一种汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法与流程

一种汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法
【技术领域】
1.本发明涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种汽轮机回热系统端差对热耗率影响量的计算方法。


背景技术：

2.火电机组是我国能源消耗的大户，其节能减排对我国能源战略有着极为重要的意义。电站汽轮机运行节能主要的关注点是回热系统的经济性，而且回热系统的经济性主要体现在加热器的端差上面，所谓加热器端差一般是指加热器抽气压力下的饱和温度与加热器出口水温之差值。加热器端差还分为上端差和下端查的概念，加热器上端差＝汽侧抽汽压力对应的饱和温度-水侧出口温度，下端差＝汽侧疏水温度-水侧进口水温，若不特别注明的情况下，通常是指加热器抽汽压力下饱和温度和加热器出口水温之差。
3.显然端差越小，热经济性越好，端差偏离设计值会导致汽轮机组经济性下降，端差的影响因素比较复杂，可能是运行调整的原因，也可能是仪表精度原因，也可能是设备可靠性的原因。
4.针对汽轮机回热系统改造需要精确计算每个加热器的节能量潜力，并结合每个改造方案的造价进行技经分析，以供业主投资决策。汽轮机回热系统的节能潜力主要就是指每个加热器的端差对标设计值偏高多少，具体计算需要知道回热系统加热器端差每偏高1℃对热耗率的影响量。
5.目前计算汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法都是基于林万超早期提出的等效焓降法，尚未有其他较为成熟的计算方法。等效焓降法不是一个动态平衡的方法，只考虑了局部抽汽效率的变化，计算结果和真实值有一定偏差。


技术实现要素：

6.本发明针对以上问题提出了一种针对汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的算法，充分考虑了汽轮机变工况计算动态平衡的过程，提出的汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法比现有方法更加精确。克服现有算法的缺陷，该计算方法更加简单便于理解，对现实情况的适应性更强，具有较强的实用价值。
7.本发明的计算方法依据汽轮机变工况运行特性以及系统能量平衡方法，提供了另一种计算汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的方法，该计算方法通过分别计算加热器上端差变化前后、加热器下端差变化前后热耗率的变化量，并对加热器上端差或者下端差每次保持单一变量变化的同时，调整系统内效率维持不变，进行热耗率影响量的计算。
8.一种汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，包括以下步骤：
9.1、收集热耗率计算方法所需的原始数据；
10.2、机组回热系统加热器端差和热耗率的第一次计算；
11.3、计算回热系统#i加热器上端差下端差#1，2，3加热器为高压加热器，#5，6加热器为低压加热器，低压缸效率η
′d，试验热耗率hr；
12.4、调整加热器上端差或者下端差任一以及凝结水流量q这两个参数进行迭代计算，计算回热系统加热器端差变化后的试验热耗率；调整参数时每次保持加热器上端差或者下端差每次保持单一变量变化的同时，调整系统内效率维持不变，计算调整后的热效率；
13.5、计算回热系统加热器端差对热耗率的影响量。
14.所述汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，所述步骤四中在进行#1高压加热器上端差对热耗率的影响量计算时，具体步骤如下：
15.(4.1.1)改变#1高压加热器出水温度使得#1高压加热器上端差变化保持系统其他参数不变，则高压缸、中压缸效率不会变，低压缸计算效率会变化；
16.(4.1.2)通过调整凝结水流量q计算低压缸效率
17.(4.1.3)比较与η
′d的差值，如果与η
′d的差值小于等于0.001％，则输出计算修正后的热耗率如果与η
′d的差值大于0.001％，则重新设计凝结水流量q，并返回步骤(4.1.2)；
18.(4.1.4)直到迭代结束，输出热耗率计算#1高压加热器上端差对热耗率的影响量
19.所述#1高压加热器上端差变化1℃对热耗率的影响量计算公式如下：
[0020][0021]
所述汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，在进行#5低压加热器上端差对热耗率的影响量计算时，其计算方法与#1高压加热器上端差计算方法相同。
[0022]
所述汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，在进行#2高压加热器上端差对热耗率的影响量计算时，具体步骤如下：
[0023]
(4.2.1)改变#2高压加热器出水温度使得#2高压加热器上端差变化同时使#1高压加热器疏水温度变化量和#2高压加热器出水温度变化量相同，保持系统其他参数不变，则高压缸、中压缸效率及回热系统其他边界条件不会改变，低压缸计算效率会变化；
[0024]
(4.2.2)通过调整凝结水流量q计算低压缸效率
[0025]
(4.2.3)比较与η
′d的差值，如果与η
′d的差值小于等于0.001％，则输出计算修正后的热耗率如果与η
′d的差值大于0.001％，则重新设计凝结水流量q，并返回步骤(4.2.2)。
[0026]
(4.2.4)直到迭代结束，输出热耗率计算#2高压加热器上端差对热耗率的影响量
[0027]
所述#2高压加热器上端差变化1℃对热耗率的影响量计算公式如下：
[0028][0029]
所述汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，在进行#3高压加热
器和#6低压加热器上端差对热耗率的影响量和计算时，其计算方法与#2高压加热器上端差计算方法相同。
[0030]
所述汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，在进行#1高压加热器下端差对热耗率的影响量计算时，具体步骤如下：
[0031]
(4.3.1)改变#1高压加热器疏水温度使得#1高压加热器下端差变化保持系统其他参数不变，则高压缸、中压缸效率不会变，低压缸计算效率会变化；
[0032]
(4.3.2)通过调整凝结水流量q计算低压缸效率
[0033]
(4.3.3)比较与η
′d的差值，如果与η
′d的差值小于等于0.001％，则输出计算修正后的热耗率如果与η
′d的差值大于0.001％，则重新设计凝结水流量q，并返回步骤(4.3.2)。
[0034]
(4.3.4)迭代结束，输出热耗率计算#1高压加热器下端差对热耗率的影响量
[0035]
所述#1高压加热器下端差变化1℃对热耗率的影响量计算公式如下：
[0036][0037]
所述汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法在进行#1、#2、#3、#5和#6加热器下端差对热耗率的影响量计算时，其计算方法与#1高压加热器下端差计算方法相同。
[0038]
优选地，所有计算回热系统加热器上端差、下端差和热耗率的原始数据都用试验测点，计算精度较高。
[0039]
优选地，每次计算改变单一变量，保证其他回热系统加热器端差和汽轮机内效率不变，是一个动态平衡的过程，准确性较高。
[0040]
本发明所涉及的计算原理简单便于理解，有较强的实用价值和可操作性；该计算方法充分考虑了汽轮机变工况计算动态平衡的过程，提出的汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法比现有方法更加精确。
【附图说明】
[0041]
图1为本发明#1高压加热器上端差对热耗率影响量的迭代方法流程图；
[0042]
图2为本发明#2高压加热器上端差对热耗率影响量的迭代方法流程图；
[0043]
图3为本发明#1高压加热器下端差对热耗率影响量的迭代方法流程图。
【具体实施方式】
[0044]
下面将结合附图及实施例对本发明进行详细说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0045]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0046]
为了便于详细说明本发明所涉及计算方法，便于更好地理解，下面以某国产超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，给水回热为3高压加热器+1除氧+4低压加热器的系统，并带有汽动给水泵的机组为列进行说明。
[0047]
本发明提供一种汽轮机回热系统加热器端差对热耗率影响量的计算方法，包含如下具体步骤：
[0048]
(1)收集热耗计算方法所需的原始数据：
[0049]
[0050]
[0051][0052]
(2)计算回热系统#i加热器上端差下端差#1，2，3加热器为高压加热器，#5，6加热器为低压加热器，低压缸效率η
′d，试验热耗率hr；
[0053]
[0054][0055]
(3)，#1高压加热器上端差变化系统内效率维持不变，计算修正后的热耗率
[0056]
(4)通过改变#1高压加热器出水温度使得#1高压加热器上端差变化取计算修正后的热耗率方法如下：
[0057]
4.1)改变#1高压加热器出水温度到276.18℃，使得#1高压加热器上端差变化保持系统其他参数不变，则高压缸、中压缸效率不会变，低压缸计算效率会变化；
[0058]
4.2)通过调整凝结水流量q计算低压缸效率
[0059]
4.3)比较与η
′d的差值，如果与η
′d的差值小于等于0.001％，则输出计算修正后的热耗率如果与η
′d的差值大于0.001％，则重新设计凝结水流量q，并返回步骤4.2)；
[0060]
4.4)迭代结束，凝结水流量q为1287.94t/h，输出热耗率为7973.88kj/kwh，计算#1高压加热器上端差对热耗率的影响量
[0061][0062]
进行#5低压加热器上端差对热耗率的影响量计算时，其计算方法同#1高压加热器上端差计算方法。
[0063]
#2高压加热器上端差变化系统内效率维持不变，计算修正后的热耗率
[0064]
通过改变#2高压加热器出水温度使得#2高压加热器上端差变化同时使#1高压加热器疏水温度变化取计算修正后的热耗率方法如下：
[0065]
7.1)改变#2高压加热器出水温度到250.27℃，使得#2高压加热器上端差变化同时使#1高压加热器疏水温度变化254.83℃，保持系统其他参数不变，则高压缸、中压缸效率及回热系统其他边界条件不会改变，低压缸计算效率会变化；
[0066]
7.2)通过调整凝结水流量q计算低压缸效率
[0067]
7.3)比较与η
′d的差值，如果与η
′d的差值小于等于0.001％，则输出计算修正后的热耗率如果与η
′d的差值大于0.001％，则重新设计凝结水流量q，并返回步骤7.2)。
[0068]
7.4)迭代结束，凝结水流量q为1287.46t/h，输出热耗率为7972.11kj/kwh，计算#2高压加热器上端差对热耗率的影响量
[0069][0070]
进行#3高压加热器和#6低压加热器上端差对热耗率的影响量和计算时，其计算方法同#2高压加热器上端差计算方法。
[0071]
#1高压加热器下端差变化系统内效率维持不变，计算修正后的热耗率
[0072]
通过改变#1高压加热器疏水温度使得#1高压加热器下端差变化通过改变#1高压加热器疏水温度使得#1高压加热器下端差变化计算修正后的热耗率方法如下：
[0073]
10.1)改变#1高压加热器疏水温度到256.83℃，使得#1高压加热器下端差变化保持系统其他参数不变，则高压缸、中压缸效率不会变，低压缸计算效率会变化；
[0074]
10.2)通过调整凝结水流量q计算低压缸效率
[0075]
10.3)比较与η
′d的差值，如果与η
′d的差值小于等于0.001％，则输出计算修正后的热耗率如果与η
′d的差值大于0.001％，则重新设计凝结水流量q，并返回步骤10.2)。
[0076]
10.4)迭代结束，凝结水流量q为1287.23t/h，输出热耗率为7971.39kj/kwh，计算#1高压加热器下端差对热耗率的影响量
[0077][0078]
进行其他加热器下端差对热耗率的影响量计算时，其计算方法同#1高压加热器下端差计算方法。
[0079]
所有计算回热系统加热器上端差、下端差和热耗率的原始数据都用试验测点，计算精度较高。每次计算改变单一变量，保证其他回热系统加热器端差和汽轮机内效率不变，是一个动态平衡的过程，准确性较高。端差偏高1℃对热耗率的影响量计算结果：
[0080][0081][0082]
本发明所涉及的计算方法主要针对回热系统加热器端差对热耗率的影响量进行描述，为了便于表述和理解，计算方法以图1至图3所示的流程进行说明。不论火电机组的热力系统如何变化，都可以依据本发明所涉及的计算方法进行计算，所以本发明实施方式并不构成对本发明的限定。
[0083]
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。