CN111927576B - 一种汽轮发电机组空载能耗测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮发电机组空载能耗测试方法。目前常用的空载能耗测量方法需要对汽轮发电机组进行多工况经济性能实测,费时费力。本发明以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,通过负荷变动试验确定主蒸汽流量与给水焓升,计算得到机组功率与能耗关系曲线,通过拟合确定汽轮发电机组空载能耗值。本发明的方法在不影响汽轮机组运行的情况下进行,避免了繁琐的试验,可以快速确定机组空载能耗,精度相对较高。
Description
技术领域
本发明涉及大型火力发电厂汽轮发电机组运行领域,具体地说是一种汽轮发电机组空载能耗测试方法。
背景技术
目前,电网的发展对火电机组的运行灵活性提出了更高的要求,低负荷运行已成为常态,机组频繁启停在所难免;另一方面,电力市场建设的持续推进,迫切需要厘清汽轮发电机组空负荷运行时的能耗,以便为确定启停补贴价格提供直接依据。一般地,将机组未并网但维持并网转速运行时的能耗称为空载能耗。
汽轮发电机组空载运行时的边界条件复杂,其消耗的水、热、汽、电等能量或物质很难准确测量,空载能耗也就难以直接测出。目前,常用的空载能耗测量方法是:在典型负荷下对机组进行经济性能测试,并计算得到基于供电标准煤耗率的每小时能耗值,再由这些有限的数据拟合得到机组每小时能耗值与功率的关系函数,从而计算得到空载能耗。此方法需要对汽轮发电机组进行多工况经济性能实测,费时费力。
寻求一种合理的方法,通过简单的现场测试就可以确定其空载能耗,就显得十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种可在不影响汽轮机组运行的情况下进行的汽轮发电机组空载能耗测试方法,以避免繁琐的试验,可快速确定机组空载能耗。
为此,本发明采用以下的技术方案:一种汽轮发电机组空载能耗测试方法,其以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,通过负荷变动试验确定主蒸汽流量与给水焓升,计算得到机组功率与能耗关系曲线,通过拟合确定汽轮发电机组空载能耗值。
进一步地,根据负荷变动试验结果,使用调节级压力与比容计算通过汽轮机的蒸汽流量,并通过主蒸汽压力修正后,得到准确的主蒸汽流量;由试验数据,计算锅炉吸热量,即确定给水焓升;通过主蒸汽流量与给水焓升,计算得到机组在对应功率下的能耗值;以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,得到各试验工况的能耗标幺值;拟合机组功率与能耗标幺值的关系,并由此计算得到功率为0时机组的能耗标幺值,从而得到机组的空载能耗值。
进一步地,所述的负荷变动试验的步骤如下:
机组协调撤出,一次调频回路撤出,汽轮机处于单阀方式,机组厂用电与辅助蒸汽由本机供,汽动给水泵与回热系统正常投入,再热器减温水关闭,取自给水泵出口处的过热器减温水关闭,凝汽器真空维持在设计值;
在额定负荷和额定主蒸汽温度下,汽轮机所有调节阀全开,以此工况作为基准工况,记录此时的主蒸汽压力p10,以后的试验过程中保持p10不变;
以不高于每分钟1%的速率减小汽轮机总指令,直到机组功率到40%额定功率或锅炉最低稳定燃烧功率。
进一步地,所述试验过程中,记录的参数包括机组功率、主蒸汽参数、调节级参数、汽轮机各高压调节阀开度、省煤器进口参数、过热器减温水参数和凝汽器真空。
进一步地,所述的负荷变动试验后,根据调节级压力pe与比容ve由公式(1)计算通过汽轮机的主蒸汽流量D,上述参数是用标幺值表征,其比较的基准状态为额定负荷、所有调节阀全开,式(1)中,下标“0”用来表示该状态下的各参数的值,下同;
考虑到试验过程中不可避免的会出现主蒸汽压力的波动,对主蒸汽流量要进行修正,则式(2)表示经过主蒸汽压力修正后的主蒸汽流量标幺值;
使用式(3)计算给水焓升,其中Δh表示给水焓升,h1表示主蒸汽焓值,hg表示给水焓值;
通过式(4)计算得到机组能耗标幺值;
以机组功率为横坐标,以式(4)计算得到的能耗标幺值为纵坐标,绘制出机组功率与能耗的关系曲线。
进一步地,使用二次函数拟合得到该机组全负荷段功率与能耗关系式,由此计算得机组功率为0时的能耗值,即为机组的空载能耗值,该值为标幺值形式。
进一步地,如结合额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组的能耗值绝对值,可计算出机组空载能耗的绝对值。
本发明所述的方法在不影响汽轮机组运行的情况下进行,避免了繁琐的试验,可以快速确定机组空载能耗,精度相对较高。
附图说明
图1为本发明应用例中600MW亚临界汽轮发电机组应用本发明方法得到的能耗曲线图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例提供一种汽轮发电机组空载能耗测试方法,其以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,通过负荷变动试验确定主蒸汽流量与给水焓升,计算得到机组功率与能耗关系曲线,通过拟合确定汽轮发电机组空载能耗值。
上述方法的具体内容为:根据负荷变动试验结果,使用调节级压力与比容计算通过汽轮机的蒸汽流量,并通过主蒸汽压力修正后,得到准确的主蒸汽流量;由试验数据,计算锅炉吸热量,即确定给水焓升;通过主蒸汽流量与给水焓升,计算得到机组在对应功率下的能耗值;以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,得到各试验工况的能耗标幺值;拟合机组功率与能耗标幺值的关系,并由此计算得到功率为0时机组的能耗标幺值,从而得到机组的空载能耗值。
所述的负荷变动试验的步骤如下:
机组协调撤出,一次调频回路撤出,汽轮机处于单阀方式,机组厂用电与辅助蒸汽由本机供,汽动给水泵与回热系统正常投入,再热器减温水关闭,过热器减温水关闭,凝汽器真空维持在设计值;
在额定负荷和额定主蒸汽温度下,汽轮机所有调节阀全开,以此工况作为基准工况,记录此时的主蒸汽压力p10,以后的试验过程中保持p10不变;
以每分钟1%的速率降低汽轮机总指令,直到机组功率到40%额定功率或锅炉最低稳定燃烧功率。
所述试验过程中,记录的参数包括机组功率、主蒸汽参数、调节级参数、汽轮机各高压调节阀开度、省煤器进口参数、过热器减温水参数和凝汽器真空。
所述的负荷变动试验后,根据调节级压力pe与比容ve由公式(1)计算通过汽轮机的主蒸汽流量D,上述参数是用标幺值表征,其比较的基准状态为额定负荷、所有调节阀全开,式(1)中,下标“0”用来表示该状态下的各参数的值,下同;
考虑到试验过程中不可避免的会出现主蒸汽压力的波动,对主蒸汽流量要进行修正,则式(2)表示经过主蒸汽压力修正后的主蒸汽流量标幺值;
使用式(3)计算给水焓升,其中Δh表示给水焓升,h1表示主蒸汽焓值,hg表示给水焓值;
通过式(4)计算得到机组能耗标幺值;
以机组功率为横坐标,以式(4)计算得到的能耗标幺值为纵坐标,绘制出机组功率与能耗的关系曲线。
使用二次函数拟合得到该机组全负荷段功率与能耗关系式,由此计算得机组功率为0时的能耗值,即为机组的空载能耗值,该值为标幺值形式。
如结合额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组的能耗值绝对值,能计算出机组空载能耗的绝对值。
应用例
选取一台上海汽轮机厂生产的600MW亚临界汽轮机组(N600-16.7/538/538)为例按本发明方法进行空载能耗测试试验。图1是根据试验数据,按式(2)、式(3)与式(4)计算各负荷下机组能耗标幺值后,得到的能耗曲线。其中实线部分为实测结果,虚线部分为根据实测结果拟合后绘制的低负荷部分曲线,拟合公式为式(5)。
y=5E-06x2+0.1476x+10.512 (5)
由式(5)可知,当机组功率为0时,其能耗标幺值为10.512%,即该机组空载能耗为其额定功率、高压调节阀全开时能耗的10.512%。
试验结果表明,该机组的额定功率、高压调节阀全开时的供电标准煤耗为177540kg/h,则其空载能耗值为177540×10.512%=18663kg/h。
Claims (6)
1.一种汽轮发电机组空载能耗测试方法,其特征在于,通过负荷变动试验确定主蒸汽流量与给水焓升,以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,计算得到机组功率与能耗关系曲线,通过拟合确定汽轮发电机组空载能耗值;
其中,所述通过负荷变动试验确定主蒸汽流量与给水焓升包括:根据负荷变动试验结果,使用调节级压力与比容计算通过汽轮机的蒸汽流量,并通过主蒸汽压力修正后,得到准确的主蒸汽流量;由试验数据,计算锅炉吸热量,即确定给水焓升;
通过主蒸汽流量与给水焓升,计算得到机组在对应功率下的能耗值;
所述以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,计算得到机组功率与能耗关系曲线,通过拟合确定汽轮发电机组空载能耗值包括:以额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组能耗为比较基准,得到各试验工况的能耗标幺值;拟合机组功率与能耗标幺值的关系,并由此计算得到功率为0时机组的能耗标幺值,从而得到机组的空载能耗值。
2.根据权利要求1所述的汽轮发电机组空载能耗测试方法,其特征在于,所述的负荷变动试验的步骤如下:
机组协调撤出,一次调频回路撤出,汽轮机处于单阀方式,机组厂用电与辅助蒸汽由本机供,汽动给水泵与回热系统正常投入,再热器减温水关闭,取自给水泵出口处的过热器减温水关闭,凝汽器真空维持在设计值;
在额定负荷和额定主蒸汽温度下,汽轮机所有调节阀全开,以此工况作为基准工况,记录此时的主蒸汽压力pa0,以后的试验过程中保持pa0不变;
以不高于每分钟1%的速率减小汽轮机总指令,直到机组功率到40%额定功率或锅炉最低稳定燃烧功率。
3.根据权利要求2所述的汽轮发电机组空载能耗测试方法,其特征在于,所述试验过程中,记录的参数包括机组功率、主蒸汽参数、调节级参数、汽轮机各高压调节阀开度、省煤器进口参数、过热器减温水参数和凝汽器真空。
4.根据权利要求2所述的汽轮发电机组空载能耗测试方法,其特征在于,所述的负荷变动试验后,根据调节级压力pe与比容ve由公式(1)计算通过汽轮机的主蒸汽流量D,上述参数是用标幺值表征,其比较的基准状态为额定负荷、所有调节阀全开,公式(1)中,下标“0”用来表示该状态下的各参数的值,下同;
考虑到试验过程中不可避免地会出现主蒸汽压力的波动,对主蒸汽流量要进行修正,则公式(2)表示经过主蒸汽压力修正后的主蒸汽流量D’标幺值;
使用公式(3)计算给水焓升,其中Δh表示给水焓升,ha表示主蒸汽焓值,hg表示给水焓值;pa表示主蒸汽压力;
通过公式(4)计算得到机组能耗标幺值;
以机组功率为横坐标,以公式(4)计算得到的能耗标幺值为纵坐标,绘制出机组功率与能耗的关系曲线。
5.根据权利要求4所述的汽轮发电机组空载能耗测试方法,其特征在于,使用二次函数拟合得到该机组全负荷段功率与能耗关系式,由此计算得到机组功率为0时的能耗值,即为机组的空载能耗值,该值为标幺值形式。
6.根据权利要求4所述的汽轮发电机组空载能耗测试方法,其特征在于,结合额定负荷下汽轮机高压调节阀全开时机组的能耗绝对值,能计算出机组空载能耗的绝对值。
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