CN111159624A - 一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法 - Google Patents

一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法。提出了供热煤耗率的折算方法，供热煤耗率由供热耗煤和供热用电耗煤两部分组成。建立了供热煤耗率的计算模型，特别是建立了以新汽供热份额为权重将厂用电量扣除纯发电耗用的厂用电量后折算出供热燃煤量的数学模型。消除了供热煤耗率现有算法基本是个定值的缺陷，合理地分摊了供热和发电消耗的燃料量，解决了现有算法与供热方式无关的局限性。新的算法真实地反映了机组深度调峰时的发电、供热经济性，在实际中得到了良好应用。

Description

一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法
技术领域
本发明涉及新汽和抽汽联合供热机组的供热煤耗率，特别是涉及新汽供热时供热煤耗率的计算方法。
背景技术
近几年来，三北地区火电厂供热机组容量和供热面积增幅较大，同时风电等新能源机组也大规模并网运行，为了最大限度消纳清洁能源，电网要求供热机组提升调峰能力，但对现有的供热机组而言，机组负荷率只有在60～70％以上，才能满足采暖期间的供热需求，无法进行深度调峰，特别是冬季供热期间，电热耦合矛盾十分突出。为实现热电解耦，一些供热机组采用汽机抽汽和锅炉新汽联合对外供热运行方式。这种运行方式，有效地提高了供热期间调峰能力和促进新能源消纳，不但满足了供热的需求，还可以参与电网深度调峰，按照当地电力辅助服务市场运营规则，增加了电厂收益。
对于抽汽式供热式机组，供热汽流先发电后供热，以热力学第一定律为依据，按照热量法分配汽轮机组热耗量，发电耗煤和供热耗煤按照供热比对生产用煤总量进行分摊，根据发电用煤和供热用煤，分别求出发电煤耗率和供热煤耗率。
在实际应用中，供热煤耗率只与锅炉效率和管道效率相关，与供热方式无关，锅炉效率变化不大，供热煤耗率变化也不大，基本是定值。供热方式改变使其燃煤量发生变化，全部归为发电煤耗指标中，未在供热煤耗指标中体现。
对于参与深度调峰的供热机组，即要满足供热，又要降低负荷，采取了锅炉部分蒸汽绕过汽轮机通过旁路直接对外供热运行的方式。新蒸汽不进入汽轮机做功，使机组发电煤耗增加；负荷降低时，汽轮机性能下降以及厂用电率增加，又使机组发电煤耗增加，同时供电煤耗也增加。在供热量一定时，按照现有供热煤耗率计算方法，供热耗煤基本不变，增加的燃煤量全部分摊到发电耗煤中，新汽和抽汽联合供热比纯抽汽供热时，发、供电煤耗增加很多。
机组参与深度调峰时，在同样供热量下，用现有方法分摊供热和发电燃料消耗量，获得的收益没有在发、供电煤耗中体现，现有的供热煤耗率计算方法存在不足。针对新汽和抽汽联合供热方式，发明了供热煤耗率折算方法，消除了供热煤耗率基本是个定值的缺陷，合理地分摊了供热和发电消耗的燃料量。
发明内容
本发明目的在于克服现有的供热煤耗率计算方法中存在的不足，对现有方法进行了完善，提出了一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，其特征是，所述方法是供热机组的供热煤耗率的一种计算方法，供热煤耗率是供热标准煤耗率，用于评价供热机组的热经济性。
建立供热煤耗率的计算模型，供热煤耗率由供热耗煤和供热用电耗煤两部分组成；
供热煤耗率表达式为：
Figure BDA0002325257990000021
供热所需的厂用电量按照新汽供热份额为权重对厂用电量扣除纯发电耗用的厂用电量后进行分摊；
供热耗用的厂用电量表达式为：
供热耗用的厂用电量＝供热流量系数×(厂用电量—纯发电用的厂用电量)
进一步的，供热机组是指汽轮机能够同时生产电能和热能两种产品的机组，热能对外供热；联合供热是指锅炉生产的新汽通过减温减压装置和汽轮机某级的抽汽共同对外供热。
进一步的，所述减温减压装置可以是汽轮机的高、低压旁路装置。
进一步的，供热流量系数为新汽流量与供热总流量比值，比值在0和1之间。
计算方法具体步骤如下：
1)、供热流量系数；新汽供热流量与供热流量总量比值，见式(1)：
Figure BDA0002325257990000022
2)、供热耗用的厂用电量；对厂用电量扣除纯发电用的厂用电量进行分摊，见式(2)：
Wgr＝λ×(Wcy-Wcf) (2)；
3)、名义厂用电率；厂用电量扣除纯发电用的厂用电量与发电量比值，见式(3)：
Figure BDA0002325257990000023
4)、供热热量；供汽热量减去回水热量，见式(4)：
Qgr＝Dgr×hgr-Dhs×hhs (4)；
5)、总的热耗量；汽轮机从锅炉获取总的热量(含新汽直接供热热量)，见式(5)：
Q0＝29308×ηgl×ηgd×B (5)；
6)、供热比；供热的热量与发电、供热总的热耗量比值，见式(6)：
Figure BDA0002325257990000031
7)、生产耗用的标准燃煤量；发电和供热用的标准燃煤量的总和，见式(7)：
B＝Br+Bfd (7)；
8)、供热标准燃煤量；供热热量和所需的厂用电量分别折算的标准燃煤量之和，见式(8)、(9)、(10)：
Br＝Bgr+Byd (8)
进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000032
再进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000033
9)、供热煤耗率；供出单位热能消耗的供热标准燃煤量，见式(11)、(12)、(13)：
Figure BDA0002325257990000034
进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000035
再进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000036
ηgl与ηgd的计算方法见行业标准DL/T904-2015《火力发电厂技术经济指标计算方法》；
符号说明：
λ 供热流量系数，％；
Dpl 统计期内新汽供热流量，kg；
Dcq 统计期内抽汽供热流量，kg；
Dgr 统计期内供热总流量，kg；
hgr 统计期内供热蒸汽焓，kJ/kg；
Dhs 统计期内回水流量，kg；
hhs 统计期内回水焓，kJ/kg；
α 供热比，％；
Qgr 统计期内供热总热量，kJ；
Q0 统计期内进入汽轮机的总热量(含新汽直接供热热量)，kJ；
Figure BDA0002325257990000041
统计期内名义厂用电率，％；
Wcy 统计期内厂用电量，kW·h；
Wcf 统计期内纯发电耗用的厂用电量，kW·h；
Wgr 统计期内供热耗用的厂用电量，kW·h；
W 统计期内发电量，kW·h；
Br 统计期内供热消耗的标准燃煤量，kg；
Bfd 统计期内发电消耗的标准燃煤量，kg；
B 统计期内生产耗用的标准燃煤量，kg；
Bgr 统计期内供热折算的标准燃煤量，kg；
Bcy 统计期内厂用电量折算的标准燃煤量，kg；
ηgl 统计期内锅炉效率，％；
ηgd 统计期内管道效率，％；
br 统计期内供热煤耗率，kg/GJ；
29308 每千克标准煤的收到基低位发热量，kJ/kg。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本发明中的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，提出了供热煤耗率的折算方法，建立了供热煤耗率的计算模型，特别是建立了以新汽供热份额为权重将厂用电量扣除纯发电耗用的厂用电量后折算的燃煤量的数学模型，明确了供热、发电燃煤量的分摊方法，解决了现有算法与供热方式无关的局限性。
2、本发明中的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，消除了供热煤耗率现有算法基本是个定值的缺陷，合理地分摊了供热和供电消耗的燃料量，体现了供热方式变化对供热煤耗率的影响，真实地反映出机组深度调峰时的发电、供热经济性，在实际中得到了良好应用。
3、本发明中的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，供热流量系数范围为0到1之间，即没有新汽供热时，供热流量系数为0，供热煤耗率新的算法与原算法一致；供热全部采用新汽时，厂用电量扣除纯发电消耗的厂用电量后折算的燃煤量全部分摊给供热煤耗，物理意义明确，这也体现了谁受益谁承担成本的原则。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
本实施例中，一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，具体步骤如下：
1)、供热流量系数；新汽供热流量与供热流量总量比值，见式(1)：
Figure BDA0002325257990000051
2)、供热耗用的厂用电量；对厂用电量扣除纯发电用的厂用电量进行分摊，见式(2)：
Wgr＝λ×(Wcy-Wcf) (2)；
3)、名义厂用电率；厂用电量扣除纯发电用的厂用电量与发电量比值，见式(3)：
Figure BDA0002325257990000052
4)、供热热量；供汽热量减去回水热量，见式(4)：
Qgr＝Dgr×hgr-Dhs×hhs (4)；
5)、总的热耗量；汽轮机从锅炉获取总的热量(含新汽直接供热热量)，见式(5)：
Q0＝29308×ηgl×ηgd×B (5)；
6)、供热比；供热的热量与发电、供热总的热耗量比值，见式(6)：
Figure BDA0002325257990000061
7)、生产耗用的标准燃煤量；发电和供热用的标准燃煤量的总和，见式(7)：
B＝Br+Bfd (7)；
8)、供热标准燃煤量；供热热量和所需的厂用电量分别折算的标准燃煤量之和，见式(8)、(9)、(10)：
Br＝Bgr+Byd (8)
进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000062
再进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000063
9)、供热煤耗率；供出单位热能消耗的供热标准燃煤量，见式(11)、(12)、(13)：
Figure BDA0002325257990000064
进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000065
再进一步推导为：
Figure BDA0002325257990000066
ηgl与ηgd的计算方法见行业标准DL/T904-2015《火力发电厂技术经济指标计算方法》；
符号说明：
λ 供热流量系数，％；
Dpl 统计期内新汽供热流量，kg；
Dcq 统计期内抽汽供热流量，kg；
Dgr 统计期内供热总流量，kg；
hgr 统计期内供热蒸汽焓，kJ/kg；
Dhs 统计期内回水流量，kg；
hhs 统计期内回水焓，kJ/kg；
α 供热比，％；
Qgr 统计期内供热总热量，kJ；
Q0 统计期内进入汽轮机的总热量(含新汽直接供热热量)，kJ；
Figure BDA0002325257990000071
统计期内名义厂用电率，％；
Wcy 统计期内厂用电量，kW·h；
Wcf 统计期内纯发电耗用的厂用电量，kW·h；
Wgr 统计期内供热耗用的厂用电量，kW·h；
W 统计期内发电量，kW·h；
Br 统计期内供热消耗的标准燃煤量，kg；
Bfd 统计期内发电消耗的标准燃煤量，kg；
B 统计期内生产耗用的标准燃煤量，kg；
Bgr 统计期内供热折算的标准燃煤量，kg；
Bcy 统计期内厂用电量折算的标准燃煤量，kg；
ηgl 统计期内锅炉效率，％；
ηgd 统计期内管道效率，％；
br 统计期内供热煤耗率，kg/GJ；
29308 每千克标准煤的收到基低位发热量，kJ/kg。
下面通过一台350MW超临界汽轮机组，深度调峰时，汽轮机蒸汽旁路和抽汽联合对外供热的实施例对本发明作进一步的详细说明。
Figure BDA0002325257990000072
Figure BDA0002325257990000081
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，其特征是，所述方法是供热机组的供热煤耗率的一种计算方法，供热煤耗率是供热标准煤耗率，用于评价供热机组的热经济性；
建立供热煤耗率的计算模型，供热煤耗率由供热耗煤和供热用电耗煤两部分组成；
供热煤耗率表达式为：
Figure FDA0002325257980000011
供热所需的厂用电量按照新汽供热份额为权重对厂用电量扣除纯发电耗用的厂用电量后进行分摊；
供热耗用的厂用电量表达式为：
供热耗用的厂用电量＝供热流量系数×(厂用电量—纯发电用的厂用电量)。
2.根据权利要求1所述的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，其特征是，供热机组是指汽轮机能够同时生产电能和热能两种产品的机组，热能对外供热；联合供热是指锅炉生产的新汽通过减温减压装置和汽轮机某级的抽汽共同对外供热。
3.根据权利要求2所述的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，其特征是，所述减温减压装置是汽轮机的高、低压旁路装置。
4.根据权利要求1所述的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，其特征是，供热流量系数为新汽流量与供热总流量比值，比值在0和1之间。
5.根据权利要求1或4所述的新汽和抽汽联合供热机组计算供热煤耗率的方法，其特征是，具体步骤如下：
1)、供热流量系数；新汽供热流量与供热流量总量比值，见式(1)：
Figure FDA0002325257980000012
2)、供热耗用的厂用电量；对厂用电量扣除纯发电用的厂用电量进行分摊，见式(2)：
Wgr＝λ×(Wcy-Wcf) (2)；
3)、名义厂用电率；厂用电量扣除纯发电用的厂用电量与发电量比值，见式(3)：
Figure FDA0002325257980000013
4)、供热热量；供汽热量减去回水热量，见式(4)：
Qgr＝Dgr×hgr-Dhs×hhs (4)；
5)、总的热耗量；汽轮机从锅炉获取总的热量，含新汽直接供热热量，见式(5)：
Q0＝29308×ηgl×ηgd×B (5)；
6)、供热比；供热的热量与发电、供热总的热耗量比值，见式(6)：
Figure FDA0002325257980000021
7)、生产耗用的标准燃煤量；发电和供热用的标准燃煤量的总和，见式(7)：
B＝Br+Bfd (7)；
8)、供热标准燃煤量；供热热量和所需的厂用电量分别折算的标准燃煤量之和，见式(8)、(9)、(10)：
Br＝Bgr+Byd (8)
进一步推导为：
Figure FDA0002325257980000022
再进一步推导为：
Figure FDA0002325257980000023
9)、供热煤耗率；供出单位热能消耗的供热标准燃煤量，见式(11)、(12)、(13)：
Figure FDA0002325257980000024
进一步推导为：
Figure FDA0002325257980000025
再进一步推导为：
Figure FDA0002325257980000026
ηgl与ηgd的计算方法见行业标准DL/T904-2015《火力发电厂技术经济指标计算方法》；
符号说明：
λ 供热流量系数，％；
Dpl 统计期内新汽供热流量，kg；
Dcq 统计期内抽汽供热流量，kg；
Dgr 统计期内供热总流量，kg；
hgr 统计期内供热蒸汽焓，kJ/kg；
Dhs 统计期内回水流量，kg；
hhs 统计期内回水焓，kJ/kg；
α 供热比，％；
Qgr 统计期内供热总热量，kJ；
Q0 统计期内进入汽轮机的总热量，含新汽直接供热热量，kJ；
Figure FDA0002325257980000031
统计期内名义厂用电率，％；
Wcy 统计期内厂用电量，kW·h；
Wcf 统计期内纯发电耗用的厂用电量，kW·h；
Wgr 统计期内供热耗用的厂用电量，kW·h；
W 统计期内发电量，kW·h；
Br 统计期内供热消耗的标准燃煤量，kg；
Bfd 统计期内发电消耗的标准燃煤量，kg；
B 统计期内生产耗用的标准燃煤量，kg；
Bgr 统计期内供热折算的标准燃煤量，kg；
Bcy 统计期内厂用电量折算的标准燃煤量，kg；
ηgl 统计期内锅炉效率，％；
ηgd 统计期内管道效率，％；
br 统计期内供热煤耗率，kg/GJ；
29308 每千克标准煤的收到基低位发热量，kJ/kg。
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