CN109447840A - 一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法 - Google Patents

一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法 Download PDF

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周连升
张宇
鄂志君
张利
屈斌
王梓越
李国豪
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Abstract

本发明涉及一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，包括以下步骤：⑴进行至少三个上限负荷点的选取；⑵计算每个上限负荷点的总供热量；⑶根据电负荷和对应的总供热量，拟合上限负荷曲线；⑷进行至少三个下限负荷点的选取；⑸计算每个下限负荷点的总供热量；⑹根据电负荷和对应的总供热量，拟合下限负荷曲线；⑺将上限负荷曲线和下限负荷曲线绘制在一张图中，得到机组供热期调峰范围曲线。本发明针对进行吸收式热泵改造后的供热期热电联产机组，不仅有利于在装机容量受限的情况下完成地区电力电量平衡，也能够显著提高电力公司系统运行及经营的经济效率。

Description

一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法
技术领域
本发明属于热电联产机组电负荷调峰能力领域，尤其是基于吸收式热泵的一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法。
技术背景
热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料，以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.78-1.28兆帕(MPa)和0.12-0.25MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％，比大型凝汽式机组(热效率达40％)还要高得多。
热电联产机组在冬季供热期间以热定电的情况下，调峰能力就随之下降，合理利用热电联产机组电负荷调峰能力，不仅有利于在装机容量受限的情况下完成地区电力电量平衡，有效调控联络线，也能够显著提高电力公司系统运行及经营的经济效率。目前，还没有针对吸收式热泵改造后热电联产机组电负荷调峰能力范围的确定方法。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了以上限负荷和下限负荷为依据来得出供热机组在不同供热负荷下的发电负荷的一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)照给定的边界条件进行至少三个上限负荷点(横纵坐标为供热量和电负荷的点)的选取；
⑵计算每个上限负荷点的总供热量；
⑶根据电负荷和对应的总供热量，拟合上限负荷曲线；
⑷按照给定的边界条件进行至少三个下限负荷点的选取；
⑸计算每个下限负荷点的总供热量；
⑹根据电负荷和对应的总供热量，拟合下限负荷曲线；
⑺将上限负荷曲线和下限负荷曲线绘制在一张图中，得到机组供热期调峰范围曲线。
再有，所述步骤⑴的边界条件包括：
⑴主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值，蒸汽品质满足规定的要求；
⑵机组单元制运行；
⑶全部回热系统正常运行；
⑷保证采暖抽汽参数要求；
⑸汽轮机主蒸汽流量保持最大值；
⑹机组负荷保持稳定，采暖抽汽流量达到最大。
再有，所述步骤⑷的边界条件包括：
⑴主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值，蒸汽品质满足规定的要求；
⑵机组单元制运行；
⑶全部回热系统正常运行；
⑷保证采暖抽汽参数要求；
⑸满足以下三个条件其中之一：低压缸最小进汽流量或CV阀最小开度或CV阀后最小蒸汽压力；
⑹机组负荷保持稳定。
再有，所述步骤⑵和⑸的总供热量＝热泵供热量+热网加热器供热量；
热泵供热量＝流经热泵热网循环水流量*(热网循环水出热泵焓值-热网循环水进热泵焓值)；
热网加热器供热量＝流经热网加热器热网循环水流量*(热网循环水出热网加热器焓值-热网循环水进热网加热器焓值)。
本发明获得的技术效果是：
本发明针对进行吸收式热泵改造后的供热期热电联产机组，该方法根据实测试验数据，通过计算上限负荷和下限负荷对应的供热量，得出供热机组在不同供热负荷下的发电负荷。该方法不仅有利于在装机容量受限的情况下完成地区电力电量平衡，也能够显著提高电力公司系统运行及经营的经济效率。
附图说明
图1为上限负荷点曲线；
图2为下限负荷点曲线；
图3为调峰范围曲线。
具体实施方式
下面通过实施案例及对比例对本发明作进一步阐述，但不限于本实施例。
一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，本发明的创新在于：包括以下步骤：
(1)照给定的边界条件进行至少三个上限负荷点(横纵坐标为供热量和电负荷的点)的选取；
⑵计算每个上限负荷点的总供热量；
⑶根据电负荷和对应的总供热量，拟合上限负荷曲线；
⑷按照给定的边界条件进行至少三个下限负荷点的选取；
⑸计算每个下限负荷点的总供热量；
⑹根据电负荷和对应的总供热量，拟合下限负荷曲线；
⑺将上限负荷曲线和下限负荷曲线绘制在一张图中，得到机组供热期调峰范围曲线。
其中，步骤⑴的边界条件包括：
⑴主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值，蒸汽品质满足规定的要求；
⑵机组单元制运行；
⑶全部回热系统正常运行；
⑷保证采暖抽汽参数要求；
⑸汽轮机主蒸汽流量保持最大值；
⑹机组负荷保持稳定，采暖抽汽流量达到最大。
(7)由于热泵系统和热网系统是串联的，因此优先使用热泵供热，其次使用热网加热器供热。
其中，步骤⑷的边界条件包括：
⑴主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值，蒸汽品质满足规定的要求；
⑵机组单元制运行；
⑶全部回热系统正常运行；
⑷保证采暖抽汽参数要求；
⑸满足以下三个条件其中之一：低压缸最小进汽流量或CV阀最小开度或CV阀后最小蒸汽压力；
⑹机组负荷保持稳定。
(7)由于热泵系统和热网系统是串联的，因此优先使用热泵供热，其次使用热网加热器供热。
其中，所述步骤⑵和⑸的总供热量＝热泵供热量+热网加热器供热量；热泵供热量＝流经热泵热网循环水流量*(热网循环水出热泵焓值-热网循环水进热泵焓值)；热网加热器供热量＝流经热网加热器热网循环水流量*(热网循环水出热网加热器焓值-热网循环水进热网加热器焓值)。
实施例
(一)绘制上限负荷曲线
(1)首先，通过试验得到，满足边界条件的四个上限负荷点分别为，301.9MW、272.0MW、260.6MW和252.1MW。
(2)通过每个负荷点的实测试验数据，计算在每个负荷点的总供热量，现在以252.1MW为例得到总供热量计算如下：
热泵供热量＝流经热泵热网循环水流量*(热网循环水出热泵焓值-热网循环水进热泵焓值)＝10412.8t/h*(304.6kJ/kg-205.8kJ/kg)/1000＝1028.1GJ/h；
热网加热器供热量＝流经热网加热器热网循环水流量*(热网循环水出热网加热器焓值-热网循环水进热网加热器焓值)＝11133.7t/h*(360.4kJ/kg-319.2kJ/kg)/1000＝458.9GJ/h；
总供热量＝热泵供热量+热网加热器供热量＝1028.1GJ/h+458.9GJ/h＝1487.0GJ/h。
依次可得四点的供热量对应发电负荷为：(662.4，301.9)、(1169.9，272.0)、(1238.3，260.6)、(1487.0，252.1)。
(3)以上述四点为基准，进行线性拟合，拟合出机组上限负荷曲线，如图1所示。其中拟合公式为：y＝-0.06213x+342.43526,y代表电负荷，x代表供热量。
(二)绘制下限负荷曲线
(1)首先，通过试验得到，满足边界条件的四个上限负荷点分别为，133.2MW、167.0MW、192.1MW和213.1MW。
(2)通过每个负荷点的实测试验数据，计算在每个负荷点的总供热量，现在以213.1MW为例得到总供热量计算如下：
热泵供热量＝流经热泵热网循环水流量*(热网循环水出热泵焓值-热网循环水进热泵焓值)＝10207.5t/h*(308.0kJ/kg-208.0kJ/kg)/1000＝1020.8GJ/h；
热网加热器供热量＝流经热网加热器热网循环水流量*(热网循环水出热网加热器焓值-热网循环水进热网加热器焓值)＝10837.9t/h*(372.0kJ/kg-323.4kJ/kg)/1000＝526.4GJ/h；
总供热量＝热泵供热量+热网加热器供热量＝1020.8GJ/h+526.4GJ/h＝1547.2GJ/h。
依次可得四点的供热量对应发电负荷为：(929.9，133.2)、(1175.3，167.0)、(1309.5，192.1)、(1547.2，213.1)。
(3)以上述四点为基准，进行线性拟合，拟合出机组下限负荷曲线，如图2所示。其中拟合公式为：y＝0.13215x+12.42405,y代表电负荷，x代表供热量。
(三)绘制机组调峰范围曲线
将上限负荷曲线和下限负荷曲线绘制在一张图上，即可得到机组供热期调峰范围曲线，如图3所示。
本发明针对进行吸收式热泵改造后的供热期热电联产机组，该方法根据实测试验数据，通过计算上限负荷和下限负荷对应的供热量，得出供热机组在不同供热负荷下的发电负荷。该方法有利于在装机容量受限的情况下在供热期完成地区电力电量平衡，有效增加电网电负荷调峰能力约10％，进而显著提高电力公司系统运行及经营的经济效率。

Claims (4)

1.一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴按照给定的边界条件进行至少三个上限负荷点的选取，即横纵坐标为供热量和电负荷的点；
⑵计算每个上限负荷点的总供热量；
⑶根据电负荷和对应的总供热量，拟合上限负荷曲线；
⑷按照给定的边界条件进行至少三个下限负荷点的选取；
⑸计算每个下限负荷点的总供热量；
⑹根据电负荷和对应的总供热量，拟合下限负荷曲线；
⑺将上限负荷曲线和下限负荷曲线绘制在一张图中，得到机组供热期调峰范围曲线。
2.根据权利要求1所述的一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，其特征在于：所述步骤⑴的边界条件包括：
⑴主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值，蒸汽品质满足规定的要求；
⑵机组单元制运行；
⑶全部回热系统正常运行；
⑷保证采暖抽汽参数要求；
⑸汽轮机主蒸汽流量保持最大值；
⑹机组负荷保持稳定，采暖抽汽流量达到最大。
3.根据权利要求1所述的一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，其特征在于：所述步骤⑷的边界条件包括：
⑴主蒸汽、再热蒸汽参数为额定值，蒸汽品质满足规定的要求；
⑵机组单元制运行；
⑶全部回热系统正常运行；
⑷保证采暖抽汽参数要求；
⑸满足以下三个条件其中之一：低压缸最小进汽流量或CV阀最小开度或CV阀后最小蒸汽压力；
⑹机组负荷保持稳定。
4.根据权利要求1所述的一种热电联产机组在供热期电负荷可调范围的确定方法，其特征在于：所述步骤⑵和⑸的总供热量＝热泵供热量+热网加热器供热量；
热泵供热量＝流经热泵热网循环水流量*(热网循环水出热泵焓值-热网循环水进热泵焓值)；
热网加热器供热量＝流经热网加热器热网循环水流量*(热网循环水出热网加热器焓值-热网循环水进热网加热器焓值)。
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