一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法与流程

本发明涉及一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法，属于汽轮发电机组改造技术领域。

背景技术：

根据国家煤电节能减排升级与改造行动计划，到2020年，现役火电机组改造后平均供电煤耗低于310g/kwh，其中现役600mw及以上机组(除空冷机组外)改造后平均供电煤耗低于300克/千瓦时。为落实国家煤电机组节能减排升级与改造行动计划，燃煤机组充分利用成熟、先进、适用的节能减排技术，研究系统节能降耗新技术的同时考虑环保一体化(脱硝、脱硫扩容、湿式除尘等)和节能改造的同步性、相互适配性，制定与环保改造相关的节能改造内容和适应环保一体化的节能改造方案。

0号高压加热器(以下简称0号高加)和低温省煤器联合系统技术，不仅使汽轮发电机组回热系统的级数增加，循环热效率提高，热耗率降低；同时由于给水温度提高，省煤器换热量减少，导致省煤器出口烟温的升高，从而保证了部分负荷时scr脱硝效率。0号高加和低温省煤器联合系统是提高汽轮发电机组部分负荷运行经济性和环保指标的有效措施，同时0号高加的疏水输送到何处是提高汽轮发电机组经济性的一个重要方面。

0号高加不同的疏水方式和不同的负荷段，对汽轮发电机组的经济性影响相差较大。目前，一般采用试验方法：对汽轮发电机组不同负荷段的0号高加进行试验，根据试验结果判定汽轮发电机组不同疏水方式对汽轮发电机组运行经济性影响的高低，而计算相对复杂，且各个试验的参数对汽轮发电机组的影响无法避免，完全依赖热耗或煤耗不能相对独立体现0号高加不同疏水方式对汽轮发电机组的经济性影响；并且采用这种方式需要对原设备改造较大，投资高、风险高也是这种方法的弊端。

技术实现要素：

针对以上方法存在的不足，本发明提出了一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法，其不仅能够对汽轮发电机组进行改造，而且能够减少汽轮发电机组改造投资和安全风险。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明实施例提供的一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法，包括以下步骤：

步骤1，对不同疏水位置0号高压加热器进行局部定量分析，计算出的疏水位置变化对汽轮发电机组经济性影响；

步骤2，根据经济性影响情况对汽轮发电机组进行改造。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤11，确定汽轮发电机组的疏水方式；

步骤12，计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组做功的差值；

步骤13，计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组再热器吸热量的差值；

步骤14，计算0号高压加热器疏水位置变动的汽轮发电机组循环热效率相对变化；

步骤15，依据汽轮发电机组不同负荷的参数对汽轮发电机组进行等效热降计算。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤11中，所述汽轮发电机组的疏水方式包括0号高压加热器输水分别到其它高压加热器和除氧器的疏水位置的疏水方式。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤12中，假设汽轮发电机组具有0号-3号4个高压加热器，利用公式(1)—(3)计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组做功的差值：

式中：δh1-2为0号高压加热器疏水至1号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水至2号高压加热器做功变化量；

δh3-2为0号高压加热器疏水3号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水至2号高压加热器做功变化量；

δhc-2为0号高压加热器疏水至除氧器方式下相对于0号高压加热器疏水至2号高压加热器做功变化量；

αf为0号高压加热器抽汽流量占主汽流量的比例；

分别为0号、1号、2号、3号高压加热器的疏水焓值；

η1、η2、η3、ηc分别为1级、2级、3级、4级的抽汽效率。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤13中，利用公式(4)和(5)计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组再热器吸热量的差值：

式中：δq1-2为0号高压加热器疏水至1号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水2号高压加热器循环吸热变化量；

δq3-2为0号高压加热器疏水至3号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水2号高压加热器循环吸热变化量；

δqc-2为0号高加疏水至除氧器方式下相对于0号高加疏水2号高压加热器循环吸热变化量；

σ为1kg蒸汽在再热器中的吸热量；

q1、q2为1号、2号高压加热器的抽汽焓。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤14中，利用公式(6)计算0号高压加热器疏水位置变动的汽轮发电机组循环热效率相对变化：

式中：δh为作功变化量，δh为δh1-2、δh3-2或δhc-2；

δq为循环吸热变化量，δq为δq1-2、δq3-2或δqc-2；

δηi为汽轮发电汽轮发电机组循环热效率相对变化；

ηi为汽轮发电汽轮发电机组循环热效率；

h为新蒸汽等效热降。

作为本实施例一种可能的实现方式，在公式(6)中，δh分别为δh1-2、δh3-2和δhc-2时，δq分别对应为δq1-2、δq3-2和δqc-2。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤15中，依据汽轮发电机组热力计算书中的汽轮发电机组不同负荷的参数，联合公式(1)至(6)对汽轮发电机组进行等效热降计算，得到汽轮发电机组循环热效率变化值。

作为本实施例一种可能的实现方式，采用等效热降法对不同疏水位置0号高压加热器进行局部定量分析计算。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述汽轮发电机组不同负荷的参数包括75％tha、50％tha、40％tha、30％tha。

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明实施例的技术方案的一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法，包括以下步骤：步骤1，对不同疏水位置0号高压加热器进行局部定量分析，计算出的疏水位置变化对汽轮发电机组经济性影响；步骤2，根据经济性影响情况对汽轮发电机组进行改造。本发明依据汽轮发电机组在不同负荷下0号高加的性能参数，通过等效热降原理对0号高加不同疏水方式进行汽轮机与回热系统热力计算，得到汽轮发电汽轮发电机组循环热效率变化值，分析汽轮发电机组运行的经济效益；本发明采用等效热降法对0号高加疏水位置不同进行局部定量分析，计算出疏水位置变化对机组经济性的影响，根据经济性影响情况对汽轮发电机组进行改造，减少了汽轮发电机组改造的投资和安全风险。

附图说明：

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出一种对不同疏水位置0号高压加热器进行局部定量分析的方法流程图；

图3是一种超临界机组的不同疏水方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法的流程图。如图1所述，本发明实施例提供的一种基于0号高压加热器疏水方式的汽轮发电机组改造方法，包括以下步骤：

步骤1，对不同疏水位置0号高压加热器进行局部定量分析，计算出的疏水位置变化对汽轮发电机组经济性影响；

步骤2，根据经济性影响情况对汽轮发电机组进行改造。

如图2所示，作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤11，确定汽轮发电机组的疏水方式；

步骤12，计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组做功的差值；

步骤13，计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组再热器吸热量的差值；

步骤14，计算0号高压加热器疏水位置变动的汽轮发电机组循环热效率相对变化；

步骤15，依据汽轮发电机组不同负荷的参数对汽轮发电机组进行等效热降计算。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤11中，所述汽轮发电机组的疏水方式包括0号高压加热器输水分别到其它高压加热器和除氧器的疏水位置的疏水方式。如图3所示，该机组0号高加正常疏水至2号高加，本申请以0号高加疏水至2号高加为原系统，采用等效热降法分别计算出0号高加疏水至1号高加、3号高加以及除氧器三种方式下对机组做功和装置经济性的变化，进而计算出机组热耗率、煤耗，对比相同负荷下不同疏水型式的节能效果。由于相同负荷下0号高加的抽汽流量和参数不变，故0号高加的疏水参数保持不变。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤12中，如图3所示，汽轮发电机组具有0号-3号4个高压加热器，根据等效热降法，计算做功变化量δh，即不同疏水方式下新系统做功与原系统做功的差值。等效热降基于热力学的热功转换原理，考虑到设备质量、热力系统结构和参数的持点，用以研究热工转换及能量利用程度的一种方法。等效热降法具有简捷、方便和准确的特点，可用局部运算替代整个热力系统的复杂计算，简化整个计算过程。

利用公式(1)—(3)计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组做功的差值：

式中：δh1-2为0号高压加热器疏水至1号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水至2号高压加热器做功变化量；

δh3-2为0号高压加热器疏水3号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水至2号高压加热器做功变化量；

δhc-2为0号高压加热器疏水至除氧器方式下相对于0号高压加热器疏水至2号高压加热器做功变化量；

αf为0号高压加热器抽汽流量占主汽流量的比例；

分别为0号、1号、2号、3号高压加热器的疏水焓值；

η1、η2、η3、ηc分别为1级、2级、3级、4级的抽汽效率。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤13中，根据等效热降法，计算循环吸热变化量δq，循环吸热变化量包括再热器吸热量的变化和锅炉蒸发吸热量变化两部分。而本申请在实施过程中锅炉过热器蒸发吸热量不变，即循环吸热变化量就是不同疏水方式下再热器吸热量的变化与原系统再热器吸热量的变化之间的差值。

利用公式(4)和(5)计算不同疏水方式下与正常疏水位置时汽轮发电机组再热器吸热量的差值：

式中：δq1-2为0号高压加热器疏水至1号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水2号高压加热器循环吸热变化量；

δq3-2为0号高压加热器疏水至3号高压加热器方式下相对于0号高压加热器疏水2号高压加热器循环吸热变化量；

δqc-2为0号高加疏水至除氧器方式下相对于0号高加疏水2号高压加热器循环吸热变化量；

σ为1kg蒸汽在再热器中的吸热量；

q1、q2为1号、2号高压加热器的抽汽焓。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤14中，利用公式(6)计算0号高压加热器疏水位置变动的汽轮发电机组循环热效率相对变化：

式中：δh为作功变化量，δh为δh1-2、δh3-2或δhc-2；

δq为循环吸热变化量，δq为δq1-2、δq3-2或δqc-2；

δηi为汽轮发电汽轮发电机组循环热效率相对变化；

ηi为汽轮发电汽轮发电机组循环热效率；

h为新蒸汽等效热降。

δh和δq有正负之分。当做功增加时，δh为正值，反之为负值；当循环吸热量增加时，δq为正值，反之为负值。

作为本实施例一种可能的实现方式，在公式(6)中，δh分别为δh1-2、δh3-2和δhc-2时，δq分别对应为δq1-2、δq3-2和δqc-2。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤15中，依据汽轮发电机组热力计算书中的汽轮发电机组不同负荷的参数，联合公式(1)至(6)对汽轮发电机组进行等效热降计算。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述汽轮发电机组不同负荷的参数包括75％tha、50％tha、40％tha、30％tha。

本发明依据汽轮发电机组在不同负荷下0号高加的性能参数，通过等效热降原理对0号高加不同疏水方式进行汽轮机与回热系统热力计算，得到汽轮发电汽轮发电机组循环热效率变化值，分析汽轮发电机组运行的经济效益；本发明采用等效热降法对0号高加疏水位置不同进行局部定量分析，计算出疏水位置变化对机组经济性的影响，根据经济性影响情况对汽轮发电机组进行改造，减少了汽轮发电机组改造的投资和安全风险。

应用实例：

以某厂66mw超临界汽轮发电机组为例，分别计算不同负荷段不同疏水方式对原汽轮发电机组疏水系统(假设原疏水系统疏水至2号高压加热器)经济性的影响。

如图3所示，图3给出了本发明0号高压加热器不同疏水方式对经济性影响的计算方法的系统图，其中0号高加可以疏水至1号高加、3号高加以及除氧器三种方式，并结合计算公式计算出汽轮发电机组热耗率、煤耗，对比相同负荷下不同疏水型式的节能效果。

根据下面几个指标直观表现0号高加对汽轮发电机组经济性的综合效果，其计算结果见表1。

表1不同疏水方式对原汽轮发电机组经济性的影响

由表1数据可知，通过对汽轮发电机组75％tha、50％tha、40％tha、30％tha四个负荷段0号高加三种疏水方式对原汽轮发电机组疏水方式经济性的计算，结果表明：

(1)汽轮发电机组任何负荷下0号高加疏水至1号高加的经济性最好。

(2)汽轮发电机组负荷在50％tha左右时，0号高加疏水方式变化对汽轮发电机组经济性影响较大。

(3)汽轮发电机组原系统与疏水至1号高加的热耗率相差较小；但与疏水至3号高加、除氧器的经济性相差较大。

(4)汽轮发电机组原系统0号高加疏水至2号高加，综合经济性最好，仅对2号高加之后的高压加热器进行改造，不对1号高价进行改造，可以减少投资、缩短改造工期。

本发明依据汽轮发电机组在75％、50％、40％和30％额定负荷下0号高加的性能参数，通过等效热降原理对0号高加不同疏水方式进行汽轮机与回热系统热力计算，得到汽轮发电汽轮发电机组循环热效率变化值，分析汽轮发电机组运行的经济效益。汽轮发电机组燃烧单位标准煤所获得的最终净收益是以往衡量其运行效率的多种指标的一个综合体现，通过比较燃烧单位标准煤所获得的最终净收益来比较汽轮发电机组的运行经济性影响大小，此种方法更加直观，无论专业人员还是非专业人员都非常容易理解。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视作为本发明的保护范围。