CN112069442B - 基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法及系统，包括：基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；进而计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量；根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量；最终得到供热替代后的燃煤压减量。本发明在保证全社会热量平衡和电量平衡的前提下，考虑热电联产机组在非供热季的燃煤增加量，给出了供热替代后全社会燃煤压减量的计算方法，计算结果准确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤压减量计算技术领域，尤其涉及一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
为了减少二氧化碳排放量，燃煤压减成了目前的首要任务。北方地区取暖使用能源以燃煤为主，因此冬季采暖耗煤占据总燃煤消耗量的比例非常大。
城市集中供暖主要有采用大型热电联产机组(一般是200MW以上)、小型热电联产机组(一般是50MW以下)、小型燃煤锅炉等几种供热方式，目前应用最为普遍的是小型燃煤锅炉。
采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉进行供热，是实现燃煤压减的重要途径；通过预先计算燃煤减压量，能够合理规划热电联产机组替代小型燃煤锅炉进行供热的供热替代面积；但是，目前并没有定量化的计算供热替代压减燃煤量的方法，只能通过人员预估的方式确定燃煤压减量；并且，现有技术并没有考虑热电联产机组供热替代后在非供热季的燃煤增加量，导致压减燃煤量的确定结果不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种基于热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的燃煤压减量计算方法及系统，采用高效热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热，在保证热量平衡和电量平衡的前提下，考虑热电联产机组在非供热季的燃煤增加量，计算供热替代后的燃煤压减量，计算结果准确可靠，有利于合理确定供热替代面积。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
根据本实施方式的第一个方面，公开了基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算，包括：
基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；
基于得到的所述供热量，计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量；
基于得到的所述供热量，根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量；
基于所述小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量和热电联产机组供热替代后增加的燃煤量，得到供热替代后的燃煤压减量。
根据本实施方式的第二个方面，公开了一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算系统，包括：
供热量计算装置，用于基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；
耗煤量计算装置，用于基于得到的所述供热量，计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量；
燃煤量计算装置，用于基于得到的所述供热量，根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量；
燃煤压减量计算装置，用于基于所述小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量和热电联产机组供热替代后增加的燃煤量，得到供热替代后的燃煤压减量。
根据本实施方式的第三个方面，公开了一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法。
根据本实施方式的第四个方面，公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明在保证全社会热量平衡和电量平衡的前提下，考虑热电联产机组在非供热季的燃煤增加量，给出了供热替代后全社会燃煤压减量的计算方法，计算结果准确可靠。
(2)通过计算的燃煤压减量，能够为合理确定热电联产机组替代小型燃煤锅炉的供热替代面积提供数据支撑；同时能够为能源主管部门制定压减燃煤指标提供了量化的依据。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的一种基于热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的燃煤压减量计算方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
根据本发明实施例，提供了一种由热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的燃煤压减量计算方法的实施例，参照图1，主要包括如下步骤：
步骤S101：基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；
具体地，本实施例中，根据年度采用大型热电联产机组替代小型燃煤锅炉的供热面积S，计算全年供热替代所需的供热量Q。
Q＝S×q×t×3600/109
式中：Q是全年所需供热量，GJ；S是计划采用大型热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的供热面积，m2；q建筑物供热面积指标，W/m2；t是全年采暖季供热小时数，h，一般取2880。
步骤S102：基于得到的所述供热量，计算采用锅炉供热的耗煤量；
具体地，根据小型燃煤锅炉效率ηxglg和管道效率ηxglgd，计算小型燃煤锅炉供热煤耗bxglgr；
其中，bxglgr为小型燃煤锅炉供热煤耗，kg/GJ；ηgxgl为小型燃煤锅炉效率，％,一般取0.75；ηgdxgl为小型燃煤锅炉管道效率，％，一般取0.97。
根据步骤S101计算的全年供热替代所需供热量Q和步骤S102计算的小型燃煤锅炉的供热煤耗bxglgr，计算满足全年供热量时，小型燃煤锅炉所需的耗煤量Bxgl；
Bxgl＝Q×bxglgr/107
其中，Bxgl为小型燃煤锅炉整个供热季的供热耗煤量，万吨。
步骤S103：基于得到的所述供热量，根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量；
具体地，由热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热，需要热电联产机组额外增加抽汽，根据热量平衡计算热电联产机组供热季增加的抽汽量；
其中，Gdrd为供热替代需要热电联产机组供热季增加的抽汽量，kg/s；hdrdc为热电联产机组抽汽焓，kJ/kg；hdrds为热电联产机组抽汽疏水焓，kJ/kg。
热电联产机组供热季供热抽汽量增加，则用于发电的蒸汽量减少，机组发电量减少，根据能量平衡计算热电联产机组供热季减少的发电量；
Pdrd＝Gdrd×(hdrdc-hdrdp)
其中，Pdrd为热电联产机组抽汽后降低的电功率，kW；hdrdc为热电联产机组抽汽焓，hdrdp为热电联产机组低压缸排汽焓，kJ/kg；
进而热电联产机组非供热期增加耗煤量计算公式如下：
Bdrd＝Pdrd×bdrdfd×t/1010
其中，Bdrd为热电联产机组因多供热增加的燃煤量，万吨；bdrdfd为热电联产机组纯凝状态平均发电煤耗，g/kWh,一般取320；t为供热季供热小时数，h，一般取2880。
步骤S104：基于所述小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量和热电联产机组供热替代后增加的燃煤量，得到供热替代后的燃煤压减量。
供热替代后全年燃煤压减量计算公式如下：
Byj＝Bxgl-Bdrd
其中，Byj为通过大型热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热后全年压减的燃煤量，万吨。
在已知所需供热替代的供热面积时，利用本实施例方法可以计算供热替代后全年压减的燃煤量；同样的，在已知年度压减燃煤量指标时，利用本实施例方法可以反推完成上述指标需要完成多少供热面积的供热替代。
实施例二
根据本发明实施例，提供了一种由热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的燃煤压减量计算系统的实施例，包括：
供热量计算装置，用于基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；
耗煤量计算装置，用于基于得到的所述供热量，计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量；
燃煤量计算装置，用于基于得到的所述供热量，根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量；
燃煤压减量计算装置，用于基于所述小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量和热电联产机组供热替代后增加的燃煤量，得到供热替代后的燃煤压减量。
此处需要说明的是，上述的各个装置对应于实施例一中的步骤S101至S104，上述装置与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述装置作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
实施例三
根据本发明实施例，提供了一种终端设备的实施例，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例一中的基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
实施例一中的基于热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的燃煤压减量的计算方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法，其特征在于，包括：
基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；
基于得到的所述供热量，计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量；
基于得到的所述供热量，根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量，具体地，由热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热，需要热电联产机组额外增加抽汽，根据热量平衡计算热电联产机组供热季增加的抽汽量：
其中，为供热替代需要热电联产机组供热季增加的抽汽量，kg/s，/>是计划采用大型热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的供热面积，m2，/>建筑物供热面积指标，/>为热电联产机组抽汽焓，kJ/kg，/>为热电联产机组抽汽疏水焓，kJ/kg；
热电联产机组供热季供热抽汽量增加，则用于发电的蒸汽量减少，机组发电量减少，根据能量平衡计算热电联产机组供热季减少的发电量：
其中，为热电联产机组抽汽后降低的电功率，kW，/>为热电联产机组抽汽焓，为热电联产机组低压缸排汽焓，kJ/kg；
进而热电联产机组非供热期增加耗煤量计算公式如下：
其中，为热电联产机组因多供热增加的燃煤量，万吨，/>为热电联产机组纯凝状态平均发电煤耗，g/kWh，一般取320，t为供热季供热小时数，一般取2880；
基于所述小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量和热电联产机组供热替代后增加的燃煤量，得到供热替代后的燃煤压减量。
2.如权利要求1所述的一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法，其特征在于，计算采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉在供热时间段内所需要的供热量，具体过程包括：
所述供热量基于热电联产机组替代小型燃煤锅炉的供热面积、建筑物供热面积指标以及供热时间确定。
3.如权利要求1所述的一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法，其特征在于，基于得到的所述供热量，计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量的过程包括：
根据小型燃煤锅炉效率和管道效率，计算小型燃煤锅炉供热煤耗；
基于得到的所述供热量以及小型燃煤锅炉供热煤耗，得到采用小型燃煤锅炉供热的耗煤量。
4.如权利要求1所述的一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法，其特征在于，所述供热替代后的燃煤压减量为所述锅炉供热的耗煤量与热电联产机组在非供热时间需要增加的燃煤量的差值。
5.一种基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算系统，其特征在于，包括：
供热量计算装置，用于基于设定时间段内采用热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的面积，计算在供热时间段内因供热替代所需要的供热量；
耗煤量计算装置，用于基于得到的所述供热量，计算采用小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量；
燃煤量计算装置，用于基于得到的所述供热量，根据热量平衡，计算热电联产机组在所述时间段内因供热增加的抽汽量和减少的发电量，进而计算热电联产机组需要增加的燃煤量，具体地，由热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热，需要热电联产机组额外增加抽汽，根据热量平衡计算热电联产机组供热季增加的抽汽量：
其中，为供热替代需要热电联产机组供热季增加的抽汽量，kg/s，/>是计划采用大型热电联产机组替代小型燃煤锅炉供热的供热面积，m2，/>建筑物供热面积指标，/>为热电联产机组抽汽焓，kJ/kg;/>为热电联产机组抽汽疏水焓，kJ/kg；
热电联产机组供热季供热抽汽量增加，则用于发电的蒸汽量减少，机组发电量减少，根据能量平衡计算热电联产机组供热季减少的发电量：
其中，为热电联产机组抽汽后降低的电功率，kW，/>为热电联产机组抽汽焓，为热电联产机组低压缸排汽焓，kJ/kg；
进而热电联产机组非供热期增加耗煤量计算公式如下：
其中，为热电联产机组因多供热增加的燃煤量，万吨，/>为热电联产机组纯凝状态平均发电煤耗，g/kWh,一般取320;t为供热季供热小时数，一般取2880；
燃煤压减量计算装置，用于基于所述小型燃煤锅炉供热所需的耗煤量和热电联产机组供热替代后增加的燃煤量，得到供热替代后的燃煤压减量。
6.一种终端设备，其包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-4任一项所述的基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法。
7.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-4任一项所述的基于热电联产机组供热替代的燃煤压减量计算方法。
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