一种火电机组常规运行方式下发电及供热煤耗核算系统的制作方法

本发明属于火电机组节能和经济指标管理技术领域，尤其涉及一种火电机组常规运行方式下发电及供热煤耗核算系统。

背景技术：

火电机组反平衡发电、供热煤耗率指标计算都是在特定运行方式，系统隔离条件下进行的，机组主、辅系统能量处于稳定的平衡状态，利用相关参数的逻辑关系公式计算得到的。在常规运行方式下，很多生产辅助系统无法进行长期隔离，机组的运行方式(纯凝运行方式、抽凝运行方式、低压缸零功率方式、高背压方式等)也常常发生变化，将打破系统隔离状态下的能量平衡关系，按照行业标准计算反平衡发电、供热煤耗率指标的逻辑关系式已不能满足实际指标核算的需要，尤其是核算一个较长运行时间区段下的指标，由于机组频繁变工况运行，行业标准中的火电机组反平衡发电、供热煤耗率指标计算公式已无法满足实际指标核算的需求。一些企业火电机组中间生产工艺环节计量表计缺失或精度低无法正常计算反平衡发电、供热煤耗率的问题也很突出。给火电企业的节能管理和燃料管理工作带来了一定困难。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种火电机组常规运行方式下发电及供热煤耗核算系统，解决常规运行方式下辅助生产用热、机组频繁变工况运行和中间生产工艺环节计量表计缺失或精度低等条件下计算反平衡发电、供热煤耗率困难的问题。

本发明提供了一种火电机组常规运行方式下的反平衡发电及供热煤耗率指标核算系统，包括：

辅助生产耗热量计算模块，用于统计核算区间辅助生产用热的相关参数，计算辅助生产耗热量；所述相关参数包括生水流量、生水温升、汽暖用汽流量、水暖流量和温降、暖风器进出口温升、尿素水解用热参数；

冷源损失热量计算模块，用于获取常规运行方式下循环水泵不同组合方式下对应的凝汽器冷却水流量，统计核算区间凝汽器循环水温升，计算冷源损失热量；

发电耗热量计算模块，用于统计核算区间火电机组的发电量；将发电量折算成汽轮机内功；将汽轮机内功折算成热量，根据计算获得的冷源损失热量计算得到发电耗热量；

汽轮机总耗热量计算模块，用于根据统计和计算取得的汽轮机发电耗热量、供热量、生产辅助耗热量，计算汽轮机总耗热量；

锅炉输出热量计算模块，用于根据汽轮机总耗热量、管道效率、锅炉排污热损失，计算锅炉的输出热量；

锅炉输入热量计算模块，用于根据锅炉输出热量和试验锅炉效率计算得到锅炉输入热量；

供热分摊比计算模块，用于根据上面统计和计算获得的供热量、生产辅助耗热量、汽轮机总耗热量，计算供热分摊比；

入炉标准煤量计算模块，用于通过锅炉输入热量和标准煤低位发热量计算得到入炉标准煤量；

发电耗用标准煤量计算模块，用于根据入炉标准煤量和供热分摊比计算得到供热耗用标准煤量，用入炉总耗用标准煤量减去供热耗用标准煤量得到发电耗用标准煤量；

发电、供热煤耗率计算模块，用于根据计算取得的发电耗用标准煤量除以发电量得出发电煤耗率，用供热耗用标准煤量除以供热量得出供热煤耗率。

进一步地，所述辅助生产耗热量计算模块根据下式计算辅助生产耗热量：

冷风量

其中：c1、c2、c3、c0—回归锅炉冷风量与主蒸汽流量对应方程得到的常数；

d主汽—主蒸汽流量(t/h)

暖风器用热量q暖风器＝0.278v冷风cp×δt×h/1000(gj)

其中：cp—冷风定压比热(kj/kg.℃)

△t—冷风在暖风器内温升(℃)

h—核算时间(小时)

统计锅炉蒸汽吹灰器台数、吹灰时间、蒸汽耗用量、蒸汽参数，计算锅炉蒸汽吹灰耗用热量；

锅炉蒸汽吹灰耗用热量

其中：d吹灰—核算区间蒸汽吹灰用气量(t/h)

h′—吹灰蒸汽焓值(kj/kg)

—除盐水焓值(kj/kg)

统计生水加热蒸汽流量、生水加热器温升，计算生水加热蒸汽耗用热量；

生水加热蒸汽耗用热量q生水＝4.1868×d生水×δt×h/1000(gj)

其中：d生水—核算区间生水流量(t/h)

△t—生水加热温升(℃)

统计燃料解冻库、生产汽暖、生产浴池用蒸汽流量、蒸汽参数，计算蒸汽耗用热量；

燃料解冻库、生产汽暖、生产浴池用热量q解冻、汽暖、浴池＝d解冻、汽暖、浴池×δq×h/1000(gj)

其中：d解冻、汽暖、浴池—核算区间燃料解冻库、生产汽暖、生产浴池用气量(t/h)

δq—蒸汽放热量(kj/kg)

获取测试生产水暖系统水流量，统计水暖供回水温差，计算生产水暖用热量；

生产水暖用热量q水暖＝4.1868×d水暖×δt×h/1000(gj)

除氧器携带热量

其中：d除氧—核算区间除氧器排氧蒸汽流量，按设计份额选取(t/h)

h′—除氧器排气蒸汽焓值(kj/kg)

—除盐水焓值(kj/kg)

统计尿素水解用蒸汽流量、蒸汽参数，计算尿素水解耗用热量；

尿素水解用热量q水解＝d水解×δq×h/1000(gj)

其中：d水解—核算区间尿素水解用气量(t/h)

δq—尿素水解蒸汽放热量(kj/kg)

q生产辅助＝q暖风器+q吹灰+q生水+q解冻、汽暖、浴池+q水暖+q除氧+q水解(gj)

进一步地，所述冷源损失热量计算模块根据下式计算冷源损失热量：

冷源损失热量q冷源＝4.1868×d冷源×δt×h/1000(gj)

其中：d冷源——核算区间凝汽器冷却水流量(t/h)

△t——凝汽器冷却水温升(℃)。

进一步地，所述发电耗热量计算模块根据下式计算发电耗热量：

发电量折算热量

总发电量耗热量q发电＝q电量+q冷源(gj)

其中：nn——核算区间机组发电量(万kw.h)

η发电机——发电机效率(％)。进一步地，所述汽轮机总耗热量计算模块根据下式计算汽轮机总耗热量：

汽轮机总耗热量q汽轮机＝q发电+q供热量+q生产辅助(gj)。

进一步地，所述锅炉输出热量计算模块根据下式计算锅炉输出热量：

锅炉排污热损失q排污＝4.1868×α排污×d主汽×δt×h/1000(gj)

其中α排污——锅炉排污水份额

△t——锅炉排污水出口水温与除盐水温度之差(℃)

锅炉输出热量

进一步地，所述锅炉输入热量计算模块根据下式计算锅炉输入热量：

锅炉输入热量

进一步地，所述供热分摊比计算模块根据下式计算供热分摊比：

供热分摊比

进一步地，所述入炉标准煤量计算模块根据下式计算入炉标准煤量：

入炉标准煤量

进一步地，所述发电耗用标准煤量计算模块根据下式计算发电耗用标准煤量：

供热耗用标准煤量b供热＝α供热×b(t)

发电耗用标准煤量b发电＝b-b供热(t)

所述发电、供热煤耗率计算模块根据下式计算发电、供热煤耗率：

发电煤耗率

供热煤耗率

其中nn——核算区间机组发电量(万kw.h)

q供热——核算区间机组供热量(gj)。

借由上述方案，通过火电机组常规运行方式下发电及供热煤耗核算系统，能够解决常规运行方式下辅助生产用热、机组频繁变工况运行和中间生产工艺环节计量表计缺失或精度低等条件下计算反平衡发电、供热煤耗率困难的问题，方便了火电企业的节能管理工作，也为火电企业燃料管理工作带来很大方便。

附图说明

图1是本发明火电机组常规运行方式下的反平衡发电及供热煤耗率指标核算流程示意图；

图2是火电机组能量损失图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1、图2所示，火电机组常规运行方式下的反平衡发电及供热煤耗率指标核算框架包括锅炉输入热量1、锅炉输出热量2、锅炉各项损失热量3、锅炉排污热量损失4、汽轮机总耗热量5、管道热量损失6、发电量折算热量7、冷源损失热量8、生产辅助耗热量9、供热量10、锅炉暖风器耗用热量11、锅炉受热面吹灰耗用热量12、生水加热耗用热量13、燃料解冻库耗用热量14、生产汽暖耗用热量15、生产水暖耗用热量16、生产浴池耗用热量17、除氧器排氧携带耗用热量18、尿素水解耗用热量19。

本实施例提供了一种火电机组常规运行方式下的反平衡发电及供热煤耗率指标核算系统，包括：

辅助生产耗热量计算模块，用于统计核算区间辅助生产用热的相关参数，计算辅助生产耗热量；所述相关参数包括生水流量、生水温升、汽暖用汽流量、水暖流量和温降、暖风器进出口温升、尿素水解用热参数；

冷源损失热量计算模块，用于获取常规运行方式下循环水泵不同组合方式下对应的凝汽器冷却水流量，统计核算区间凝汽器循环水温升，计算冷源损失热量；

发电耗热量计算模块，用于统计核算区间火电机组的发电量；将发电量折算成汽轮机内功；将汽轮机内功折算成热量，根据上面计算获得的冷源损失热量计算得到发电耗热量；

汽轮机总耗热量计算模块，用于根据统计和计算取得的汽轮机发电耗热量、供热量、生产辅助耗热量，计算汽轮机总耗热量；

锅炉输出热量计算模块，用于根据汽轮机总耗热量、管道效率、锅炉排污热损失，计算锅炉的输出热量；

锅炉输入热量计算模块，用于根据锅炉输出热量和试验锅炉效率计算得到锅炉输入热量；

供热分摊比计算模块，用于根据上面统计和计算获得的供热量、生产辅助耗热量、汽轮机总耗热量，计算供热分摊比；

入炉标准煤量计算模块，用于通过锅炉输入热量和标准煤低位发热量计算得到入炉标准煤量；

发电耗用标准煤量计算模块，用于根据入炉标准煤量和供热分摊比计算得到供热耗用标准煤量，用入炉总耗用标准煤量减去供热耗用标准煤量得到发电耗用标准煤量；

发电、供热煤耗率计算模块，用于根据计算取得的发电耗用标准煤量除以发电量得出发电煤耗率，用供热耗用标准煤量除以供热量得出供热煤耗率。

通过该火电机组常规运行方式下的反平衡发电及供热煤耗率指标核算系统，每次根据需求进行反平衡发电、供热煤耗率核算，科学进行火电机组主要经济指标的管理，方便了火电企业的节能管理工作，也为火电企业燃料管理工作带来很大方便。

在本实施例中，所述辅助生产耗热量计算模块根据下式计算辅助生产耗热量：

计算锅炉暖风器用热量。根据锅炉热力计算书提供的冷风(送风、一次风)量、锅炉主蒸汽流量数据，将锅炉冷风量回归成与主蒸汽流量一一对应的方程式，统计核算区间暖风器进出口温度。计算出锅炉暖风器用热量。

冷风量

其中：c1、c2、c3、c0—回归锅炉冷风量与主蒸汽流量对应方程得到的常数；

d主汽—主蒸汽流量(t/h)

暖风器用热量q暖风器＝0.278v冷风cp×δt×h/1000(gj)

其中：cp—冷风定压比热(kj/kg.℃)

△t—冷风在暖风器内温升(℃)

h—核算时间(小时)

统计锅炉蒸汽吹灰器台数、吹灰时间、蒸汽耗用量、蒸汽参数，计算锅炉蒸汽吹灰耗用热量；

锅炉蒸汽吹灰耗用热量

其中：d吹灰—核算区间蒸汽吹灰用气量(t/h)

h′—吹灰蒸汽焓值(kj/kg)

—除盐水焓值(kj/kg)

统计生水加热蒸汽流量、生水加热器温升，计算生水加热蒸汽耗用热量；

生水加热蒸汽耗用热量q生水＝4.1868×d生水×δt×h/1000(gj)

其中：d生水—核算区间生水流量(t/h)

△t—生水加热温升(℃)

统计燃料解冻库、生产汽暖、生产浴池用蒸汽流量、蒸汽参数，计算蒸汽耗用热量；

燃料解冻库、生产汽暖、生产浴池用热量q解冻、汽暖、浴池＝d解冻、汽暖、浴池×δq×h/1000(gj)

其中：d解冻、汽暖、浴池—核算区间燃料解冻库、生产汽暖、生产浴池用气量(t/h)δq—蒸汽放热量(kj/kg)

获取测试生产水暖系统水流量，统计水暖供回水温差，计算生产水暖用热量；

生产水暖用热量q水暖＝4.1868×d水暖×δt×h/1000(gj)

除氧器携带热量

其中：d除氧—核算区间除氧器排氧蒸汽流量，按设计份额选取(t/h)

h′—除氧器排气蒸汽焓值(kj/kg)

—除盐水焓值(kj/kg)

统计尿素水解用蒸汽流量、蒸汽参数，计算尿素水解耗用热量；

尿素水解用热量q水解＝d水解×δq×h/1000(gj)

其中：d水解—核算区间尿素水解用气量(t/h)

δq—尿素水解蒸汽放热量(kj/kg)

q生产辅助＝q暖风器+q吹灰+q生水+q解冻、汽暖、浴池+q水暖+q除氧+q水解(gj)

进一步地，所述冷源损失热量计算模块根据下式计算冷源损失热量：

冷源损失热量q冷源＝4.1868×d冷源×δt×h/1000(gj)

其中：d冷源——核算区间凝汽器冷却水流量(t/h)

△t——凝汽器冷却水温升(℃)。

进一步地，所述发电耗热量计算模块根据下式计算发电耗热量：

发电量折算热量

总发电量耗热量q发电＝q电量+q冷源(gj)

其中：nn——核算区间机组发电量(万kw.h)

η发电机——发电机效率(％)。

进一步地，所述汽轮机总耗热量计算模块根据下式计算汽轮机总耗热量：

汽轮机总耗热量q汽轮机＝q发电+q供热量+q生产辅助(gj)。

进一步地，所述锅炉输出热量计算模块根据下式计算锅炉输出热量：

锅炉排污热损失q排污＝4.1868×α排污d主汽×δt×h/1000(gj)

其中α排污——锅炉排污水份额

△t——锅炉排污水出口水温与除盐水温度之差(℃)

锅炉输出热量

进一步地，所述锅炉输入热量计算模块根据下式计算锅炉输入热量：

锅炉输入热量

进一步地，所述供热分摊比计算模块根据下式计算供热分摊比：

供热分摊比

进一步地，所述入炉标准煤量计算模块根据下式计算入炉标准煤量：

入炉标准煤量

进一步地，所述发电耗用标准煤量计算模块根据下式计算发电耗用标准煤量：

供热耗用标准煤量b供热＝α供热×b(t)

发电耗用标准煤量b发电＝b-b供热(t)

所述发电、供热煤耗率计算模块根据下式计算供热煤耗率：

发电煤耗率

供热煤耗率

其中nn——核算区间机组发电量(万kw.h)

q供热——核算区间机组供热量(gj)。

以上计算过程，只与火电机组热量进出系统有关，与中间的工艺过程和指标无关，能够满足火电机组在纯凝运行方式、抽凝运行方式、低压缸零功率方式、高背压方式等多种常规运行方式下发电、供热煤耗率核算，该方法简便准确便于实际应用。解决了常规运行方式下，由于辅助生产用热无法隔离，机组变工况运行方式变化等因素造成汽轮机热耗率计算方程的平衡关系破坏，严重影响火电机组常规运行方式下发电、供热煤耗率核算的准确性问题。解决了一些机组中间生产工艺环节计量表计缺失或精度低无法计算反平衡发电、供热煤耗率的问题。上述计算过程适合用excel或其它计算机语言编制成小程序进行固化，每次进行反平衡发电、供热煤耗率核算，仅需输入核算区间的少量基本参数，运行一次计算程序就可马上得到计算结果，极大简化了分析过程。也适合将上述计算过程的程序做进机组的sis报表中，便于进行反平衡发电、供热煤耗率指标的实时跟踪，日、周、月、年统计分析管理工作，也适合用来推算月度或年度发电、供热煤耗率指标计划。方便了火电企业的节能管理工作，也为火电企业燃料管理工作带来很大方便。

实施例

参见下表

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。