本发明涉及一种供热蒸汽管道投产验收评价热力指标的计算方法，用于热力发电厂。
背景技术
许多电厂对机组进行改造，增加对外的供热，以增加经济效益。结合电厂的位置及与用户的距离，火电厂的供热改造大都以供热管道的形式，即从机组的设定抽汽口抽出蒸汽，经过压力、温度调节后，通过一根蒸汽管道引至用户。
供热蒸汽管道投产后，需要对蒸汽管道进行施工验收及评价。
目前相关规范及资料对供热管网的评价及验收主要是管道的保温厚度或管道的支架等是否符合要求，对压降、温降、热损失等一些热力指标涉及较少。而运行的蒸汽管道，尤其是刚投产阶段，流量、压力、温度等都很难与设计值匹配，且无可参考的计算及修正方法，无法对刚投产的蒸汽管道的热力性能进行评价。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的供热蒸汽管道投产验收评价热力指标的计算方法，该供热蒸汽管道投产验收评价热力指标的计算方法，能够与设计值进行对比，进而对供热蒸汽管道的热力性能进行评价。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种供热蒸汽管道投产验收评价热力指标的计算方法，其特征在于，供热蒸汽管道投产验收评价热力指标包括供热蒸汽管道温降、供热蒸汽管道压降、供热蒸汽管道泄漏率和供热蒸汽管道热损失率；所述供热蒸汽管道温降、供热蒸汽管道压降、供热蒸汽管道泄漏率和供热蒸汽管道热损失率的计算方法如下：
1)供热蒸汽管道温降的计算方法如下：
式中：△t为蒸汽管网的单位温降，单位是℃/km；t1为蒸汽管网的起点温度，单位是℃；t2为蒸汽管网的终点温度，单位是℃；l为蒸汽管道长度，单位是km；
对于蒸汽管段j建立热平衡方程组：
qjs＝qjys(1+β)
qjs＝cjp(tjm-tjn)gj
qjys＝qjcslj/1000
根据以上热平衡方程组得到蒸汽管网的温降：
式中：△tj为管段j的温降，单位是℃；qjs为管段j的蒸汽热量损失，单位是kj；qjys为管段j的蒸汽散热量损失，单位是kj；β为局部散热损失修正系数，取值范围在0.2～0.8；gj为管段j的内蒸汽流量，单位是kg/s；tjm为管段j的起始端温度，单位是℃；tjn为管段j的终端温度，单位是℃；qjcs为管段j的单位长度散热量，单位是w/m；lj为管段j的长度，单位是m；cjp为管段j内蒸汽的平均定压比热，cjp＝(cjm+cjn)/2，单位是kj/kg·℃；
式中：t0为管道内蒸汽温度，单位是℃；ta为外界环境温度，单位是℃；λ为保温材料的导热系数，单位是w/(m·℃)；d0为保温层外径，单位是m；di为保温层内径，单位是m；aw为外保温层对空气的换热系数，单位是w/(m2·℃)；
式中：v为风速，单位是m/s；
则修正至另一工况的温降为：
式中，a风速为风速的修正系数；a导热为保温材料的修正系数；
2)供热蒸汽管道压降的计算方法如下：
管道的压力降的计算公式如下：
式中：△p为蒸汽管网的单位压降，单位是mpa/km；p1为蒸汽管网的起点压力，单位是mpa；p2为蒸汽管网的终点压力，单位是mpa；
另一方面，蒸汽管网压降计算公式如下：
式中：ω为介质的平均计算流速，单位是m/s；ρ为介质的平均密度，单位是kg/m3；λ为摩擦阻力系数；d为管道内径，单位是mm；σζ为局部阻力系数的总和；h1、h2分别为起点、终点的标高，单位是m，对于蒸汽管道则不必考虑；1.15为安全系数；
则修正到另一工况下的压降为：
式中：aλ为摩擦阻力系数修正系数；
3)供热蒸汽管道泄漏率的计算方法如下：
式中：g为管网泄漏率；gi为管网起始流量，单位是kg/h；gj为管网终点流量，单位是kg/h；
4)供热蒸汽管道热损失率的计算方法如下：
式中：q为供热管网热损失率；hi为管网起始焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算；hj为管网终点焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算；
修正到另一工况下的热损失率为：
式中：q修正为供热管网热损失率；gi修正为修正工况下管网起始流量，单位是kg/h；hi修正为修正工况下管网起始焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算；gj修正为修正工况下管网终点流量，单位是kg/h；hj修正为修正工况下管网终点焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算。
进一步而言，蒸汽管道的热力指标用于评价其热损失；蒸汽管道的热损失包括三部分，第一部分是在输送过程中，由于管道散热导致的热损失；第二部分是沿途管道及附件跑冒造成的，这种热损失随机因素多，无法定性的计算，只能根据管网漏损率来估算；第三部分是换热站内凝结水热损失。
进一步而言，第一部分中，在输送过程中，由于管道散热导致的热损失有两种形式；一是蒸汽焓值的降低；二是管道散热导致在沿途出现凝结水；当管网负荷大时，蒸汽流量大，则产生的凝结水少；当管网负荷小时，蒸汽流量小，则产生的凝结水多。
进一步而言，第二部分中，热损失随机因素包括管道的施工质量、使用时间、管道附件的严密性等多种因素。
进一步而言，对于单纯的蒸汽供热管网，不存在第三部分的热损失。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明中热力指标的计算结果能够与设计值进行对比，进而对供热蒸汽管道的热力性能进行评价，给蒸汽管道的施工验收及运行期间的经济指标评价提供参考依据。同时，本发明克服了现有技术中蒸汽管道的热力性能评价所具有的难度，为蒸汽管道的热力性能评价提供了较为合理、可行的方法。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
一种供热蒸汽管道投产验收评价热力指标的计算方法，其特征在于，供热蒸汽管道投产验收评价热力指标包括供热蒸汽管道温降、供热蒸汽管道压降、供热蒸汽管道泄漏率和供热蒸汽管道热损失率；所述供热蒸汽管道温降、供热蒸汽管道压降、供热蒸汽管道泄漏率和供热蒸汽管道热损失率的计算方法如下：
1)供热蒸汽管道温降的计算方法如下：
式中：△t为蒸汽管网的单位温降，单位是℃/km；t1为蒸汽管网的起点温度，单位是℃；t2为蒸汽管网的终点温度，单位是℃；l为蒸汽管道长度，单位是km；
对于蒸汽管段j建立热平衡方程组：
qjs＝qjys(1+β)
qjs＝cjp(tjm-tjn)gj
qjys＝qjcslj/1000
根据以上热平衡方程组得到蒸汽管网的温降：
式中：△tj为管段j的温降，单位是℃；qjs为管段j的蒸汽热量损失，单位是kj；qjys为管段j的蒸汽散热量损失，单位是kj；β为局部散热损失修正系数，取值范围在0.2～0.8；gj为管段j的内蒸汽流量，单位是kg/s；tjm为管段j的起始端温度，单位是℃；tjn为管段j的终端温度，单位是℃；qjcs为管段j的单位长度散热量，单位是w/m；lj为管段j的长度，单位是m；cjp为管段j内蒸汽的平均定压比热，cjp＝(cjm+cjn)/2，单位是kj/kg·℃；
式中：t0为管道内蒸汽温度，单位是℃；ta为外界环境温度，单位是℃；λ为保温材料的导热系数，单位是w/(m·℃)；d0为保温层外径，单位是m；di为保温层内径，单位是m；aw为外保温层对空气的换热系数，单位是w/(m2·℃)；
式中：v为风速，单位是m/s；
则修正至另一工况的温降为：
式中，a风速为风速的修正系数；a导热为保温材料的修正系数；
2)供热蒸汽管道压降的计算方法如下：
管道的压力降的计算公式如下：
式中：△p为蒸汽管网的单位压降，单位是mpa/km；p1为蒸汽管网的起点压力，单位是mpa；p2为蒸汽管网的终点压力，单位是mpa；
另一方面，蒸汽管网压降计算公式如下：
式中：ω为介质的平均计算流速，单位是m/s；ρ为介质的平均密度，单位是kg/m3；λ为摩擦阻力系数；d为管道内径，单位是mm；σζ为局部阻力系数的总和；h1、h2分别为起点、终点的标高，单位是m，对于蒸汽管道则不必考虑；1.15为安全系数；
则修正到另一工况下的压降为：
式中：aλ为摩擦阻力系数修正系数；
3)供热蒸汽管道泄漏率的计算方法如下：
式中：g为管网泄漏率；gi为管网起始流量，单位是kg/h；gj为管网终点流量，单位是kg/h；
4)供热蒸汽管道热损失率的计算方法如下：
式中：q为供热管网热损失率；hi为管网起始焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算；hj为管网终点焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算；
修正到另一工况下的热损失率为：
式中：q修正为供热管网热损失率；gi修正为修正工况下管网起始流量，单位是kg/h；hi修正为修正工况下管网起始焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算；gj修正为修正工况下管网终点流量，单位是kg/h；hj修正为修正工况下管网终点焓值，单位是kj/kg，由相应的压力和温度计算。
蒸汽管道的热力指标用于评价其热损失；蒸汽管道的热损失包括三部分：
第一部分是在输送过程中，由于管道散热导致的热损失，有两种形式；一是蒸汽焓值的降低；二是管道散热导致在沿途出现凝结水；当管网负荷大时，蒸汽流量大，则产生的凝结水少；当管网负荷小时，蒸汽流量小，则产生的凝结水多。
第二部分是沿途管道及附件跑冒造成的，这种热损失随机因素多，无法定性的计算，只能根据管网漏损率来估算；第三部分是换热站内凝结水热损失。
第二部分中，热损失随机因素包括管道的施工质量、使用时间、管道附件的严密性等多种因素，对于单纯的蒸汽供热管网，不存在此项。
虽然本发明以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。