CN113486472A - 一种汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法 - Google Patents

一种汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法,该计算方法通过分别计算高压缸效率变化前后、中压缸效率变化前后、低压缸效率变化前后热耗率的变化量,并对高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率每次保持单一变量变化的同时,调整其它缸效率维持不变,进行热耗率影响量的计算。本发明充分考虑了汽轮机变工况计算动态平衡的过程,提出的汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法能够更精确的计算其节能量。

Description

一种汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法
技术领域
本发明涉及一种汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法,属电力设计技术领域。
背景技术
火电机组是我国能源消耗的大户,其节能减排对我国能源战略有着极为重要的意义。电站汽轮机的效率主要在于高中低压缸三个缸的通流效率,因为提高汽轮机的通流效率是火电机组节能改造的重点项目,提高通流效率最常规的做法就是通流改造,通流改造分为全通流改造和部分通流改造,全通流改造是高中低压缸全改,部分通流改造就是部分汽缸的改造。
针对汽轮机通流改造需要精确计算每个部件的节能量潜力,并结合每个部件的造价进行技经分析,以供业主投资决策。汽轮机的节能潜力主要就是指每个缸的效率对标先进值偏低多少,具体计算需要知道缸效率每个百分点对热耗率的影响量。
目前计算汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法都是基于林万超早期提出的等效焓降法,尚未有其他较为成熟的计算方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷,提供另一种计算汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法,该方法计算简单便于理解,有较强的实用价值。
为了达到上述目的,本发明依据汽轮机变工况运行特性以及系统能量平衡远离,提供了另一种计算汽轮机缸效率对热耗率影响量的方法,该计算方法通过分别计算高压缸效率变化前后、中压缸效率变化前后、低压缸效率变化前后热耗率的变化量,并对高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率每次保持单一变量变化的同时,调整其它缸效率维持不变,进行热耗率影响量的计算。
具体步骤如下:
(1)收集原始数据;
(2)机组缸效率和热耗率的第一次计算;
(3)计算高压缸效率η1、中压缸效率η2、低压缸效率η3,系统和参数修正后热耗率HR;
(4)调整参数进行迭代计算,计算缸效率变化后的修正热耗率;调整参数时每次保持高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率中的单一变量变化,调整其它缸效率维持不变,计算修正后的热效率;
(5)计算缸效率对热耗率的影响量。
优选地,高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率每次保持单一变量变化,依次计算相应的修正后的热耗率。
优选地,高压缸效率变化Δη1,中压缸效率和低压缸效率保持不变,计算修正后的热耗率HR1
优选地,通过改变高排温度使得高压缸效率变化Δη1,计算修正后的热耗率HR1方法如下:
(4.1.1)改变高排温度使得高压缸效率变化Δη1,保持中压进排汽参数不变,则中压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
(4.1.2)通过调整凝结水流量Q计算低压缸效率
Figure BDA0003179177120000021
(4.1.3)比较
Figure BDA0003179177120000022
与η3的差值,如果
Figure BDA0003179177120000023
与η3的差值小于等于0.01%,则输出计算修正后的热耗率HR1;如果
Figure BDA0003179177120000024
与η3的差值大于0.01%,则重新设计凝结水流量Q,并返回步骤(4.1.2)。
(4.1.4)迭代结束,输出热耗率HR1,计算高压缸效率对热耗率的影响量ΔHR1
Figure BDA0003179177120000025
优选地,中压缸效率变化Δη2,高压缸效率和低压缸效率保持不变,计算修正后的热耗率HR2
优选地,通过改变中排温度使得中压缸效率变化Δη2,计算修正后的热耗率HR2方法如下:
(4.2.1)改变中排温度使得中压缸效率变化Δη2,保持高压进排汽参数不变,则高压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
(4.2.2)通过调整凝结水流量Q计算低压缸效率
Figure BDA0003179177120000031
(4.2.3)比较
Figure BDA0003179177120000032
与η3的差值,如果
Figure BDA0003179177120000033
与η3的差值小于等于0.01%,则输出计算修正后的热耗率HR2;如果
Figure BDA0003179177120000034
与η3的差值大于0.01%,则重新设计凝结水流量Q,并返回步骤(4.2.2)。
(4.2.4)迭代结束,输出热耗率HR2,计算中压缸效率对热耗率的影响量ΔHR2
Figure BDA0003179177120000035
优选地,低压缸效率变化Δη3,高压缸效率和中压缸效率保持不变,计算修正后的热耗率HR3
优选地,通过改变凝结水流量Q使得低压缸效率变化Δη3,计算修正后的热耗率HR3方法如下:
(4.3.1)改变凝结水流量Q使得低压缸效率变化Δη3,保持高中压进排汽参数不变,则高中压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
(4.3.2)计算输出热耗率HR3,计算低压缸效率对热耗率的影响量ΔHR3
Figure BDA0003179177120000036
优选地,所有计算高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率和热耗率的原始数据都用试验测点,计算精度较高。
优选地,每次计算改变单一变量,保证其他缸效率不变,是一个动态平衡的过程,准确性较高。
本发明相比现有技术具有如下有益效果:
1、本发明的计算原理简单便于理解,有较强的实用价值和可操作性;
2、本发明充分考虑了汽轮机变工况计算动态平衡的过程,提出的汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法能够更精确的计算其节能量。
附图说明
图1为本发明高压缸效率对热耗率影响量的迭代方法流程图;
图2为本发明中压缸效率对热耗率影响量的迭代方法流程图;
图3为本发明低压缸效率对热耗率影响量的迭代方法流程图。
具体实施方式
为了便于对本发明计算方法的理解,下面以某国产一次中间再热、单轴、三缸两排汽、抽汽凝汽式汽轮机,给水回热为3高加+1除氧+4低加的系统,并带有汽动给水泵的机组为列进行说明。
本发明提供一种汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法,包含如下具体步骤:
(1)收集原始数据;
Figure BDA0003179177120000041
Figure BDA0003179177120000051
Figure BDA0003179177120000061
Figure BDA0003179177120000071
(2)机组缸效率和热耗率的第一次计算;计算高压缸效率η1、中压缸效率η2、低压缸效率η3,系统和参数修正后热耗率HR;
名称 单位 数值
高压缸效率 79.38
中压缸效率 89.34
低压缸效率 85.25
热耗率 kJ/kWh 7977.33
高压缸效率变化Δη1,中压缸效率和低压缸效率保持不变,计算修正后的热耗率HR1
通过改变高排温度使得高压缸效率变化Δη1,取Δη1=1%计算修正后的热耗率HR1方法如下:
4.1)改变高排温度到326.01℃,使得高压缸效率变化Δη1,保持中压进排汽参数不变,则中压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
4.2)通过调整凝结水流量Q计算低压缸效率
Figure BDA0003179177120000081
4.3)比较
Figure BDA0003179177120000082
与η3的差值,如果
Figure BDA0003179177120000083
与η3的差值小于等于0.01%,则输出计算修正后的热耗率HR1;如果
Figure BDA0003179177120000084
与η3的差值大于0.01%,则重新设计凝结水流量Q,并返回步骤4.2)。
4.4)迭代结束,凝结水流量Q为843.43t/h,输出热耗率HR1为7992.99kJ/kWh,计算高压缸效率对热耗率的影响量ΔHR1
Figure BDA0003179177120000085
中压缸效率变化Δη2,高压缸效率和低压缸效率保持不变,计算修正后的热耗率HR2
通过改变中排温度使得中压缸效率变化Δη2,取Δη2=1%计算修正后的热耗率HR2方法如下:
6.1)改变中排温度到279.37℃使得中压缸效率变化Δη2,保持高压进排汽参数不变,则高压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
6.2)通过调整凝结水流量Q计算低压缸效率
Figure BDA0003179177120000086
6.3)比较
Figure BDA0003179177120000087
与η3的差值,如果
Figure BDA0003179177120000088
与η3的差值小于等于0.01%,则输出计算修正后的热耗率HR2;如果
Figure BDA0003179177120000091
与η3的差值大于0.01%,则重新设计凝结水流量Q,并返回步骤6.2)。
6.4)迭代结束,凝结水流量Q为842.40t/h,输出热耗率HR2为7995.81kJ/kWh,计算中压缸效率对热耗率的影响量ΔHR2
Figure BDA0003179177120000092
低压缸效率变化Δη3,高压缸效率和中压缸效率保持不变,计算修正后的热耗率HR3
通过改变凝结水流量Q使得低压缸效率变化Δη3,取Δη3=1%计算修正后的热耗率HR3方法如下:
8.1)改变凝结水流量Q使得低压缸效率变化Δη3,保持高中压进排汽参数不变,则高中压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
8.2)凝结水流量Q为843.39t/h,输出热耗率HR3为8005.27kJ/kWh,计算输出热耗率HR3,计算低压缸效率对热耗率的影响量ΔHR3
Figure BDA0003179177120000093
所有计算高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率和热耗率的原始数据都用试验测点,计算精度较高。每次计算改变单一变量,保证其他缸效率不变,是一个动态平衡的过程,准确性较高。
名称 单位 数值
高压缸效率 15.66
中压缸效率 18.48
低压缸效率 27.94
本发明的计算方法主要针对缸效率对热耗率的影响量进行描述,为了便于表述和理解,计算方法以图1至图3所示的流程进行说明。不论火电机组的热力系统如何变化,都可以依据本发明计算进行计算,所以本发明的实施方式并不构成对本发明的限定。

Claims (10)

1.一种汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法通过分别计算高压缸效率变化前后、中压缸效率变化前后、低压缸效率变化前后热耗率的变化量,并对高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率每次保持单一变量变化的同时,调整其它缸效率维持不变,进行热耗率影响量的计算。
2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法包括以下步骤:
(1)收集原始数据;
(2)机组缸效率和热耗率的第一次计算;
(3)计算高压缸效率η1、中压缸效率η2、低压缸效率η3,系统和参数修正后热耗率HR;
(4)调整参数进行迭代计算,计算缸效率变化后的修正热耗率;调整参数时每次保持高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率中的单一变量变化,调整其它缸效率维持不变,计算修正后的热效率;
(5)计算缸效率对热耗率的影响量。
3.根据权利要求2所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法在进行高压缸效率对热耗率的影响量△HR1计算时,保持中压缸效率和低压缸效率不变。
4.根据权利要求3所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法在进行高压缸效率对热耗率的影响量△HR1计算时,具体步骤如下:
(4.1.1)改变高排温度使得高压缸效率变化Δη1,保持中压进排汽参数不变,则中压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
(4.1.2)通过调整凝结水流量Q计算低压缸效率
Figure FDA0003179177110000011
(4.1.3)比较
Figure FDA0003179177110000012
与η3的差值,如果
Figure FDA0003179177110000013
与η3的差值小于等于0.01%,则输出计算修正后的热耗率HR1;如果
Figure FDA0003179177110000014
与η3的差值大于0.01%,则重新设计凝结水流量Q,并返回步骤(4.1.2)。
(4.1.4)迭代结束,输出热耗率HR1,计算高压缸效率对热耗率的影响量ΔHR1
5.根据权利要求4所述的计算方法,其特征在于,所述高压缸效率对热耗率的影响量计算公式如下:
Figure FDA0003179177110000021
6.根据权利要求2所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法在进行中压缸效率对热耗率的影响量△HR2计算时,保持高压缸效率和低压缸效率不变。
7.根据权利要求6所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法在进行中压缸效率对热耗率的影响量△HR2计算时,具体步骤如下:
(4.2.1)改变中排温度使得中压缸效率变化Δη2,保持高压进排汽参数不变,则高压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
(4.2.2)通过调整凝结水流量Q计算低压缸效率
Figure FDA0003179177110000022
(4.2.3)比较
Figure FDA0003179177110000023
与η3的差值,如果
Figure FDA0003179177110000024
与η3的差值小于等于0.01%,则输出计算修正后的热耗率HR2;如果
Figure FDA0003179177110000025
与η3的差值大于0.01%,则重新设计凝结水流量Q,并返回步骤(4.2.2)。
(4.2.4)迭代结束,输出热耗率HR2,计算中压缸效率对热耗率的影响量ΔHR2
8.根据权利要求7所述的计算方法,其特征在于,所述中压缸效率对热耗率的影响量计算公式如下:
Figure FDA0003179177110000026
9.根据权利要求2所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法在进行低压缸效率对热耗率的影响量△HR3计算时,保持高压缸效率和中压缸效率不变。
10.根据权利要求9所述的计算方法,其特征在于,所述汽轮机缸效率对热耗率影响量的计算方法在进行低压缸效率对热耗率的影响量△HR3计算时,具体步骤如下:
(4.3.1)改变凝结水流量Q使得低压缸效率变化Δη3,保持高中压进排汽参数不变,则高中压缸效率不变,低压缸计算效率会变化;
(4.3.2)计算输出热耗率HR3,计算低压缸效率对热耗率的影响量ΔHR3
Figure FDA0003179177110000031
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