一次迭代计算后混合后的低加6进水焓值；为第一次迭代计算后低加7的进水温度；为第一次迭代计算后的低加6的进水温度；为第一次迭代计算后的低加6的疏水温度；为第一次迭代计算后的低加8的出水焓值；为第一次迭代计算后的低加8的疏水焓值；为第一次迭代计算后的低加7的出水焓值；为第一次迭代计算后的低加7的疏水焓值；为第一次迭代计算后的低加6的出水焓值；为第一次迭代计算后的低加6的疏水焓值；δ6u、δ7u、δ8u分别表示未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的上端差；δ6d、δ7d、δ8d分别表示未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的下端差；分别表示第一次迭代计算后低加8、低加7、低加6进汽压力对应的饱和水温度；LP8、LP7、LP6分别表示未投运低温省煤器时八抽、七抽、六抽的管道压损，即抽汽管道的进口和出口之间的压力损失百分比。
第五步，重新计算六抽、七抽、八抽的蒸汽流量，且整个迭代过程中，低加8的入水焓值不变，计算公式如下：
其中
式中：分别是第二次热平衡计算出的六抽、七抽、八抽的蒸汽流量；表示第一次迭代计算后低加7的进水焓值；表示第一次迭代计算后低加8的进水焓值；
第六步，设定一ε值，重复第一步至第五步的计算，直至六抽、七抽、八抽的抽汽压力变化值均小于设定值ε，计算公式如下：
式中：n表示迭代的次数，n取大于等于2的正整数；ε6是第n次和第n-1次六抽压力的变化率；ε7是第n次和第n-1次七抽压力的变化率；ε8是第n次和第n-1次八抽压力的变化率；是第n次迭代计算的六抽压力；是第n-1次迭代计算的六抽压力；是第n次迭代计算的七抽压力；是第n-1次迭代计算的七抽压力；是第n次迭代计算的八抽压力；是第n-1次迭代计算的八抽压力；
4)依据能量平衡计算新的发电机功率：
对汽轮机按照进出流向列出能量平衡方程：
其中：
Qo＝(Fmhm+Frhr)/3.6
式中：F1、F2、F3、F4和F5分别为未投运低温省煤器时一抽至五抽的蒸汽流量；h1、h2、h3、h4和h5分别为未投运低温省煤器时一抽至五抽的焓值；Fx和hx分别为未投运低温省煤器时小机进汽的流量和焓值；Fcr和hcr分别为未投运低温省煤器时高排的流量和焓值；和分别为第n次迭代计算的六抽、七抽和八抽蒸汽流量；和分别为第n次迭代计算的六抽、七抽和八抽焓值；Qo为汽轮机输入热量，包括主蒸汽、再热蒸汽等带入汽轮机的热量；QA为汽轮机抽汽回热系统带走的热量，也包括高压缸排汽带走的热量；QB为汽封漏汽、门杆漏汽等带走的热量；QC为汽轮机低压缸排汽带走的热量；Wcd为投运低温省煤器时发电机功率；ΔWg为机电损失；ηg为发电机的效率；为第n次迭代后的低压缸排汽量；Fk为流出汽机低压缸的汽封漏汽量；hk为流出汽机低压缸的汽封漏汽焓；x为门杆漏汽的个数；y为汽封漏汽的个数；Fi为流出汽机的门杆漏气；hi为流出汽机的门杆漏气的焓值；Fj为流出汽机的汽封漏气；hj为流出汽机的汽封漏气的焓值；最后根据下述公式计算投入低温省煤器后的发电机功率：
Wcd＝ηg(Qo-QA-QB-QC)-ΔWg 公式3.4.2
式中：Wcd为投入低温省煤器后的发电机功率；ΔWg为机电损失；ηg为发电机的效率；
5)计算投入低温省煤器后的机组热耗率降低值：
根据上述投入低温省煤器后的发电机功率Wcd，计算投入低温省煤器后的机组热耗率HRd，进而得出热耗率降低量ΔHR，其计算公式如下：
ΔHR＝HR-HRd 公式3.5.2
式中：HR为汽轮机热耗率；Fm为主蒸汽流量；hm为主蒸汽焓值；Fr为再热蒸汽流量；hr为再热蒸汽焓值；Fw为最终给水流量；hw为最终给水焓值；Fcr为冷再蒸汽流量；hcr为冷再蒸汽焓值；Frhs为再热减温水流量；hrhs为再热减温水焓值；Wc为发电机功率；ΔHR为投入低温省煤器后的热耗率降低量；HRd为投入低温省煤器后的机组热耗率；
本发明进一步设计在于：
步骤1中原始数据包括：未投运低温省煤器时主蒸汽、再热蒸汽、小机进汽、再热减温水、流出汽机的门杆漏汽、流出汽机的汽封漏汽、低压缸排汽、高排、一抽至八抽的流量和焓值以及六抽、七抽和八抽的管道压损；还包括发未投运低温省煤器时电机功率和效率、机电损失、凝结水流量、低加5的疏水焓、低加6的上、下端差、出水焓、疏水焓、低加7、低加8的上、下端差、出水焓、入水焓、疏水焓和进水温度、汽机五抽后至八抽后的蒸汽流量、五抽至六抽、六抽至七抽、七抽至八抽之间的级间效率、五抽至八抽的压力、凝结水压力和温度以及流出汽机低压缸的汽封漏汽量和流出汽机低压缸的汽封漏汽焓。
本发明进一步设计还在于：
步骤1中所述原始数据可以根据机组设计的热平衡图的数据得出或者根据全面性热力试验数据计算得出，其中的发电机效率及机电损失取设计值。
本发明进一步设计还在于：
步骤3第六步中ε设定值取1％。
本发明进一步设计还在于：
步骤3第六步中迭代次数n取2。
本发明相比现有技术具有如下有益效果：
(1)本发明的计算原理简单便于理解，有较强的实用价值；
(2)本发明充分考虑了汽轮机变工况运行特性，提出的计算低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法能够更精确的计算其节能量。
(3)本发明依据汽轮机变工况运行特性以及系统能量平衡原理，发明出另外一种计算低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，该方法计算简单便于理解，有较强的实用价值。
附图说明
图1为实施例一中火电机组热力系统示意图，也作摘要附图；
图2为实施例一中的迭代计算流程图；
其中：1-锅炉、2-主蒸汽、3-再热蒸汽、4-高压缸、5-中压缸、6-低压缸、7-发电机、8-凝汽器、9-再减水、10-一抽、11-三抽、12-四抽、13-五抽、14-六抽、15-七抽、16-八抽、17-过减水、18-二抽、19-除氧器、20-给水泵、21-凝泵、22-给水、23-低加5、24-低加6、25-低加7、26-低加8、27-凝水、28-高加1、29-高加2、30-高加3、31-高加疏水、32-低温省煤器、33-低加疏水、34-小机构成。
具体实施方式
实施例一：
下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。
为了便于对本发明计算方法的理解，下面以如图1所示的某国产一次中间再热、单轴、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，给水回热为3高加+1除氧+4低加的系统，并带有汽动给水泵的机组为列进行说明。
图1所示为带有8级回热抽汽的一次中间再热机组。其热力系统主要是由锅炉1、主蒸汽(主蒸汽管路)2、再热蒸汽(再热蒸汽管路)3、高压缸4、中压缸5、低压缸6、发电机7、凝汽器8、再减水9。以及一抽10、二抽18、三抽11、四抽12、五抽13、六抽14、七抽15、八抽16。
还包括过减水17、除氧器19、给水泵20、凝泵21、给水(给水管路)22、四个低加、凝水27、三个高加、高加疏水31、低温省煤器32、低加疏水33和小机34。
本发明中，锅炉1通过主蒸汽管路2与高压缸4连接，高压缸4依次中压缸5、低压缸6连接，低压缸6与冷凝器8连接。高压缸4设有一抽10、二抽18；中压缸5按蒸汽流动方向依次设有三抽11、四抽12、五抽13；低压缸6按蒸汽流动方向依次设有六抽14、七抽15、八抽16。
其中，凝泵21、四个低加(低加8、低加7、低加6、低加5)、除氧器19和给水泵20沿水流方向依次设置于凝汽器8与高加3之间，高加3、高加2、高加1沿水流方向依次设置于锅炉1与给水泵20之间，高加1通过给水管路22与锅炉1连接，所述低温省煤器32进水设置于低加8的入口与凝泵21之间，低温省煤器32出水设置于低加6的入口与低加7的出口之间，低温省煤器32的进水是从低加8的入口引出，经烟气余热加热后进入低加6的入口处，发电机连接在高压缸4、中压缸5与低压缸6的输出轴。
低温省煤器的节能原理是由于部分凝结水流入低温省煤器经烟气余热加热后流入热力系统，进而排挤了六抽、七抽、八抽的抽汽量，增加了汽轮机出力，从而达到降低机组热耗率的目的。
本发明提供的低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，包含如下具体步骤：
(1)收集原始资料：
根据火电机组未投运低温省煤器的运行数据或设计数据进行原始数据的收集，需要收集的原始数据如表1和表2所示。
表1机组未投运低温省煤器的数据表一
表2机组未投运低温省煤器的数据表二
表一、表二中的数据可以根据机组设计的热平衡图的数据得出或者根据全面性热力试验计算得出，其中的发电机效率及机电损失取设计值。
(2)投入低温省煤器后的各级抽汽量的第一次计算
投入低温省煤器后，原进入低加8和低加7的凝结水流量Fn将会有一部分凝结水FLTE流入低温省煤器，经低温省煤器加热后在低加6的入口处与低加7的出口凝结水混合后进入低加6，此时由于进入低加8和低加7的凝结水流量减少，导致八抽和七抽的蒸汽流量减少。另外，由于进入低加6的凝结水是混合后的凝结水，其温度也会有所变化，因而导致六抽的蒸汽流量也相应变化。其余各级的抽汽流量都保持不变。
第一次计算六抽、七抽、八抽的蒸汽流量时假设六抽、七抽、八抽的抽汽焓值不变；六抽、七抽、八抽的疏水焓值不变；低加7的进出水焓值不变、低加8的进出水焓值不变以及低加6的出水焓值不变。此时投入低温省煤器后的各级抽汽量，即六抽、七抽、八抽的蒸汽流量计算公式如下：
其中，Fn-LTE＝Fn-FLTE，h7j＝h8c
式中：Fn-LTE是投入低温省煤器后流入低加7和低加8的凝结水流量，t/h；FLTE是流入低温省煤器的凝结水流量(该流量是投入低温省煤后的一段时间稳定后的稳态工况下通过流量计测量得到)，t/h；分别是第一次热平衡计算出的六抽、七抽、八抽的蒸汽流量，t/h；F5为未投运低温省煤器时五抽的蒸汽流量，t/h；是混合后的低加6进水焓值，kJ/kg；hLTE表示的是低温省煤器出口的凝结水焓值(该值根据低温省煤器出口的凝结水温度和凝结水压力通过水和水蒸气性质计算软件得出的)，kJ/kg；h6c、h7c、h8c分别为未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的出水焓，kJ/kg；h5s、h6s、h7s、h8s分别为未投运低温省煤器时低加5、低加6、低加7、低加8的疏水焓，kJ/kg；h6、h7、h8分别为未投运低温省煤器时六抽、七抽、八抽焓值，kJ/kg；h7j是低加7的进水焓值，kJ/kg。
(3)迭代计算各级抽汽量至收敛
第一次计算六抽、七抽、八抽的蒸汽流量时假设六抽、七抽、八抽的抽汽焓值不变，但是由于投入低温省煤器后六抽、七抽、八抽的蒸汽流量发生了变化，所以汽轮机内部六抽后的蒸汽流量、七抽后的蒸汽流量、八抽后的蒸汽流量也发生了变化，依据汽轮机变工况运行特性，由于通流部分的蒸汽流量发生了变化，所以导致六抽、七抽、八抽的蒸汽压力发生了变化，进而影响到六抽、七抽、八抽的抽汽焓值发生了变化。
汽轮机的七抽、八抽属于湿蒸汽区域，计算其焓值不能单纯的依据压力和温度求出，工程计算中一般采用膨胀线法外推求出其焓值。本发明主要是针对投入低温省煤器后的汽轮机组热力系统计算，计算的基础是已知未投运低温省煤器时的热力系统的所有参数，因此本发明中对七抽和八抽的焓值计算依据是假设低温省煤器投入前后六抽至七抽级间效率不变，七抽至八抽级间效率不变来推算七抽、八抽压力变化后的七抽和八抽焓值。一般情况下，当汽轮机在低负荷运行时六抽也处于湿蒸汽区或者过热度不够而不能直接依据压力和温度求取焓值，所以本发明的计算方法中六抽的焓值也是依据五抽至六抽级间效率不变来推算六抽压力变化后的六抽焓值。
由于每一次计算均会出现不同的六抽、七抽、八抽的抽汽压力，然后又得出不同的六抽焓值、七抽焓值和八抽焓值，从而出现不同的六抽、七抽和八抽蒸汽流量，因此需要迭代计算至六抽、七抽和八抽的抽汽压力变化值小于某一设定值ε，本实施例取1％，根据计算经验，一般迭代到第二次即可满足工程要求，即前后两次六抽、七抽和八抽的压力变化率小于1％。
下面介绍迭代计算的过程，如图2所示：
第一步，计算各级抽汽量第一次计算后汽轮机六抽后的蒸汽流量汽轮机七抽后的蒸汽流量汽轮机八抽后的蒸汽流量其计算公式如下：
式中：为六抽蒸汽流量(即进入低加6的蒸汽流量)第一次计算后汽轮机六抽后的蒸汽流量(即汽轮机内部六抽后的蒸汽流量)。t/h；为七抽蒸汽流量(即进入低加7的蒸汽流量)第一次计算后的汽轮机七抽后的蒸汽流量(即汽轮机内部七抽后的蒸汽流量)，t/h；为八抽蒸汽流量(即进入低加8的蒸汽流量)第一次计算后的汽轮机八抽后的蒸汽流量(即汽轮机内部八抽后的蒸汽流量)，t/h；Fqj5为汽轮机五抽后的蒸汽流量(即汽轮机内部五抽后的蒸汽流量)t/h；
第二步，计算六抽蒸汽流量变化后、七抽蒸汽流量变化后、八抽蒸汽流量变化后的六抽压力、七抽压力、八抽压力，其计算公式如下：
式中：为第一次迭代计算后的六抽压力，MPa；为第一次迭代计算后的七抽压力，MPa；为第一次迭代计算后的八抽压力，MPa。P6、P7、P8分别表示未投运低温省煤器时的六抽压力、七抽压力、八抽压力；Fqj6、Fqj7、Fqj8为未投运低温省煤器时汽轮机五抽后、六抽后、七抽后的蒸汽流量(即汽轮机内部五抽后、六抽后、七抽后的蒸汽流量)；
第三步，根据低温省煤器投入前后五抽至六抽级间效率不变、六抽至七抽级间效率不变，七抽至八抽级间效率不变来推算六抽、七抽、八抽压力变化后的六抽、七抽、八抽焓值，其计算公式如下：
其中：
式中：h5为未投运低温省煤器时五抽焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的六抽焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的七抽焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的八抽焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后五抽至六抽的六抽等熵焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后六抽至七抽的七抽等熵焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的七抽至八抽的八抽等熵焓值，kJ/kg；η56、η67、η78分别表示未投运低温省煤器时五抽至六抽、六抽至七抽、七抽至八抽级间效率，％；S5、S6、S7分别表示未投运低温省煤器时五抽、六抽和七抽的熵值(上述三个熵值可根据五抽压力和焓值通过水和水蒸气性质计算软件计算得出)，kJ/(kg.℃)；
第四步，假定低加6、低加7、低加8的上端差和下端差不变，六抽、七抽、八抽管道压损即抽汽管道的进口和出口之间的压力损失百分比不变，重新计算低加6、低加7的进口水温、出口水温、疏水温度，低加8的出口水温、疏水温度，然后根据变化后的温度值，计算其对应的焓值，其计算公式如下：
其中：
式中：为第一次迭代计算后的低加8出水温度，℃；为第一次迭代计算后的低加8的疏水温度，℃；t8j表示未投运低温省煤器时低加8的进水温度，℃；为第一次迭代计算后的低加7的出水温度，℃；为第一次迭代计算后的低加7的疏水温度，℃；为第一次迭代计算后的低加6的出水温度，℃；为第一次迭代计算后混合后的低加6进水焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的低加6的进水温度，℃；为第一次迭代计算后的低加6的疏水温度，℃；为第一次迭代计算后的低加8的出水焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的低加8的疏水焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的低加7的出水焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的低加7的疏水焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的低加6的出水焓值，kJ/kg；为第一次迭代计算后的低加6的疏水焓值，kJ/kg；δ6u、δ7u、δ8u分别表示未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的上端差，℃；δ6d、δ7d、δ8d分别表示未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的下端差，℃；分别表示第一次迭代计算后低加8、低加7、低加6进汽压力对应的饱和水温度，℃；LP8、LP7、LP6分别表示未投运低温省煤器时八抽、七抽、六抽的管道压损，即抽汽管道的进口和出口之间的压力损失百分比，％。
第五步，重新计算六抽、七抽、八抽的蒸汽流量，且整个迭代过程中，低加8的入水焓值不变，其计算公式如下：
其中：
式中：分别是第二次热平衡计算出的六抽、七抽、八抽的蒸汽流量，t/h；表示第一次迭代计算后低加7的进水焓值，kJ/kg；表示第一次迭代计算后低加8的进水焓值，kJ/kg；
第六步，设定一ε值，本例ε取1％，重复第一步至第五步的计算，直至六抽、七抽、八抽的抽汽压力变化值均小于设定值ε，六抽、七抽、八抽的抽汽压力变化值的计算公式如下：
式中：n表示迭代的次数，n取大于等于2的正整数，本例n取2；ε6是第n次和第n-1次六抽压力的变化率，％；ε7是第n次和第n-1次七抽压力的变化率，％；ε8是第n次和第n-1次八抽压力的变化率，％；是第n次迭代计算的六抽压力，MPa；是第n-1次迭代计算的六抽压力，MPa；是第n次迭代计算的七抽压力，MPa；是第n-1次迭代计算的七抽压力，MPa；是第n次迭代计算的八抽压力，MPa；是第n-1次迭代计算的八抽压力，MPa。
(4)依据能量平衡计算新的发电机功率
对汽轮机按照进出流向列出能量平衡方程：
式中：Qo为汽轮机输入热量，包括主蒸汽、再热蒸汽等带入汽轮机的热量，kW；QA为汽轮机抽汽回热系统带走的热量，也包括高压缸排汽带走的热量，kW；QB为汽封漏汽、门杆漏汽等带走的热量，kW；QC为汽轮机低压缸排汽带走的热量，kW；Wcd为投运低温省煤器时的发电机功率，kW；ΔWg为机电损失，kW；ηg为发电机的效率，％。
其中：
Qo＝(Fmhm+Frhr)/3.6
式中：F1、F2、F3、F4和F5分别为未投运低温省煤器时一抽至五抽的蒸汽流量，t/h；h1、h2、h3、h4和h5分别为未投运低温省煤器时一抽至五抽的焓值，kJ/kg；Fx为未投运低温省煤器时小机进汽的流量，t/h；hx为未投运低温省煤器时小机进汽的焓值，kJ/kg；Fcr为未投运低温省煤器时高排的流量，t/h；hcr为未投运低温省煤器时高排的焓值，kJ/kg；和分别为第n次迭代计算的六抽、七抽和八抽蒸汽流量，t/h；和分别为第n次迭代计算的六抽、七抽和八抽焓值，KJ/kg；为第n次迭代后的低压缸排汽量，t/h；Fk为流出汽机低压缸的汽封漏汽量，t/h；hk为流出汽机低压缸的汽封漏汽焓，kJ/kg；x为门杆漏汽的个数；y为汽封漏汽的个数；Fi为流出汽机的门杆漏气，i取1～x；hi为流出汽机的门杆漏气的焓值，i取1～x；Fj为流出汽机的汽封漏气，j取1～y；hj为流出汽机的汽封漏气的焓值，j取1～y；
最后根据下述公式计算投入低温省煤器后的发电机功率，其计算公式如下：
Wcd＝ηg(Qo-QA-QB-QC)-ΔWg 公式3.4.2
(5)计算投入低温省煤器后的机组热耗率降低值
投入低温省煤器后，汽轮机出力增加导致发电机功率即Wc增加为Wcd，对应的机组热耗率HR降低至HRd，根据上述描述，计算低温省煤器对热力系统经济性影响量的关键是计算出投入低温省煤器后的发电机功率Wcd，进而计算投入低温省煤器后的机组热耗率HRd得出热耗率降低量ΔHR，其计算公式如下：
ΔHR＝HR-HRd 公式3.5.2
式中：HR为汽轮机热耗率，kJ/kWh；Fm为主蒸汽流量，t/h；hm为主蒸汽焓值，kJ/kg；Fr为再热蒸汽流量，t/h；hr为再热蒸汽焓值，kJ/kg；Fw为最终给水流量，t/h；hw为最终给水焓值，kJ/kg；Fcr为冷再蒸汽流量，t/h；hcr为冷再蒸汽焓值，kJ/kg；Frhs为再热减温水流量，t/h；hrhs为再热减温水焓值，kJ/kg；Wc为发电机功率，MW；ΔHR为投入低温省煤器后的热耗率降低量，kJ/kW。HRd为投入低温省煤器后的机组热耗率，kJ/kWh。
本发明的计算方法主要针对投入低温省煤器运行后的发电机功率Wcd的计算进行描述，为了便于表述和理解，计算方法以图1所示的热力系统图及低温省煤器布置方式进行计算说明。由于火电机组的热力系统存在差异，且低温省煤器布置方式灵活多变，导致本发明的计算方法也会有细微差异，但是不论热力系统和低温省煤器的布置方式如何变化，都可以依据本发明计算的基本原则进行计算，所以本发明的实施方式并不构成对本发明的限定。
Claims (5)
1.一种低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，其特征在于：包含如下具体步骤：
1)收集原始数据；
2)投入低温省煤器后的各级抽汽量的第一次计算；
3)迭代计算各级抽汽量至收敛；
4)依据能量平衡计算新的发电机功率；
5)计算投入低温省煤器后的机组热耗率降低值；
其中：
1)收集原始数据：
根据火电机组未投运低温省煤器的运行数据和设计数据进行原始数据的收集；
2)投入低温省煤器后的各级抽汽量的第一次计算：
假设六抽、七抽、八抽的抽汽焓值不变；六抽、七抽、八抽的疏水焓值不变；低加7的进出水焓值不变、低加8的进出水焓值不变以及低加6的出水焓值不变；此时投入低温省煤器后的各级抽汽量,即六抽、七抽、八抽的蒸汽流量的计算公式如下：
其中，Fn-LTE＝Fn-FLTE；h7j＝h8c；
式中：Fn为未投运低温省煤器时凝结水流量；h6c、h7c、h8c分别为未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的出水焓；F5为未投运低温省煤器时五抽的蒸汽流量；h5s、h6s、h7s、h8s分别为未投运低温省煤器时低加5、低加6、低加7、低加8的疏水焓；h6、h7、h8分别为未投运低温省煤器时六抽、七抽、八抽焓值；Fn-LTE是投入低温省煤器后流入低加7和低加8的凝结水流量；FLTE是流入低温省煤器的凝结水流量；分别是第一次热平衡的六抽、七抽、八抽的蒸汽流量；是混合后的低加6进水焓值；h7j是低加7的进水焓值；hLTE表示的是低温省煤器出口的凝结水焓值；
3)迭代计算各级抽汽量至收敛：
第一步，计算各级抽汽量第一次计算后汽轮机六抽后的蒸汽流量汽轮机七抽后的蒸汽流量和汽轮机八抽后的蒸汽流量计算公式如下：
式中：为六抽蒸汽流量第一次计算后汽轮机六抽后的蒸汽流量；为七抽蒸汽流量第一次计算后的汽轮机七抽后的蒸汽流量；为八抽蒸汽流量第一次计算后的汽轮机八抽后的蒸汽流量；Fqj5为汽轮机五抽后的蒸汽流量；
第二步，计算六抽蒸汽流量变化后、七抽蒸汽流量变化后和八抽蒸汽流量变化后的六抽压力、七抽压力和八抽压力，计算公式如下：
式中：为第一次迭代计算后的六抽压力；为第一次迭代计算后的七抽压力；为第一次迭代计算后的八抽压力；P6、P7、P8分别表示未投运低温省煤器时的六抽压力、七抽压力、八抽压力；Fqj6、Fqj7、Fqj8为未投运低温省煤器时汽轮机五抽后、六抽后、七抽后的蒸汽流量
第三步，根据低温省煤器投入前后五抽至六抽级间效率不变、六抽至七抽级间效率不变和七抽至八抽级间效率不变来推算六抽、七抽和八抽压力变化后的六抽、七抽和八抽焓值，计算公式如下：
其中：
式中：h5为未投运低温省煤器时五抽焓值；为第一次迭代计算后的六抽焓值；为第一次迭代计算后的七抽焓值；为第一次迭代计算后的八抽焓值；为第一次迭代计算后五抽至六抽的六抽等熵焓值；为第一次迭代计算后六抽至七抽的七抽等熵焓值；为第一次迭代计算后的七抽至八抽的八抽等熵焓值；η56、η67、η78分别表示未投运低温省煤器时五抽至六抽、六抽至七抽、七抽至八抽级间效率；S5、S6、S7分别表示未投运低温省煤器时五抽、六抽和七抽的熵值；
第四步，假设低加6、低加7、低加8的上端差和下端差不变，六抽、七抽、八抽管道压损即抽汽管道的进口和出口之间的压力损失百分比不变，重新计算低加6、低加7的进口水温、出口水温和疏水温度，低加8的出口水温和疏水温度，然后根据变化后的温度值，计算其对应的焓值，计算公式如下：
其中，
式中：为第一次迭代计算后的低加8出水温度；为第一次迭代计算后的低加8的疏水温度；t8j表示未投运低温省煤器时低加8的进水温度；为第一次迭代计算后的低加7的出水温度；为第一次迭代计算后的低加7的疏水温度；为第一次迭代计算后的低加6的出水温度；为第一次迭代计算后混合后的低加6进水焓值；为第一次迭代计算后低加7的进水温度；为第一次迭代计算后的低加6的进水温度；为第一次迭代计算后的低加6的疏水温度；为第一次迭代计算后的低加8的出水焓值；为第一次迭代计算后的低加8的疏水焓值；为第一次迭代计算后的低加7的出水焓值；为第一次迭代计算后的低加7的疏水焓值；为第一次迭代计算后的低加6的出水焓值；为第一次迭代计算后的低加6的疏水焓值；δ6u、δ7u、δ8u分别表示未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的上端差；δ6d、δ7d、δ8d分别表示未投运低温省煤器时低加6、低加7、低加8的下端差；分别表示第一次迭代计算后低加8、低加7、低加6进汽压力对应的饱和水温度；LP8、LP7、LP6分别表示未投运低温省煤器时八抽、七抽、六抽的管道压损，即抽汽管道的进口和出口之间的压力损失百分比；
第五步，重新计算六抽、七抽、八抽的蒸汽流量，且整个迭代过程中，低加8的入水焓值不变，计算公式如下：
其中
式中：分别是第二次热平衡计算出的六抽、七抽、八抽的蒸汽流量；表示第一次迭代计算后低加7的进水焓值；表示第一次迭代计算后低加8的进水焓值；
第六步，设定一ε值，重复第一步至第五步的计算，直至六抽、七抽、八抽的抽汽压力变化值均小于设定值ε，计算公式如下：
式中：n表示迭代的次数，n取大于等于2的正整数；ε6是第n次和第n-1次六抽压力的变化率；ε7是第n次和第n-1次七抽压力的变化率；ε8是第n次和第n-1次八抽压力的变化率；是第n次迭代计算的六抽压力；是第n-1次迭代计算的六抽压力；是第n次迭代计算的七抽压力；是第n-1次迭代计算的七抽压力；是第n次迭代计算的八抽压力；是第n-1次迭代计算的八抽压力；
4)依据能量平衡计算新的发电机功率：
对汽轮机按照进出流向列出能量平衡方程：
其中：
Qo＝(Fmhm+Frhr)/3.6；
QA＝(F1h1+Fcrhcr+F2h2+F3h3+F4h4+Fxhx+F5h5+F6 nh6 n+F7 nh7 n+F8 nh8 n)/3.6；
QC＝Fe nhe/3.6；
式中：F1、F2、F3、F4和F5分别为未投运低温省煤器时一抽至五抽的蒸汽流量；h1、h2、h3、h4和h5分别为未投运低温省煤器时一抽至五抽的焓值；Fx和hx分别为未投运低温省煤器时小机进汽的流量和焓值；Fcr和hcr分别为未投运低温省煤器时高排的流量和焓值；Fn 6、Fn 7和Fn 8分别为第n次迭代计算的六抽、七抽和八抽蒸汽流量；hn 6、hn 7和hn 8分别为第n次迭代计算的六抽、七抽和八抽焓值；Qo为汽轮机输入热量，包括主蒸汽、再热蒸汽等带入汽轮机的热量；QA为汽轮机抽汽回热系统带走的热量，也包括高压缸排汽带走的热量；QB为汽封漏汽、门杆漏汽等带走的热量；QC为汽轮机低压缸排汽带走的热量；Wcd为投运低温省煤器时发电机功率；ΔWg为机电损失；ηg为发电机的效率；Fe n为第n次迭代后的低压缸排汽量；Fk为流出汽机低压缸的汽封漏汽量；hk为流出汽机低压缸的汽封漏汽焓；x为门杆漏汽的个数；y为汽封漏汽的个数；Fi为流出汽机的门杆漏气；hi为流出汽机的门杆漏气的焓值；Fj为流出汽机的汽封漏气；hj为流出汽机的汽封漏气的焓值；最后根据下述公式计算投入低温省煤器后的发电机功率：
Wcd＝ηg(Qo-QA-QB-QC)-ΔWg 公式3.4.2
式中：Wcd为投入低温省煤器后的发电机功率；ΔWg为机电损失；ηg为发电机的效率；
5)计算投入低温省煤器后的机组热耗率降低值：
根据上述投入低温省煤器后的发电机功率Wcd，计算投入低温省煤器后的机组热耗率HRd，进而得出热耗率降低量ΔHR，其计算公式如下：
ΔHR＝HR-HRd 公式3.5.2
式中：HR为汽轮机热耗率；Fm为主蒸汽流量；hm为主蒸汽焓值；Fr为再热蒸汽流量；hr为再热蒸汽焓值；Fw为最终给水流量；hw为最终给水焓值；Fcr为冷再蒸汽流量；hcr为冷再蒸汽焓值；Frhs为再热减温水流量；hrhs为再热减温水焓值；Wc为发电机功率；ΔHR为投入低温省煤器后的热耗率降低量；HRd为投入低温省煤器后的机组热耗率。
2.根据权利要求1所述的低温省煤器对汽轮机组热耗率影响的计算方法，其特征在于：步骤1中原始数据包括：未投运低温省煤器时主蒸汽、再热蒸汽、小机进汽、再热减温水、流出汽机的门杆漏汽、流出汽机的汽封漏汽、低压缸排汽、高排、一抽至八抽的流量和焓值以及六抽、七抽和八抽的管道压损；还包括发未投运低温省煤器时电机功率和效率、机电损失、凝结水流量、低加5的疏水焓、低加6的上、下端差、出水焓、疏水焓、低加7、低加8的上、下端差、出水焓、入水焓、疏水焓和进水温度、汽机五抽后至八抽后的蒸汽流量、五抽至六抽、六抽至七抽、七抽至八抽之间的级间效率、五抽至八抽的压力、凝结水压力和温度以及流出汽机低压缸的汽封漏汽量和流出汽机低压缸的汽封漏汽焓。
3.根据权利要求1所述的低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，其特征在于：步骤1中所述原始数据可以根据机组设计的热平衡图的数据得出或者根据全面性热力试验数据计算得出，其中的发电机效率及机电损失取设计值。
4.根据权利要求1所述的低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，其特征在于：步骤3第六步中ε设定值取1％。
5.根据权利要求4所述的低温省煤器对汽轮机组热耗率影响量的计算方法，其特征在于：步骤3第六步中迭代次数n取2。
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