[发明专利]一种供热期热电联产机组电负荷可调范围的计算方法

摘要

本发明涉及一种供热期热电联产机组电负荷可调范围的计算方法，包括步骤：⑴对机组供热期的供热数据进行统计整理；⑵利用等效热降理论，对汽轮机新蒸汽等效热降和采暖抽汽等效热降进行计算；⑶根据等效热降理论，得到机组发电功率与主蒸汽流量和采暖抽汽流量的关系方程式；⑷根据步骤⑶中关系式对机组发电功率进行计算；⑸得出供热机组在不同供热负荷下的发电负荷。本发明针能够准确有效对等效热降值进行计算，得到机组发电功率与主蒸汽流量和采暖抽汽流量的关系，进而得出供热机组在不同供热负荷下的发电负荷，最终得出供热机组电负荷可调范围，该方法不仅有利于地区电力电量平衡，也能够显著提高系统运行的经济效率。

主权项

一种供热期热电联产机组电负荷可调范围的计算方法，其特征在于包括步骤如下：⑴对机组供热期的供热数据进行统计整理：具体为：通过试验对供热数据进行采集记录并整理，其中测点包括：机组负荷、主蒸汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽流量、采暖抽汽流量、中压缸排汽至低压缸阀门开度、中压缸排汽压力、中压缸排汽温度；⑵利用等效热降理论，对汽轮机新蒸汽等效热降和采暖抽汽等效热降进行计算：①汽轮机新蒸汽等效热降的计算方法新蒸汽的等效热降H₀,表示1kg新蒸汽的实际作功。我们可以通过汽轮机的装置效率，即实际循环效率η_i；装置加入的循环热量Q(kJ/kg)；以及等效热降H₀三者之间的关系求出新蒸汽的等效热降H_M；${\mathrm{\η}}_i=\frac{H_0}{Q}$同时，在已知汽轮机装置的热耗率HR_t，可以求出汽轮机的装置效率；${\mathrm{\η}}_i=\frac{3600}{{\mathrm{HR}}_t}$因此，新蒸汽的等效热降也可以表示为：$H_0=\frac{3600}{{\mathrm{HR}}_t}\×Q$②采暖抽汽等效热降的计算方法：抽汽等效热降H_j，表示在抽汽减少情况下1kg排挤抽汽作功的增加值，反之，抽汽量增加时，则表示作功的减少值。对于回热抽汽的汽轮机，其抽汽等效热降H_j计算公式的规律是从排挤1kg抽汽的焓降(h_j‑h_n)中减去某些固定成分，其公式可表示为：$H_j=(h_j-h_0)-\underset{r=1}{\overset{j-1}{\Σ}}\frac{A_r}{q_r}{H}_r=(h_j-h_0)-\underset{r=1}{\overset{j-1}{\Σ}}{\mathrm{\η}}_r{A}_r$式中：A_r—j如果为汇集式加热器则取τ_r；如果为疏水放流式加热器则取γ_r；j—加热器脚码编号；η—抽汽效率；r—加热器j后更低压力抽汽口脚码；τ—加热器给水温升，kJ/kg；q—加热蒸汽在加热器内释放的热量，kJ/kg；h—加热蒸汽焓，kJ/kg；h_n—汽轮机末级排汽焓；因此得出，若从五段抽汽(采暖抽汽段：一般为五段抽汽)抽出1kg采暖蒸汽，按1kg抽汽损失计算功率损失，其等效热降：$H_{CN}=\underset{j=1}{\overset{4}{\Σ}}{\mathrm{\τ}}_j{\mathrm{\η}}_j-(h_4-h_n)$式中：h₄—采暖抽汽段的蒸汽焓，kJ/kg；在计算抽汽等效热降中的一些相关中间计算公式如下：抽汽效率：${\mathrm{\η}}_j=\frac{H_j}{q_j};$加热器给水温升：τ_j＝t_j‑t_j‑1；加热蒸汽在加热器内的放热量：q_j＝h_j‑t_sj；疏水在加热器中的放热量：γ_j＝t_s(j+1)‑t_sj；⑶根据等效热降理论，得到机组发电功率与主蒸汽流量和采暖抽汽流量的关系方程式：在已知汽轮机新蒸汽的等效热降，和采暖抽汽的等效热降后，即可通过两者之间的关系计算出机组的发电功率，应用等效热降理论建立如下方程式：$N=\frac{G_0\×H_0-G_{CN}\×H_{CN}}{3600}$式中：N—机组发电功率，kW；G₀—机组主蒸汽流量，kg/h；H₀—机组纯凝工况下，1kg新蒸汽的实际做功，即等效热降，kJ/kg；G_CN—机组采暖抽汽流量，kg/h；H_CN—机组采暖工况下，1kg采暖抽汽的实际做功，即等效热降，kJ/kg；⑷根据步骤⑶中关系式对机组发电功率进行计算；由步骤⑶中方程式可以看出，供热机组在冬季供热工况，确保供热负荷的条件下，即保证采暖抽汽流量G_CN一定，通过改变主蒸汽流量，即可获得不同的机组发电机功率，即可计算出供热机组在一定采暖抽汽流量下对应电负荷的高、低限值；⑸得出供热机组在不同供热负荷下的发电负荷；通过步骤⑷计算出不同采暖抽汽流量下对应的电负荷的高、低限值，并进行统计整理，即可得到供热机组电负荷的可调范围。