CN115130302B - 一种火电机组厂用电耗计算中的中速磨煤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中速磨煤机电耗修正计算方法 Download PDFInfo
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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中速磨煤机电耗修正计算方法，包括：a、根据试验煤可磨性系数、煤粒度、全水分含量、灰分及煤粉细度，计算磨煤机出力对电耗的修正因子f1；b、根据煤发热量，计算得到发热量对磨煤机电耗的修正因子f2；c、根据实测锅炉效率，计算锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子f3；d、根据汽轮机排汽压力，计算排汽压力对磨煤机电耗的修正因子f4；f、根据汽轮机老化月数，计算汽轮机老化对磨煤机电耗的修正因子f5；g、利用各修正因子及实测电耗，计算修正后磨煤机电耗；h、各修正因子可根据试验目的不同进行选择。利用本发明对磨煤机电耗量进行修正，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
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中速磨煤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，会对磨煤机、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，影响磨煤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)试验煤种的可磨性系数HGI。当煤的可磨性系数升高，磨煤机电耗会相应降低；
(2)试验煤粒度。当煤的粒度增大，磨煤机电耗会相应增加；
(3)试验煤水分含量。当煤的水分含量增加，磨煤机电耗会相应增加；
(4)试验煤灰分含量。当煤的灰分含量增加，磨煤机电耗会相应增加；
(5)煤粉细度。当磨煤机出口煤粉细度增大，磨煤机电耗会相应减小；
(6)煤发热量。当煤发热量增加，释放同样的热量需要的煤量减小，因此，磨煤机电耗会相应减小；
(7)实测锅炉效率。当实测锅炉效率提高，锅炉输出同样的热量需要的煤量减小，因此，磨煤机电耗会相应减小；
(8)汽轮机背压。当汽轮机背压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，磨煤机电耗会相应增加；
(9)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汽轮机老化随之增加，磨煤机电耗会相应增加。
基于以上分析可知，在评价磨煤机的电耗时，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磨煤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中速磨煤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磨煤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中速磨煤机电耗修正计算方法，采用公式(1)对修正后的磨煤机电耗进行计算：
PPulv_corr＝PPulv_m+ΔPPulv (1)
式中：PPulv_corr为修正后的磨煤机电耗，kW；PPulv_m为实测磨煤机电耗，kW；ΔPPulv为磨煤机电耗修正量，kW；
公式(1)中的磨煤机电耗修正量ΔPPulv采用公式(2)进行计算：
ΔPPulv＝PPulv_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6-PPulv_m (2)
式中：ΔPPulv为磨煤机电耗修正量，kW；PPulv_m为实测磨煤机电耗值，kW；f1为磨煤机出力对磨煤机电耗的修正因子；f2为试验煤发热量对磨煤机电耗的修正因子；f3为实测锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子；f4为汽轮机背压对磨煤机电耗的修正因子；f5为汽轮机性能老化对磨煤机电耗的修正因子；f6为其他影响除尘器电耗的修正因子；
公式(2)中的磨煤机出力对磨煤机电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
式中：Bd为磨煤机出力设计值；Bt_corr为磨煤机出力修正值；Bt_m为磨煤机出力实测值；ξ1为试验煤种可磨性系数HGI对磨煤机出力的修正因子；ξ2为试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子；ξ3为试验煤水分对磨煤机出力的修正因子；ξ4为试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子；ξ5为煤粉细度对磨煤机出力的修正因子；
公式(3)中的试验煤种可磨性系数HGI对磨煤机出力的修正因子ξ1采用公式(4)进行计算：
式中：ξ1为试验煤可磨性指数对磨煤机出力的修正因子；HGIt为试验煤可磨性指数；HGId为设计煤可磨性指数；n为常数，对于轮式磨煤机，n取0.57，对于碗式磨煤机，n取0.85，对于球环式磨煤机，n取0.58；
公式(3)中的试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子ξ2采用公式(5)进行计算：
式中：ξ2为试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子；dmax_t为试验煤入磨最大粒径；dmax_d为设计煤入磨最大粒径；n为常数，对于轮式、碗式磨煤机，n取0，对于球环式磨煤机，n取-0.23；
公式(3)中的试验煤水分对磨煤机出力的修正因子ξ3采用公式(6)进行计算：
式中：ξ3为试验煤水分对磨煤机出力的修正因子；Mt_t为试验煤全水分；Mt_d为设计煤全水分；n、CM为常数，对于轮式磨煤机，n取0，CM取0.0114，对于球环式磨煤机，n取0，CM取0.0125，对于碗式磨煤机，CM取0.0125，磨制低热值煤时n取1，磨制高热值煤时n取-1；对于所有磨煤机类型及原煤全水分参数，当10×(1+n/5)-Mt≤0时，CM为0；
公式(3)中的试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子ξ4采用公式(7)进行计算：
式中：ξ4为试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子；Aar_t为试验煤灰分；Aar_d为设计煤灰分；CA为常数，当20-Aar＜0时，CA取0.005，当20-Aar≥0时，CA取0；
公式(3)中的煤粉细度对磨煤机出力的修正因子ξ5采用公式(8)进行计算：
式中：ξ5为煤粉细度对磨煤机出力的修正因子，R90_t为试验时的煤粉细度R90值；R90_d为设计煤粉细度R90值；n为常数，对于轮式磨煤机，n取0.29，对于碗式磨煤机，n取0.35，对于球环式磨煤机，n取0.48。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的试验煤发热量对磨煤机电耗的修正因子f2采用公式(9)进行计算：
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。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的实测锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子f3采用公式(10)进行计算：
式中：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)中的汽轮机背压对磨煤机电耗的修正因子f4采用公式(11)进行计算：
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(11)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。
本发明进一步的改进在于，公式(11)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k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磨煤机电耗的修正因子f5采用公式(12)进行计算：
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中速磨煤机电耗的9项因素(试验煤种的可磨性系数HGI、试验煤粒度、试验煤水分含量、试验煤灰分含量、煤粉细度、煤发热量、实测锅炉效率、汽轮机排汽压力、汽轮机老化)修正至设计值，使得到的磨煤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中速磨煤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中速磨煤机电耗修正计算方法，包括以下步骤：采用公式(1)对修正后的磨煤机电耗进行计算：
PPulv_corr＝PPulv_m+ΔPPulv (1)
式中：PPulv_corr为修正后的磨煤机电耗，kW；PPulv_m为实测磨煤机电耗，kW；ΔPPulv为磨煤机电耗修正量，kW。
公式(1)中的磨煤机电耗修正量ΔPPulv采用公式(2)进行计算：
ΔPPulv＝PPulv_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6-PPulv_m (2)
式中：ΔPPulv为磨煤机电耗修正量，kW；PPulv_m为实测磨煤机电耗值，kW；f1为磨煤机出力对磨煤机电耗的修正因子；f2为试验煤发热量对磨煤机电耗的修正因子；f3为实测锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子；f4为汽轮机背压对磨煤机电耗的修正因子；f5为汽轮机性能老化对磨煤机电耗的修正因子；f6为其他影响除尘器电耗的修正因子。
公式(2)中的磨煤机出力对磨煤机电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
式中：Bd为磨煤机出力设计值；Bt_corr为磨煤机出力修正值；Bt_m为磨煤机出力实测值；ξ1为试验煤种可磨性系数HGI对磨煤机出力的修正因子；ξ2为试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子；ξ3为试验煤水分对磨煤机出力的修正因子；ξ4为试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子；ξ5为煤粉细度对磨煤机出力的修正因子。
公式(3)中的试验煤种可磨性系数HGI对磨煤机出力的修正因子ξ1采用公式(4)进行计算：
式中：ξ1为试验煤可磨性指数对磨煤机出力的修正因子；HGIt为试验煤可磨性指数；HGId为设计煤可磨性指数；n为常数，对于轮式磨煤机，n取0.57，对于碗式磨煤机，n取0.85，对于球环式磨煤机，n取0.58。
公式(3)中的试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子ξ2采用公式(5)进行计算：
式中：ξ2为试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子；dmax_t为试验煤入磨最大粒径；dmax_d为设计煤入磨最大粒径；n为常数，对于轮式、碗式磨煤机，n取0，对于球环式磨煤机，n取-0.23。
公式(3)中的试验煤水分对磨煤机出力的修正因子ξ3采用公式(6)进行计算：
式中：ξ3为试验煤水分对磨煤机出力的修正因子；Mt_t为试验煤全水分；Mt_d为设计煤全水分；n、CM为常数，对于轮式磨煤机，n取0，CM取0.0114，对于球环式磨煤机，n取0，CM取0.0125，对于碗式磨煤机，CM取0.0125，磨制低热值煤时n取1，磨制高热值煤时n取-1。对于所有磨煤机类型及原煤全水分参数，当10×(1+n/5)-Mt≤0时，CM为0。
公式(3)中的试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子ξ4采用公式(7)进行计算：
式中：ξ4为试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子；Aar_t为试验煤灰分；Aar_d为设计煤灰分；CA为常数，当20-Aar＜0时，CA取0.005，当20-Aar≥0时，CA取0。
公式(3)中的煤粉细度对磨煤机出力的修正因子ξ5采用公式(8)进行计算：
式中：ξ5为煤粉细度对磨煤机出力的修正因子，R90_t为试验时的煤粉细度R90值；R90_d为设计煤粉细度R90值；n为常数，对于轮式磨煤机，n取0.29，对于碗式磨煤机，n取0.35，对于球环式磨煤机，n取0.48。
公式(2)中的试验煤发热量对磨煤机电耗的修正因子f2采用公式(9)进行计算：
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。
公式(2)中的实测锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子f3采用公式(10)进行计算：
式中：ηb_t为实测锅炉效率，％；ηb_d为设计锅炉效率，％。
公式(2)中的汽轮机背压对磨煤机电耗的修正因子f4采用公式(11)进行计算：
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(11)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磨煤机电耗的修正因子f5采用公式(12)进行计算：
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、f4予以修正，f3＝1、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，f4予以修正，f2＝1、f3＝1、f5＝1；(d)如果是为获得磨煤机设备在设计条件下的性能指标(磨煤机电耗)而进行的性能试验，f2～f5均需修正。
公式(2)中涉及的其他影响中速磨煤机电耗的修正因子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，因而需要对磨煤机电耗进行对应修正。实例属于权利13中的试验目的(a)，因此影响磨煤机电耗的修正因子f1～f5均需进行修正计算。
试验机组共配备5台磨煤机，在100％TMCR试验工况下，磨煤机运行方式为4运1备。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，4台磨煤机总电耗为1847.4kW，4台磨煤机试验期间的实测出力为212.5t/h。
本实例中，计算结果表明，通过将煤的可磨性系数HGI、试验煤入磨最大粒径、试验煤全水分、试验煤灰分、试验煤粉细度、试验煤低位热值、实测锅炉效率、试验汽轮机背压及汽轮机老化月数修正至设计值，得到磨煤机电耗修正量为258.8kW，修正后磨煤机电耗为2106.2kW，磨煤机电耗修正后的总厂用电功率为57209.5kW。
表1中速磨煤机电耗修正计算示例
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中速磨煤机电耗修正计算方法，其特征在于，采用公式(1)对修正后的磨煤机电耗进行计算：
PPulv_corr＝PPulv_m+ΔPPulv(1)
式中：PPulv_corr为修正后的磨煤机电耗，kW；PPulv_m为实测磨煤机电耗，kW；ΔPPulv为磨煤机电耗修正量，kW；
公式(1)中的磨煤机电耗修正量ΔPPulv采用公式(2)进行计算：
ΔPPulv＝PPulv_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6-PPulv_m (2)
式中：ΔPPulv为磨煤机电耗修正量，kW；PPulv_m为实测磨煤机电耗值，kW；f1为磨煤机出力对磨煤机电耗的修正因子；f2为试验煤发热量对磨煤机电耗的修正因子；f3为实测锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子；f4为汽轮机背压对磨煤机电耗的修正因子；f5为汽轮机性能老化对磨煤机电耗的修正因子；f6为其他影响除尘器电耗的修正因子；
公式(2)中的磨煤机出力对磨煤机电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
式中：Bd为磨煤机出力设计值；Bt_corr为磨煤机出力修正值；Bt_m为磨煤机出力实测值；ξ1为试验煤种可磨性系数HGI对磨煤机出力的修正因子；ξ2为试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子；ξ3为试验煤水分对磨煤机出力的修正因子；ξ4为试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子；ξ5为煤粉细度对磨煤机出力的修正因子；
公式(3)中的试验煤种可磨性系数HGI对磨煤机出力的修正因子ξ1采用公式(4)进行计算：
式中：ξ1为试验煤可磨性指数对磨煤机出力的修正因子；HGIt为试验煤可磨性指数；HGId为设计煤可磨性指数；n为常数，对于轮式磨煤机，n取0.57，对于碗式磨煤机，n取0.85，对于球环式磨煤机，n取0.58；
公式(3)中的试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子ξ2采用公式(5)进行计算：
式中：ξ2为试验煤粒度对磨煤机出力的修正因子；dmax_t为试验煤入磨最大粒径；dmax_d为设计煤入磨最大粒径；n为常数，对于轮式、碗式磨煤机，n取0，对于球环式磨煤机，n取-0.23；
公式(3)中的试验煤水分对磨煤机出力的修正因子ξ3采用公式(6)进行计算：
式中：ξ3为试验煤水分对磨煤机出力的修正因子；Mt_t为试验煤全水分；Mt_d为设计煤全水分；n、CM为常数，对于轮式磨煤机，n取0，CM取0.0114，对于球环式磨煤机，n取0，CM取0.0125，对于碗式磨煤机，CM取0.0125，磨制低热值煤时n取1，磨制高热值煤时n取-1；对于所有磨煤机类型及原煤全水分参数，当10×(1+n/5)-Mt≤0时，CM为0；
公式(3)中的试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子ξ4采用公式(7)进行计算：
式中：ξ4为试验煤灰分对磨煤机出力的修正因子；Aar_t为试验煤灰分；Aar_d为设计煤灰分；CA为常数，当20-Aar＜0时，CA取0.005，当20-Aar≥0时，CA取0；
公式(3)中的煤粉细度对磨煤机出力的修正因子ξ5采用公式(8)进行计算：
式中：ξ5为煤粉细度对磨煤机出力的修正因子，R90_t为试验时的煤粉细度R90值；R90_d为设计煤粉细度R90值；n为常数，对于轮式磨煤机，n取0.29，对于碗式磨煤机，n取0.35，对于球环式磨煤机，n取0.48。
2.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的中速磨煤机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的试验煤发热量对磨煤机电耗的修正因子f2采用公式(9)进行计算：
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。
3.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的中速磨煤机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的实测锅炉效率对磨煤机电耗的修正因子f3采用公式(10)进行计算：
式中：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中速磨煤机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机背压对磨煤机电耗的修正因子f4采用公式(11)进行计算：
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中速磨煤机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(11)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。
6.如权利要求4所述的一种火电机组厂用电耗计算中的中速磨煤机电耗修正计算方法，其特征在于，公式(11)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
7.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的中速磨煤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磨煤机电耗的修正因子f5采用公式(12)进行计算：
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。
8.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的中速磨煤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。
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