CN111047168A - 一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法,其通过计算确定出汽轮机不同低压缸排汽量下的特性曲线,通过高背压供热机组某供热状态下的实际运行参数,计算确定低压缸排汽流量,综合机组排汽流量及抽汽流量,通过特性曲线确定出高背压机组在供热状态下的调峰出力。本发明用于评估其高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量条件下的调峰出力,同时为电网实现对此类改造后供热机组的准确可靠调度提供重要的参考数据。
Description
技术领域
本发明属于发电技术领域,具体涉及一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法。
背景技术
新能源机组的迅猛发展对火电机组调峰性能提出了越来越高的要求。火电机组中,供热机组由于同时对外供应热及电两种产品,其热电耦合特性大大增加了机组参与电网调峰的难度。目前,许多供热机组供热季节调峰出力只能降低至70%左右。
为提高现有火电机组的调峰幅度,国家能源局开展了灵活性改造示范项目,并提出了灵活性改造的调峰性能提升目标。要求示范项目通过灵活性改造,使热电机组增加20%额定容量的调峰能力,最小技术出力达到40%-50%额定容量,对于现有的供热机组确定了较为苛刻的改造目标。
现有供热机组汽轮机进行高背压技术改造后,机组的调峰能力直接与对外供热量相关,从电网运行的角度迫切需要确定其确切的调峰能力,以保证对改造后供热机组的准确可调度。但目前缺乏一种实用的简化的评估技术手段来对现有供热机组高背压改造后的调峰能力进行评估。
因此,迫切需要一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法来解决目前的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于评估其高背压供热机组在特定供热负荷下的调峰出力,同时为电网实现对此类供热机组的准确可靠调度提供重要的参考数据的调峰能力评估方法。
本发明采用如下技术方案:
一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法,其通过计算确定出汽轮机不同低压缸排汽量下的特性曲线,通过高背压供热机组某供热状态下的实际运行参数,计算确定低压缸排汽流量,综合机组排汽流量及抽汽流量,通过特性曲线确定出高背压机组在供热状态下的调峰出力。
进一步的,其具体包括如下步骤:
(1)确定供热机组热电特性曲线中的等排汽流量曲线;
(2)根据供热机组的供热运行数据计算低压缸排汽流量FLPex;
(3)根据供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量,在供热特性曲线上确定相应的交叉运行工况点;
(4)对通过特性曲线获得的机组出力值进行排汽压力值修正,修正后的机组出力即为高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量条件下应达到的调峰出力值。
进一步的,所述步骤(1)具体包括如下步骤:
1)在供热机组热电特性曲线中,将低压缸最小排汽流量限制线进行线性拟合,将功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
y1=a1+b1×x (1)
式(1)中,a1、b1分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;y1表示机组功率应变量,单位MW;
2)在供热机组汽轮机设计资料中,查找额定出力工况的以下参数:设计主蒸汽进汽量Fmsdes,设计低压缸排汽量FLPexdes,机组设计额定出力Pdes;
3)确定机组在低压缸设计排汽量FLPexdes下的功率随主蒸汽流量的变化特性曲线;
4)低压缸排汽流量FLPex下功率随主蒸汽流量的变化特性曲线可表示为:
y=y1+(y2-y1)/( FLPexdes- FLPexmin)×( FLPex- FLPexmin) (3)
式中,y1表示机组功率应变量,单位MW;y2表示机组功率应变量,单位MW。
进一步的,所述步骤(1)中,机组在低压缸设计排汽量FLPexdes下的功率随主蒸汽流量的变化特性曲线通过如下方法确定:
由等式Pdes=a2+b1×Fmsdes,可求得a2;
a2= Pdes-b1×Fmsdes
由此机组功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
y2=a2+b1×x (2)
式(2)中,a2、b1分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;y2表示机组功率应变量,单位MW。
进一步的,所述步骤(2)具体包括如下步骤:
1)收集现场机组供热运行数据,包括进高背压机组汽轮机凝汽器的热网水流量Frws、热网水进水温度t1、凝汽器热网水出水温度t2、高背压机组汽轮机背压pex、高背压机组汽轮机热网加热器抽汽流量Fcq;流量单位均为t/h,温度单位均为℃,背压单位为kPa;
2)计算热网水在汽轮机凝汽器中的换热量,即余热供热负荷为;
Q1=Frws×1000×4.186×(t2-t1) (4)
式(4)中,Q1为热网水在汽轮机凝汽器中的换热量,即余热供热负荷,单位为kJ/h;
3)计算单位质量低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量;
q2=h1(pex/1000,x)- h2(pex/1000) (5)
式(5)中,q2为每kg低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量,单位kJ/kg;h1()为根据水蒸汽压力及干度计算水蒸汽焓值的计算函数,求解出的排汽焓值单位kJ/kg;x为低压缸排汽的设计干度;h2()为根据水蒸汽压力计算对应饱和水焓值的计算函数,求解出的饱和水焓值,单位kJ/kg;
4)计算高背压供热机组在供热状态下的低压缸排汽流量FLPex;
由凝汽器热量平衡,得:
FLPex= Q1/q2/1000 (6)
进一步的,所述步骤(2)中的h1()为根据水蒸汽压力及干度计算水蒸汽焓值的计算函数,求解出的蒸汽焓值单位kJ/kg.
进一步的,所述步骤(2)中的h2()为根据水蒸汽压力计算对应饱和水焓值的计算函数,求解出的饱和水焓值,单位kJ/kg。
进一步的,所述步骤(3)具体包括如下步骤:
1)在供热机组热电特性曲线中,将等抽汽流量曲线进行线性拟合,将功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
zi=ci+di×x (7)
式(7)中,i为由机组等抽汽流量的编号,范围由0至n,随i的增大抽汽流量逐渐增大,i=0时对应供热抽汽流量为零即纯凝运行工况,i=n时对应最大供热抽汽流量的运行工况;ci、di分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;zi表示机组功率应变量,单位MW;
2)在任意供热抽汽量Fcq时机组功率随主蒸汽流量的变化特性可表示为:
当Fcq(i)<Fcq<Fcq(i+1)时,
z=zi+(zi+1-zi)/( Fcq(i+1)- Fcq(i)) ×( Fcq- Fcq(i)) (8)
式(8)中zi及zi+1均根据公式(7)计算得到;
3)计算供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点。
进一步的,所述步骤(3)中,供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点包括如下步骤:
a、假设主蒸汽流量初始值x0为50%额定主蒸汽流量;设定ST=100,j=1;
b、根据式(3)计算低压缸排汽流量FLPex下机组功率值为y, 根据式(8)计算机组供热抽汽量Fcq下机组功率值为z;比较y与 z;
c、如果abs(y- z)<0.01,交叉工况点找到,主蒸汽流量x=x0,对应的机组功率Pf = z;结束;
如果abs(y- z)≥0.01且y> z时,S1=1,S0=1,主蒸汽流量x1= x0+SP,j=j+1;
如果abs(y- z)≥0.01且y< z时,S1=-1,S0=-1,主蒸汽流量x1= x0-SP,j=j+1;
d、根据新的主蒸汽流量按式(3)计算低压缸排汽流量FLPex下机组功率值为y,根据式(8)计算机组供热抽汽量Fcq下机组功率值为z;比较y与 z;
e、如果abs(y- z)<0.01,交叉工况点找到,主蒸汽流量x=x(j-1),对应的机组功率Pf =z;结束;
如果abs(y- z)≥0.01且y> z时,S(j)=1;
如果S(j)×S(j-1)>0,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)+SP,j=j+1,转至步骤d;
如果S(j)×S(j-1)<0,SP=SP/2,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)+SP,j=j+1,转至步骤d;
如果abs(y- z)≥0.01且y< z时,S(j)=-1;
如果S(j)×S(j-1)>0,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)-SP,j=j+1,转至步骤d;
如果S(j)×S(j-1)<0,SP=SP/2,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)-SP,j=j+1,转至步骤d。
进一步的,所述步骤(4)具体包括如下步骤:
1)收集机组额定设计工况下的下列数据:低压缸进汽压力pLPindes,低压缸进汽焓值hLPindes,低压缸排汽焓值hLPexdes,低压缸排汽量FLPexdes,低压缸排汽压力pLPexdes,低压缸通流效率EFFLPdes。
2)在额定设计工况下,低压缸进汽参数对应的熵值SLPindes为:
SLPindes=s(pLPindes,hLPindes) (9)
式(9)中,SLPindes为额定设计工况下低压缸进汽参数对应的熵值,单位kJ/kg.K;s()为根据水蒸汽压力及焓值计算对应水蒸汽熵值的计算函数,求解出的水蒸汽熵值,单位kJ/kg.K。
3)在运行低压缸排汽压力pLPex下,运行低压缸排汽焓值与设计低压缸排汽焓值的差值按下式计算:
DeltahLPex= [h3(pLPexdes,SLPindes)- h3(pLPex,SLPindes)]×EFFLPdes (10)
式(10)中,DeltahLPex为运行低压缸排汽焓值与设计低压缸排汽焓值的差值,单位kJ/kg;h3()为根据水蒸汽压力及熵值计算对应水蒸汽焓值的计算函数,求解出的水蒸汽焓值,单位kJ/kg。
4)在运行低压缸排汽流量FLPex下,由于运行低压缸排汽压力pLPex与设计低压缸排汽压力pLPexdes的差值对机组出力的修正值按下式计算:
DeltaP= DeltahLPex×FLPex/3600 (11)
式(11)中,DeltaP表示由于运行低压缸排汽压力pLPex与设计低压缸排汽压力pLPexdes的差值对机组出力的修正值,单位MW。
5)高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量下应达到的调峰出力值Ptf为:
Ptf = Pf + DeltaP (12)
式(12)中,Ptf为高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量下应达到的调峰出力,单位MW。Pf为供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点对应的机组功率,单位MW。
本发明的有益效果在于:本发明基于机组原有热电特性关系曲线及设计工况参数,计算确定出汽轮机不同低压缸排汽量下的特性曲线;基于汽轮机及热力系统的质量及能量平衡原理,通过高背压供热机组某供热状态下的实际运行参数,计算确定低压缸排汽流量,综合机组排汽流量及抽汽流量,通过特性曲线确定出高背压机组在供热状态下的调峰出力。本发明解决了现有高背压供热机组在任一供热状态下的调峰出力的评估问题,为电网实现对此类供热机组的准确可靠调度提供了重要的参考数据;采用本发明的评估方法,可为电网调度部门确定现有高背压供热机组在采暖期不同阶段的运行方式提供重要参考数据,提高现有供热机组对电网的调峰能力。
附图说明
图1为典型评估的供热机组的系统示意图。
图2为用于本发明方法的评估装置的示例图。
其中,1、1号低加;2、2号低加;3、3号低加;4、4号低加;5、除氧器;6、高压缸;7、中压缸;8、低压缸;9、1号高加;10、2号高加;11、3号高加;12、热网加热器;13、热网疏水泵;14、热网来回水;15、至热网供水;16、凝结水泵;17、给水泵;18、联通管上供热调整蝶阀;19、锅炉来主蒸汽;20、锅炉来热再热蒸汽;21、至锅炉冷再热蒸汽;22、至锅炉给水;23、至其它热网加热器热网水;200、获取模块;201、第一计算模块;202、第二计算模块;203、第三计算模块;204、第四计算模块。
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。
一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法,采用以下步骤来确定高背压供热机组的调峰出力。
(1)评估的供热机组及高背压供热改造技术具有的系统配置特性。
1)供热机组汽轮机为常规抽凝式汽轮机。
2)采暖供汽取自压力较低的汽轮机抽汽。抽汽压力为可调整抽汽,通过低压缸进口联通管上的调整蝶阀进行调节,压力范围0.2~1.0MPa。
3)采暖供汽至热网加热器换热后,热网加热器冷凝水通过疏水泵输送至除氧器进口凝结水管道。
4)供热机组为再热式机组时,采暖供汽均取自再热式汽轮机中压缸抽汽。
5)机组高背压供热改造后,热网回水直接接至凝汽器循环水侧进口管道,凝汽器循环水侧出口管道为热网出水,根据供热需要,热网出水可进入热网加热器继续加热。
6)评估的供热机组只向热网加热器提供采暖供汽,无对外工业用汽需求,即汽轮机为单抽汽供热汽轮机。
7)采用机组高背压供热改造时,增加的供热能力只用于替代采暖抽汽供热。
典型评估的供热机组的系统示意如附图1所示。
(2)确定供热机组热电特性曲线中的等排汽流量曲线。
1)在供热机组热电特性曲线中,将低压缸最小排汽流量限制线进行线性拟合,将功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
y1=a1+b1×x (1)
式(1)中,a1、b1分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;y1表示机组功率应变量,单位MW。
2)在供热机组汽轮机设计资料中,查找额定出力工况的以下参数:设计主蒸汽进汽量Fmsdes,设计低压缸排汽量FLPexdes,机组设计额定出力Pdes。
3)确定机组在低压缸设计排汽量FLPexdes下的功率随主蒸汽流量的变化特性曲线。
方法如下:
由等式Pdes=a2+b1×Fmsdes,可求得a2;
a2= Pdes-b1×Fmsdes
由此机组功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
y2=a2+b1×x (2)
式(2)中,a2、b1分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;y2表示机组功率应变量,单位MW。
4)低压缸排汽流量FLPex下功率随主蒸汽流量的变化特性曲线可表示为:
y=y1+(y2-y1)/( FLPexdes- FLPexmin)×( FLPex- FLPexmin) (3)
式(3)中,y1表示机组功率应变量,单位MW;y2表示机组功率应变量,单位MW。y1与y2分别根据公式(1)及公式(2)求得。
(3)根据供热机组的供热运行数据计算低压缸排汽流量FLPex。
1)收集现场机组供热运行数据,包括进高背压机组汽轮机凝汽器的热网水流量Frws、热网水进水温度t1、凝汽器热网水出水温度t2、高背压机组汽轮机背压pex、高背压机组汽轮机热网加热器抽汽流量Fcq;流量单位均为t/h,温度单位均为℃,背压单位为kPa。
2)计算热网水在汽轮机凝汽器中的换热量,即余热供热负荷为;
Q1=Frws×1000×4.186×(t2-t1) (4)
式(4)中,Q1为热网水在汽轮机凝汽器中的换热量,即余热供热负荷,单位为kJ/h。
3)计算单位质量低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量。
q2=h1(pex/1000,x)- h2(pex/1000) (5)
式(5)中,q2为每kg低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量,单位kJ/kg;h1()为根据水蒸汽压力及干度计算水蒸汽焓值的计算函数,求解出的排汽焓值单位kJ/kg;x为低压缸排汽的设计干度;h2()为根据水蒸汽压力计算对应饱和水焓值的计算函数,求解出的饱和水焓值,单位kJ/kg.
4)计算高背压供热机组在供热状态下的低压缸排汽流量FLPex;
由凝汽器热量平衡,得:
FLPex= Q1/q2/1000 (6)。
(4)根据供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量,在供热特性曲线上查找相应的交叉运行工况点。
具体步骤如下:
1)在供热机组热电特性曲线中,将等抽汽流量曲线进行线性拟合,将功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
zi=ci+di×x (7)
式(7)中,i为由机组等抽汽流量的编号,范围由0至n,随i的增大抽汽流量逐渐增大,i=0时对应供热抽汽流量为零即纯凝运行工况,i=n时对应最大供热抽汽流量的运行工况;ci、di分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;zi表示机组功率应变量,单位MW。
2)在任意供热抽汽量Fcq时机组功率随主蒸汽流量的变化特性可表示为:
当Fcq(i)<Fcq<Fcq(i+1)时,
z=zi+(zi+1-zi)/( Fcq(i+1)- Fcq(i)) ×( Fcq- Fcq(i)) (8)
式(8)中zi及zi+1均根据公式(7)计算得到。
3)计算供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点。步骤如下:
a、假设主蒸汽流量初始值x0为50%额定主蒸汽流量;设定ST=100,j=1;
b、根据式(3)计算低压缸排汽流量FLPex下机组功率值为y, 根据式(8)计算机组供热抽汽量Fcq下机组功率值为z;比较y与 z;
c、如果abs(y- z)<0.01,交叉工况点找到,主蒸汽流量x=x0,对应的机组功率Pf = z;结束;
如果abs(y- z)≥0.01且y> z时,S1=1,S0=1,主蒸汽流量x1= x0+SP,j=j+1;
如果abs(y- z)≥0.01且y< z时,S1=-1,S0=-1,主蒸汽流量x1= x0-SP,j=j+1;
d、根据新的主蒸汽流量按式(3)计算低压缸排汽流量FLPex下机组功率值为y,根据式(8)计算机组供热抽汽量Fcq下机组功率值为z;比较y与 z;
e、如果abs(y- z)<0.01,交叉工况点找到,主蒸汽流量x=x(j-1),对应的机组功率Pf =z;结束;
如果abs(y- z)≥0.01且y> z时,S(j)=1;
如果S(j)×S(j-1)>0,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)+SP,j=j+1,转至步骤d;
如果S(j)×S(j-1)<0,SP=SP/2,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)+SP,j=j+1,转至步骤d;
如果abs(y- z)≥0.01且y< z时,S(j)=-1;
如果S(j)×S(j-1)>0,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)-SP,j=j+1,转至步骤d;
如果S(j)×S(j-1)<0,SP=SP/2,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)-SP,j=j+1,转至步骤d。
(5)对特性曲线上获得的机组出力值进行排汽压力值修正,获得高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量条件下应达到的调峰出力值。
具体步骤如下:
1)收集机组额定设计工况下的下列数据:低压缸进汽压力pLPindes,低压缸进汽焓值hLPindes,低压缸排汽焓值hLPexdes,低压缸排汽量FLPexdes,低压缸排汽压力pLPexdes,低压缸通流效率EFFLPdes。
2)在额定设计工况下,低压缸进汽参数对应的熵值SLPindes为:
SLPindes=s(pLPindes,hLPindes) (9)
式(9)中,SLPindes为额定设计工况下低压缸进汽参数对应的熵值,单位kJ/kg.K;s()为根据水蒸汽压力及焓值计算对应水蒸汽熵值的计算函数,求解出的水蒸汽熵值,单位kJ/kg.K.
3)在运行低压缸排汽压力pLPex下,运行低压缸排汽焓值与设计低压缸排汽焓值的差值按下式计算:
DeltahLPex= [h3(pLPexdes,SLPindes)- h3(pLPex,SLPindes)]×EFFLPdes (10)
式(10)中,DeltahLPex为运行低压缸排汽焓值与设计低压缸排汽焓值的差值,单位kJ/kg;h3()为根据水蒸汽压力及熵值计算对应水蒸汽焓值的计算函数,求解出的水蒸汽焓值,单位kJ/kg.
4)在运行低压缸排汽流量FLPex下,由于运行低压缸排汽压力pLPex与设计低压缸排汽压力pLPexdes的差值对机组出力的修正值按下式计算:
DeltaP= DeltahLPex×FLPex/3600 (11)
式(11)中,DeltaP表示由于运行低压缸排汽压力pLPex与设计低压缸排汽压力pLPexdes的差值对机组出力的修正值,单位MW;
5)高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量下应达到的调峰出力值Ptf为:
Ptf = Pf + DeltaP (12)
式(12)中,Ptf为高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量下应达到的调峰出力,单位MW。Pf为供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点对应的机组功率,单位MW。
用于上述评估方法的评估装置的示例图如图2所示,该装置可以包括:获取模块200、第一计算模块201、第二计算模块202、第三计算模块203和第四计算模块204。
获取模块200,用于获取供热机组及高背压供热改造技术具有的系统配置信息、机组额定出力工况参数、机组供热运行数据。
第一计算模块201,将低压缸最小排汽流量限制线进行线性拟合,利用获取模块200得到的机组额定出力工况参数,确定机组在低压缸设计排汽量下的功率随主蒸汽流量的变化特性曲线以及低压缸排汽流量下功率随主蒸汽流量的变化特性曲线。
第二计算模块202,利用获取模块200得到的机组供热运行数据,计算热网水在汽轮机凝汽器中的换热量、计算单位质量低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量、计算高背压供热机组在供热状态下的低压缸排汽流量。
第三计算模块203,根据供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量,在供热特性曲线上查找相应的交叉运行工况点。
第四计算模块204,对特性曲线上获得的机组出力值进行排汽压力值修正,获得高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量条件下应达到的调峰出力值。
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、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种供热机组高背压供热改造后的调峰能力评估方法,其特征在于,其通过计算确定出汽轮机不同低压缸排汽量下的特性曲线,通过高背压供热机组某供热状态下的实际运行参数,计算确定低压缸排汽流量,综合机组排汽流量及抽汽流量,通过特性曲线确定出高背压机组在供热状态下的调峰出力。
2.根据权利要求1所述的评估方法,其特征在于,其具体包括如下步骤:
(1)确定供热机组热电特性曲线中的等排汽流量曲线;
(2)根据供热机组的供热运行数据计算低压缸排汽流量FLPex;
(3)根据供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量,在供热特性曲线上确定相应的交叉运行工况点;
(4)对通过特性曲线获得的机组出力值进行排汽压力值修正,修正后的机组出力即为高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量条件下应达到的调峰出力值。
3.根据权利要求2所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(1)具体包括如下步骤:
1)在供热机组热电特性曲线中,将低压缸最小排汽流量限制线进行线性拟合,将功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
y1=a1+b1×x (1)
式(1)中,a1、b1分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;y1表示机组功率应变量,单位MW;
2)在供热机组汽轮机设计资料中,查找额定出力工况的以下参数:设计主蒸汽进汽量Fmsdes,设计低压缸排汽量FLPexdes,机组设计额定出力Pdes;
3)确定机组在低压缸设计排汽量FLPexdes下的功率随主蒸汽流量的变化特性曲线;
4)低压缸排汽流量FLPex下功率随主蒸汽流量的变化特性曲线可表示为:
y=y1+(y2-y1)/( FLPexdes- FLPexmin)×( FLPex- FLPexmin)(3)
式中,y1表示机组功率应变量,单位MW;y2表示机组功率应变量,单位MW。
4.根据权利要求3所述的评估方法,其特征在于,所述步骤3)中,机组在低压缸设计排汽量FLPexdes下的功率随主蒸汽流量的变化特性曲线通过如下方法确定:
由等式Pdes=a2+b1×Fmsdes,可求得a2;
a2= Pdes-b1×Fmsdes
由此机组功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
y2=a2+b1×x (2)
式(2)中,a2、b1分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;y2表示机组功率应变量,单位MW。
5.根据权利要求4所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(2)具体包括如下步骤:
1)收集现场机组供热运行数据,包括进高背压机组汽轮机凝汽器的热网水流量Frws、热网水进水温度t1、凝汽器热网水出水温度t2、高背压机组汽轮机背压pex、高背压机组汽轮机热网加热器抽汽流量Fcq;流量单位均为t/h,温度单位均为℃,背压单位为kPa;
2)计算热网水在汽轮机凝汽器中的换热量,即余热供热负荷为;
Q1=Frws×1000×4.186×(t2-t1)(4)
式(4)中,Q1为热网水在汽轮机凝汽器中的换热量,即余热供热负荷,单位为kJ/h;
3)计算单位质量低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量;
q2=h1(pex/1000,x)- h2(pex/1000) (5)
式(5)中,q2为每kg低压缸排汽在凝汽器中的凝结热量,单位kJ/kg;h1()为根据水蒸汽压力及干度计算水蒸汽焓值的计算函数,求解出的排汽焓值单位kJ/kg;x为低压缸排汽的设计干度;h2()为根据水蒸汽压力计算对应饱和水焓值的计算函数,求解出的饱和水焓值,单位kJ/kg;
4)计算高背压供热机组在供热状态下的低压缸排汽流量FLPex;
由凝汽器热量平衡,得:
FLPex= Q1/q2/1000 (6)。
6.根据权利要求5所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(2)中的h1()为根据水蒸汽压力及干度计算水蒸汽焓值的计算函数,求解出的蒸汽焓值单位kJ/kg。
7.根据权利要求6所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(2)中的h2()为根据水蒸汽压力计算对应饱和水焓值的计算函数,求解出的饱和水焓值,单位kJ/kg。
8.根据权利要求7所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(3)具体包括如下步骤:
1)在供热机组热电特性曲线中,将等抽汽流量曲线进行线性拟合,将功率随主蒸汽流量的变化特性拟合为:
zi=ci+di×x (7)
式(7)中,i为由机组等抽汽流量的编号,范围由0至n,随i的增大抽汽流量逐渐增大,i=0时对应供热抽汽流量为零即纯凝运行工况,i=n时对应最大供热抽汽流量的运行工况;ci、di分别为特性系数,x表示主蒸汽流量自变量,单位t/h;zi表示机组功率应变量,单位MW;
2)在任意供热抽汽量Fcq时机组功率随主蒸汽流量的变化特性可表示为:
当Fcq(i)<Fcq<Fcq(i+1)时,
z=zi+(zi+1-zi)/( Fcq(i+1)- Fcq(i)) ×( Fcq- Fcq(i)) (8)
式(8)中zi及zi+1均根据公式(7)计算得到;
3)计算供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点。
9.根据权利要求8所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(3)中,供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点包括如下步骤:
a、假设主蒸汽流量初始值x0为50%额定主蒸汽流量;设定ST=100,j=1;
b、根据式(3)计算低压缸排汽流量FLPex下机组功率值为y,根据式(8)计算机组供热抽汽量Fcq下机组功率值为z;比较y与 z;
c、如果abs(y- z)<0.01,交叉工况点找到,主蒸汽流量x=x0,对应的机组功率Pf= z;结束;
如果abs(y- z)≥0.01且y> z时,S1=1,S0=1,主蒸汽流量x1= x0+SP,j=j+1;
如果abs(y- z)≥0.01且y< z时,S1=-1,S0=-1,主蒸汽流量x1= x0-SP,j=j+1;
d、根据新的主蒸汽流量按式(3)计算低压缸排汽流量FLPex下机组功率值为y,根据式(8)计算机组供热抽汽量Fcq下机组功率值为z;比较y与 z;
e、如果abs(y- z)<0.01,交叉工况点找到,主蒸汽流量x=x(j-1),对应的机组功率Pf =z;结束;
如果abs(y- z)≥0.01且y> z时,S(j)=1;
如果S(j)×S(j-1)>0,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)+SP,j=j+1,转至步骤d;
如果S(j)×S(j-1)<0,SP=SP/2,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)+SP,j=j+1,转至步骤d;
如果abs(y- z)≥0.01且y< z时,S(j)=-1;
如果S(j)×S(j-1)>0,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)-SP,j=j+1,转至步骤d;
如果S(j)×S(j-1)<0,SP=SP/2,主蒸汽流量x(j)= x(j-1)-SP,j=j+1,转至步骤d。
10.根据权利要求9所述的评估方法,其特征在于,所述步骤(4)具体包括如下步骤:
1)收集机组额定设计工况下的下列数据:低压缸进汽压力pLPindes,低压缸进汽焓值hLPindes,低压缸排汽焓值hLPexdes,低压缸排汽量FLPexdes,低压缸排汽压力pLPexdes,低压缸通流效率EFFLPdes;
2)在额定设计工况下,低压缸进汽参数对应的熵值SLPindes为:
SLPindes=s(pLPindes,hLPindes)(9)
式(9)中,SLPindes为额定设计工况下低压缸进汽参数对应的熵值,单位kJ/kg.K;s()为根据水蒸汽压力及焓值计算对应水蒸汽熵值的计算函数,求解出的水蒸汽熵值,单位kJ/kg.K;
3)在运行低压缸排汽压力pLPex下,运行低压缸排汽焓值与设计低压缸排汽焓值的差值按下式计算:
DeltahLPex= [h3(pLPexdes,SLPindes)- h3(pLPex,SLPindes)]×EFFLPdes(10)
式(10)中,DeltahLPex为运行低压缸排汽焓值与设计低压缸排汽焓值的差值,单位kJ/kg;h3()为根据水蒸汽压力及熵值计算对应水蒸汽焓值的计算函数,求解出的水蒸汽焓值,单位kJ/kg;
4)在运行低压缸排汽流量FLPex下,由于运行低压缸排汽压力pLPex与设计低压缸排汽压力pLPexdes的差值对机组出力的修正值按下式计算:
DeltaP= DeltahLPex×FLPex/3600(11)
式(11)中,DeltaP表示由于运行低压缸排汽压力pLPex与设计低压缸排汽压力pLPexdes的差值对机组出力的修正值,单位MW;
5)高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量下应达到的调峰出力值Ptf为:
Ptf=Pf+ DeltaP(12)
式(12)中,Ptf为高背压供热机组在特定余热供热负荷及供热抽汽量下应达到的调峰出力,单位MW;
Pf为供热机组的低压缸排汽流量及汽轮机供热抽汽流量曲线的相交运行工况点对应的机组功率,单位MW。
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