CN115034083A - 一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法 - Google Patents

一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，包括：a、根据试验空预器出口烟气密度及理论烟气密度，计算得到引风机电耗的修正因子f1；b、根据煤质及过量空气系数，计算得到烟气流量对引风机电耗的修正因子f2；c、根据实测锅炉效率及煤热值，计算锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子f3；d、根据汽轮机排汽压力，计算排汽压力对引风机电耗的修正因子f4；f、根据汽轮机老化月数，计算汽轮机老化对引风机电耗的修正因子f5；g、利用各修正因子及实测电耗，计算修正后引风机电耗；h、各修正因子可根据试验目的不同进行选择。利用本发明对引风机电耗量进行修正，修正后电耗能反映出对应试验目的下的设备及机组的真实性能。

Description

一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法
技术领域
本发明属于发电机组热力性能试验领域，尤其涉及一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法。
背景技术
厂用电耗是反映机组辅助设备耗电量的指标，影响机组厂用电耗的因素除其自身性能外，主要还包括：(1)外部条件，如煤种变化、环境温度变化等，这些条件偏离设计值时，会对引风机、风机和给水泵等设备的能耗产生较大影响；(2)运行条件，如运行方式和运行参数设定偏离设计(或保证)工况要求，同样会不同程度地影响辅助设备能耗指标。
在所有厂用电设备中，影响引风机实测电耗的因素较为复杂，主要包括的影响因素及影响规律为：
(1)烟气密度。当烟气密度增大，输送相同质量烟气，引风机电耗会相应减小；
(2)引风机烟气量。引风机风量受煤质和锅炉燃烧过量空气系数影响，可采用比烟气量来评价引风机理论烟气量，当比烟气量增大时，引风机电耗会相应增大；
(3)锅炉输入热量。当由于锅炉效率提高或煤热值提高导致锅炉输入热量提高时，锅炉输出同样的热量需要的煤量减小，引风机烟气量减小，引风机电耗也会相应减小；
(4)汽轮机排汽压力。当汽轮机排汽压力随着环境条件变化而升高，机组输出功率一定的情况下，锅炉输出热量会显著增加，因此需要的煤量也会随之增加，引风机烟气量会增加，引风机电耗会相应增加；
(5)汽轮机性能老化。根据客观规律，汽轮机随着运行时间增加而热耗率逐渐增加，称之为汽轮机的性能老化。随着运行时间增长，在机组输出功率一定的情况下，由于汽轮机性能持续老化，锅炉输出热量会逐渐增加，因此需要的煤量也会因汽轮机老化随之增加，锅炉烟气量会增加，引风机电耗会相应增加。
基于以上分析可知，在评价引风机的电耗时，对以上影响因素进行修正十分重要。然而，目前公开的文献均无完整考虑对以上各因素进行修正的计算公式或计算方法。因此，探讨厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，在火电机组厂用电耗试验计算中，利用本方法提供方法可根据不同试验目的将实测引风机电耗修正至对应设计条件。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，采用公式(1)对修正后的引风机电耗进行计算：
PIDF_corr＝PIDF_m+ΔPIDF (1)
式中：PIDF_corr为修正后的引风机电耗，kW；PIDF_m为实测引风机电耗，kW；ΔPIDF为引风机电耗修正量，kW；
公式(1)中的引风机电耗修正量ΔPPAF采用公式(2)进行计算：
ΔPIDF＝PIDF_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6-PIDF_m (2)
式中：ΔPIDF为引风机电耗修正量，kW；PIDF_m为实测引风机电耗值，kW；f1为烟气密度对引风机电耗的修正因子；f2为风机流量对引风机电耗的修正因子；f3为锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子；f4为汽轮机排汽压力对引风机电耗的修正因子；f5为汽轮机性能老化对引风机电耗的修正因子；f6为其他影响引风机电耗的修正因子；
公式(2)中的烟气密度对引风机电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
Figure BDA0003721753240000021
式中：GDt为基于试验煤及空预器出口实测条件下的烟气密度，kg/m3；GDd为基于设计煤、设计大气参考温度tref及实测过量空气系数下的空预器出口烟气密度，kg/m3；
公式(2)中的引风机流量对引风机电耗的修正因子f2采用公式(4)进行计算：
Figure BDA0003721753240000022
式中：Sgd为基于设计煤与实测过量空气系数条件下的空预器出口比烟气流量，kg/kJ；Sgt为基于试验煤与实测过量空气系数条件下的空预器出口比烟气流量，kg/kJ。
本发明进一步的改进在于，Sgd及Sgt参考标准ASME PTC 4进行计算。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子f3采用公式(5)进行计算：
Figure BDA0003721753240000023
式中：LHVt为试验煤低位发热量，kJ/kg；LHVd为设计煤低位发热量，kJ/kg；ηb_t为实测锅炉效率，％；ηb_d为设计锅炉效率，％。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的汽轮机排汽压力对引风机电耗的修正因子f4采用公式(6)进行计算：
Figure BDA0003721753240000031
式中：Pb_t为实测汽轮机排汽压力，kPa；Pb_d为设计汽轮机排汽压力，kPa；k为汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数，％/kPa。
本发明进一步的改进在于，公式(6)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k从汽轮机制造厂提供的背压对热耗率修正曲线图中査取，或通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的汽轮机性能老化对引风机电耗的修正因子f5采用公式(7)进行计算：
Figure BDA0003721753240000032
式中：M为汽轮机首次进汽至试验前的运行月数，月；B为汽轮机设计输出功率，MW；C为额定主蒸汽压力，MPa。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中涉及的修正项目f1为必须修正项，f2、f3、f4、f5根据试验目的不同选择。
本发明进一步的改进在于，公式(3)计算中需要的设计大气参考温度tref从锅炉制造厂提供的《锅炉热力计算书》中査取；GDt及GDd参考标准ASME PTC 4进行计算。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
在火电机组厂用电耗试验计算中，利用本方法提供修正计算方法可根据不同的试验目的将影响引风机电耗的6项因素(烟气密度、引风机烟气量、实测锅炉效率、煤低位热值、汽轮机排汽压力、汽轮机老化)修正至设计值，使得到的引风机电耗量及厂用电耗能够与反映出对应试验目的下机组和设备的真实性能。
附图说明
图1为一典型汽轮机热耗率与汽轮机排汽压力关系曲线。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法做进一步的详细说明。
本发明提供的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，包括以下步骤：
采用公式(1)对修正后的引风机电耗进行计算：
PIDF_corr＝PIDF_m+ΔPIDF (1)
式中：PIDF_corr为修正后的引风机电耗，kW；PIDF_m为实测引风机电耗，kW；ΔPIDF为引风机电耗修正量，kW。
公式(1)中的引风机电耗修正量ΔPPAF采用公式(2)进行计算：
ΔPIDF＝PIDF_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6-PIDF_m (2)
式中：ΔPIDF为引风机电耗修正量，kW；PIDF_m为实测引风机电耗值，kW；f1为烟气密度对引风机电耗的修正因子；f2为风机流量对引风机电耗的修正因子；f3为锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子；f4为汽轮机排汽压力对引风机电耗的修正因子；f5为汽轮机性能老化对引风机电耗的修正因子；f6为其他影响引风机电耗的修正因子。
公式(2)中的烟气密度对引风机电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
Figure BDA0003721753240000041
式中：GDt为基于试验煤及空预器出口实测条件下的烟气密度，kg/m3；GDd为基于设计煤、设计大气参考温度tref及实测过量空气系数下的空预器出口烟气密度，kg/m3。
公式(3)计算中需要的设计大气参考温度tref从锅炉制造厂提供的《锅炉热力计算书》中査取；GDt及GDd参考标准ASME PTC 4进行计算。
公式(2)中的引风机流量对引风机电耗的修正因子f2采用公式(4)进行计算：
Figure BDA0003721753240000042
式中：Sgd为基于设计煤与实测过量空气系数条件下的空预器出口比烟气流量，kg/kJ；Sgt为基于试验煤与实测过量空气系数条件下的空预器出口比烟气流量，kg/kJ。其中，Sgd及Sgt参考标准ASME PTC 4进行计算。
公式(2)中的锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子f3采用公式(5)进行计算：
Figure BDA0003721753240000043
式中：LHVt为试验煤低位发热量，kJ/kg；LHVd为设计煤低位发热量，kJ/kg；ηb_t为实测锅炉效率，％；ηb_d为设计锅炉效率，％。
公式(2)中的汽轮机排汽压力对引风机电耗的修正因子f4采用公式(6)进行计算：
Figure BDA0003721753240000051
式中：Pb_t为实测汽轮机排汽压力，kPa；Pb_d为设计汽轮机排汽压力，kPa；k为汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数，％/kPa。
公式(6)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k从如附图1所示的汽轮机制造厂提供的背压对热耗率修正曲线图中査取，或通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
公式(2)中的汽轮机性能老化对引风机电耗的修正因子f5采用公式(7)进行计算：
Figure BDA0003721753240000052
式中：M为汽轮机首次进汽至试验前的运行月数，月；B为汽轮机设计输出功率，MW；C为额定主蒸汽压力，MPa。
公式(2)中涉及的修正项目f1为必须修正项，f2、f3、f4、f5可根据试验目的不同予以适当选择：(a)如果是为获得可与设计保证值对比的机组性能指标(净热耗率、净输出功率、供电煤耗、厂用电功率、厂用电耗指标)而进行的机组投产后性能验收试验，f2～f5均需修正；(b)如果是为获得机组设计煤质下的当前实际性能指标(净热耗率、净输出功率、供电煤耗、厂用电功率、厂用电耗)而进行的机组性能试验，f2(不对锅炉效率进行修正)、f3、f4予以修正，f5＝1；(c)如果是为获得机组当前运行煤质下的实际性能指标(净热耗率、净输出功率、供电煤耗、厂用电功率、厂用电耗)而进行的机组性能试验，f1、f4予以修正，f2＝1、f3＝1、f5＝1；(d)如果是为获得引风机设备在设计条件下的性能指标(引风机电耗)而进行的性能试验，f1～f5均需修正。
公式(2)中涉及的其他影响引风机电耗的修正因子f6计算方法根据机组实际运行特殊情况参与试验各方协商确定。在所述的(a)、(b)、(c)三种试验目的中是否f6需要进行修正根据机组实际运行特殊情况参与试验各方协商确定。
实例说明：
如表1所示，实例是针对一660MW燃煤火电机组进行整体性能验收试验，需要对机组厂用电耗进行修正计算，因而需要对引风机电耗进行对应修正。实例属于权利13中的试验目的(a)，因此影响引风机电耗的修正因子f1～f5均需进行修正计算。
试验机组共配备2台引风机，在100％TMCR试验工况下，引风机运行方式为2台全部运行。试验期间，机组发电机输出功率为686.380MW，机组总辅机电耗值为56950.7kW，2台引风机总电耗为3922.1kW。
本实例中，计算结果表明，通过将烟气密度、引风机风量、实测锅炉效率、煤低位热值、汽轮机排汽压力、汽轮机老化修正至设计值，得到引风机电耗修正量为419.2kW，修正后引风机电耗为4341.3kW，引风机电耗修正后的总厂用电功率为57369.9kW。
表1引风机电耗修正计算示例
Figure BDA0003721753240000061
Figure BDA0003721753240000071
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，采用公式(1)对修正后的引风机电耗进行计算：
PIDF_corr＝PIDF_m+ΔPIDF (1)
式中：PIDF_corr为修正后的引风机电耗，kW；PIDF_m为实测引风机电耗，kW；ΔPIDF为引风机电耗修正量，kW；
公式(1)中的引风机电耗修正量ΔPPAF采用公式(2)进行计算：
ΔPIDF＝PIDF_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6-PIDF_m (2)
式中：ΔPIDF为引风机电耗修正量，kW；PIDF_m为实测引风机电耗值，kW；f1为烟气密度对引风机电耗的修正因子；f2为风机流量对引风机电耗的修正因子；f3为锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子；f4为汽轮机排汽压力对引风机电耗的修正因子；f5为汽轮机性能老化对引风机电耗的修正因子；f6为其他影响引风机电耗的修正因子；
公式(2)中的烟气密度对引风机电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
Figure FDA0003721753230000011
式中：GDt为基于试验煤及空预器出口实测条件下的烟气密度，kg/m3；GDd为基于设计煤、设计大气参考温度tref及实测过量空气系数下的空预器出口烟气密度，kg/m3；
公式(2)中的引风机流量对引风机电耗的修正因子f2采用公式(4)进行计算：
Figure FDA0003721753230000012
式中：Sgd为基于设计煤与实测过量空气系数条件下的空预器出口比烟气流量，kg/kJ；Sgt为基于试验煤与实测过量空气系数条件下的空预器出口比烟气流量，kg/kJ。
2.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，Sgd及Sgt参考标准ASME PTC 4进行计算。
3.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的锅炉输入热量对引风机电耗的修正因子f3采用公式(5)进行计算：
Figure FDA0003721753230000013
式中：LHVt为试验煤低位发热量，kJ/kg；LHVd为设计煤低位发热量，kJ/kg；ηb_t为实测锅炉效率，％；ηb_d为设计锅炉效率，％。
4.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机排汽压力对引风机电耗的修正因子f4采用公式(6)进行计算：
Figure FDA0003721753230000021
式中：Pb_t为实测汽轮机排汽压力，kPa；Pb_d为设计汽轮机排汽压力，kPa；k为汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数，％/kPa。
5.如权利要求4所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(6)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k从汽轮机制造厂提供的背压对热耗率修正曲线图中査取，或通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
6.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机性能老化对引风机电耗的修正因子f5采用公式(7)进行计算：
Figure FDA0003721753230000022
式中：M为汽轮机首次进汽至试验前的运行月数，月；B为汽轮机设计输出功率，MW；C为额定主蒸汽压力，MPa。
7.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中涉及的修正项目f1为必须修正项，f2、f3、f4、f5根据试验目的不同选择。
8.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的引风机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(3)计算中需要的设计大气参考温度tref从锅炉制造厂提供的《锅炉热力计算书》中査取；GDt及GDd参考标准ASME PTC 4进行计算。
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