一种抽汽供热机组供热工况热力性能计算方法技术

本发明专利技术公开了一种抽汽供热机组供热工况热力性能的计算方法，解决了现有计算方法适用对象和工况条件上具有一定的局限性的问题。将抽汽供热汽轮机组高压缸调节级定义为8个级组，获取抽汽供热汽轮机组热耗保证工况（THA）热平衡图,确定第0级组与第1级组交界位置的蒸汽的状态；确定第1级组与第2级组交界位置蒸汽的状态，依次得到第3级组与第4级组交界位置蒸汽的状态、第4级组与第5级组交界位置蒸汽的状态；在得到整机汽水流量分布及状态后，即可计算出给定主蒸汽量、供热抽汽量、汽水损失率、排汽压力、排污率、热网加热器疏水量及温度下机组的热力性能；本发明专利技术通过建立通用数学模型，能够计算机组在不同供热工况下的热力性能，通用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抽汽供热机组供热工况热力性能计算方法。
技术介绍
研究供热机组在供热工况时的热力性能目前采用的方法主要有工况图分析法和汽轮机热力试验法。供热式汽轮机的工况图是表示汽轮机的主蒸汽流量、采暖供热抽汽量和功率之间关系的曲线，由一系列的抽汽流量工况线、最大主蒸汽流量工况线、最小排汽流量工况线、最小功率限制工况线共同组成，由汽轮机厂家提供，并按照设计参数计算出来的。工况图分析法一般只适用于特定机组或特定工况，通用性差。热力试验法一般由电力试研单位完成，通过数据采集、处理和计算，得出机组若干供热工况下的主要性能指标。热力试验法工作量大，且一般未考虑全厂汽水损失、排污等对机组热力性能的影响。上述两种方法仅对特定机组或特定工况适用，在适用对象和工况条件上具有一定的局限性。热力计算方法通过建立通用数学模型，能够计算机组在不同供热工况下的热力性能，理论清晰，通用性强。且能够计算机组排汽压力、全厂汽水损失率、排污率、热网加热器疏水温度等对供热机组热力性能的影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种抽汽供热机组供热工况热力性能的计算方法，该方法能够方便地确定供热工况下机组主蒸汽流量、供热蒸汽量、 发电功率之间的关系，得到供热工况下机组的主要热力性能指标，并能够计算机组排汽压力、全厂汽水损失率、排污率、热网加热器疏水温度等对供热机组热力性能的影响，具有准确性高、通用性强、计算速度快等优点。本专利技术是通过以下技术方案解决以上技术问题的：一种抽汽供热机组供热工况热力性能的计算方法，包括以下步骤：第一步、将抽汽供热汽轮机组高压缸调节级定义为第0级组，沿汽流方向从调节级至高压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第1压力级组，从高压缸第一抽汽口至高压缸排汽口之间的压力级组定义为第2压力级组；沿汽流方向从中压缸进汽口至中压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第3压力级组，从中压缸第一抽汽口至中压缸第二抽汽口之间的压力级组定义为第4压力级组，从中压缸第二抽汽口至中压缸第三抽汽口之间的压力级组定义为第5压力级组；沿汽流方向从低压缸进汽口至低压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第6压力级组，从低压缸第一抽汽口至低压缸第二抽汽口之间的压力级组定义为第7压力级组，从低压缸第二抽汽口至低压缸排汽口之间的压力级组定义为第8压力级组；第二步、获取抽汽供热汽轮机组热耗保证工况热平衡图，得到调节级后的设计蒸汽压力p0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽压力p2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽压力p4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽压力p5d、低压缸进汽口的设计蒸汽 压力pdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p6d、低压缸第二抽汽口(#7)的设计蒸汽压力p7d、低压缸排汽口的设计蒸汽压力ped；得到调节级后的设计蒸汽温度T0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽温度T2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽温度T4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽温度T5d、低压缸进汽口的设计蒸汽温度Tdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T6d、低压缸第二抽汽口的设计蒸汽温度T7d、低压缸排汽口的设计蒸汽温度Ted；得到进入汽轮机的主蒸汽流量Gs、通过调节级的设计蒸汽流量G0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽流量Ge2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽流量Ge4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽流量Ge5d、低压缸进汽口的设计蒸汽流量Gdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge6d、低压缸第二抽汽口的设计蒸汽流量Ge7d、低压缸排汽口的设计蒸汽流量Ged；计算第(i+1)级组的流量Gi+1，计算公式为：Gi+1＝Gi-Geid，(i为0、1、2、3、4、5、6、7)；计算第i级组效率计算公式为: η j z i = h i - 1 - h i h i - 1 - h i , s ; ]]>式中，为第i级组效率；hi为第i级抽汽焓；hi,s为按等熵膨胀第i级组后蒸汽焓；分别取得汽轮机最大连续功率工况热平衡图、75％THA工况热平衡图、50％THA工况热平衡图及40％THA工况热平衡图，参照THA工况，得到各抽汽点的温度、压力和流量，并计算得到各级组的效率；将第i级组效率拟合成主蒸汽流量Ds的函数，在抽汽供热机组进行变工况热力性能计算时，已知主蒸汽流量，即可得到各级组效率；第三步、根据下列公式，确定第0级组与第1级组交界位置的蒸汽的状态； p 0 = G 0 G 0 d × p 0 d ; ]]>式中：G0为通过调节级的实际蒸汽流量，单位为吨/小时；G0d为通过调节级的设计蒸汽流量，单位为吨/小时；p0d为调节级后的设计蒸汽压力，单位为兆帕；根据调节级级后压力p0和调节级效率即可确定调节级级后蒸汽的焓：式中，h0为调节级后蒸汽焓；h0为调节级前蒸汽焓；为调节级效率；h0,s为等熵膨胀调节级后蒸汽焓；在得到调节级后蒸汽压力p0和焓值h0后，根据水蒸汽性质即可确定蒸汽的温度和熵；第四步、确定第1级组与第2级组交界位置蒸汽的状态：假定给水温度tfw，由给水温度和高压缸第一抽汽口加热器端差，得到第1级组与第2级组交界位置的压力p1；根据p1和1级组效率即可确定1级组级后蒸汽的焓：在得到1级组后蒸汽压力p1和焓值h1后，根据水蒸汽性质即可确定蒸 汽的温度和熵；第五步、确定第2级组与第3级组交界位置蒸汽的状态：假定高压缸第一抽汽口加热器的进口水温，根据给水泵压力和进口水温计算高压缸第一抽汽口加热器的进口水焓；根据高压缸第一抽汽口加热器疏水温度和压力计算高压缸第一抽汽口加热器的疏水焓；根据高压缸第一抽汽口加热器热平衡计算第1抽汽口蒸汽流量；将通过第1级组的蒸汽流量减去第1抽汽口蒸汽流量得到通过第2级组的蒸汽流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽汽供热机组供热工况热力性能的计算方法，包括以下步骤：第一步、将抽汽供热汽轮机组高压缸调节级定义为第0级组，沿汽流方向从调节级至高压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第1压力级组，从高压缸第一抽汽口至高压缸排汽口之间的压力级组定义为第2压力级组；沿汽流方向从中压缸进汽口至中压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第3压力级组，从中压缸第一抽汽口至中压缸第二抽汽口之间的压力级组定义为第4压力级组，从中压缸第二抽汽口至中压缸第三抽汽口之间的压力级组定义为第5压力级组；沿汽流方向从低压缸进汽口至低压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第6压力级组，从低压缸第一抽汽口至低压缸第二抽汽口之间的压力级组定义为第7压力级组，从低压缸第二抽汽口至低压缸排汽口之间的压力级组定义为第8压力级组；第二步、获取抽汽供热汽轮机组热耗保证工况热平衡图，得到调节级后的设计蒸汽压力p0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽压力p2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽压力p4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽压力p5d、低压缸进汽口的设计蒸汽压力pdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p6d、低压缸第二抽汽口(#7)的设计蒸汽压力p7d、低压缸排汽口的设计蒸汽压力ped；得到调节级后的设计蒸汽温度T0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽温 度T1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽温度T2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽温度T4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽温度T5d、低压缸进汽口的设计蒸汽温度Tdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T6d、低压缸第二抽汽口的设计蒸汽温度T7d、低压缸排汽口的设计蒸汽温度Ted；得到进入汽轮机的主蒸汽流量Gs、通过调节级的设计蒸汽流量G0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽流量Ge2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽流量Ge4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽流量Ge5d、低压缸进汽口的设计蒸汽流量Gdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge6d、低压缸第二抽汽口的设计蒸汽流量Ge7d、低压缸排汽口的设计蒸汽流量Ged；计算第(i+1)级组的流量Gi+1，计算公式为：Gi+1＝Gi‑Geid，(i为0、1、2、3、4、5、6、7)；计算第i级组效率计算公式为:式中，为第i级组效率；hi为第i级抽汽焓；hi,s为按等熵膨胀第i级组后蒸汽焓；分别取得汽轮机最大连续功率工况热平衡图、75％THA工况热平衡图、50％THA工况热平衡图及40％THA工况热平衡图，参照THA工况，得到各抽汽点的温度、压力和流量，并计算得到各级组的效率；将第i级组效率拟合成主蒸汽流量Ds的函数，在抽汽供热机组进行变工况热力性能计算时，已知主蒸汽流量，即可得到各级组效率；第三步、根据下列公式，确定第0级组与第1级组交界位置的蒸汽的状态；式中：G0为通过调节级的实际蒸汽流量，单位为吨/小时；G0d为通过调节级的设计蒸汽流量，单位为吨/小时；p0d为调节级后的设计蒸汽压力，单位为兆帕；根据调节级级后压力p0和调节级效率即可确定调节级级后蒸汽的焓：式中，h0为调节级后蒸汽焓；h′0为调节级前蒸汽焓；为调节级效率；h0,s为等熵膨胀调节级后蒸汽焓；在得到调节级后蒸汽压力p0和焓值h0后，根据水蒸汽性质即可确定蒸汽的温度和熵；第四步、确定第1级组与第2级组交界位置蒸汽的状态：假定给水温度tfw，由给水温度和高压缸第一抽汽口加热器端差，得到第1级组与第2级组交界位置的压力p1；根据p1和1级组效率即可确定1级组级后蒸汽的焓：在得到1级组后蒸汽压力p1和焓值h1后，根据水蒸汽性质即可确定蒸汽的温度和熵；第五步、确定第2级组与第3级组交界位置蒸汽的状态：假定高压缸第一抽汽口加热器的进口水温，根据给水泵压力和进口水温计算高压缸第一抽汽口加热器的进口水焓；根据高压缸第一抽汽口加热器疏水温度和压力计算高压缸第一抽汽口加热器的疏水焓；根据高压缸第一抽汽口加热器热平衡计算第1抽汽口蒸汽流量；将通过第1级组的蒸汽流量减去第1抽汽口蒸汽流量得到通过第2级组的蒸汽流量G2，第2级组与第3级组交界位置的压力的计算公式为：根据p2计算高压缸排汽口(#2)加热器的出口水温，若其值与假定的#1加热器的进口水温的误差小于0.01℃，则迭代结束；否则重新假定#1加热器的进口水温；根据p2和第2级组效率即可确定第2级组级后蒸汽的焓：在得到2级组后蒸汽压力p2和焓值h2后，根据水蒸汽性质即可确定蒸汽的温度和熵；第六步、类似步骤5，依次得到第3级组与第4级组交界位置蒸汽的状态、第4级组与第5级组交界位置蒸汽的状态；第七步、供热工...

【技术特征摘要】
1.一种抽汽供热机组供热工况热力性能的计算方法，包括以下步骤：第一步、将抽汽供热汽轮机组高压缸调节级定义为第0级组，沿汽流方向从调节级至高压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第1压力级组，从高压缸第一抽汽口至高压缸排汽口之间的压力级组定义为第2压力级组；沿汽流方向从中压缸进汽口至中压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第3压力级组，从中压缸第一抽汽口至中压缸第二抽汽口之间的压力级组定义为第4压力级组，从中压缸第二抽汽口至中压缸第三抽汽口之间的压力级组定义为第5压力级组；沿汽流方向从低压缸进汽口至低压缸第一抽汽口之间的压力级组定义为第6压力级组，从低压缸第一抽汽口至低压缸第二抽汽口之间的压力级组定义为第7压力级组，从低压缸第二抽汽口至低压缸排汽口之间的压力级组定义为第8压力级组；第二步、获取抽汽供热汽轮机组热耗保证工况热平衡图，得到调节级后的设计蒸汽压力p0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽压力p2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽压力p4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽压力p5d、低压缸进汽口的设计蒸汽压力pdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽压力p6d、低压缸第二抽汽口(#7)的设计蒸汽压力p7d、低压缸排汽口的设计蒸汽压力ped；得到调节级后的设计蒸汽温度T0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽温 度T1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽温度T2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽温度T4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽温度T5d、低压缸进汽口的设计蒸汽温度Tdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽温度T6d、低压缸第二抽汽口的设计蒸汽温度T7d、低压缸排汽口的设计蒸汽温度Ted；得到进入汽轮机的主蒸汽流量Gs、通过调节级的设计蒸汽流量G0d、高压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge1d、高压缸第2抽汽口(高压缸排汽口)的设计蒸汽流量Ge2d、中压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge3d、中压缸第二抽汽口的设计蒸汽流量Ge4d、中压缸第三抽汽口的设计蒸汽流量Ge5d、低压缸进汽口的设计蒸汽流量Gdd、低压缸第一抽汽口的设计蒸汽流量Ge6d、低压缸第二抽汽口的设计蒸汽流量Ge7d、低压缸排汽口的设计蒸汽流量Ged；计算第(i+1)级组的流量Gi+1，计算公式为：Gi+1＝Gi-Geid，(i为0、1、2、3、4、5、6、7)；计算第i级组效率计算公式为:式中，为第i级组效率；hi为第i级抽汽焓；hi,s为按等熵膨胀第i级组后蒸汽焓；分别取得汽轮机最大连续功率工况热平衡图、75％THA工况热平衡图、50％THA工况热平衡图及40％THA工况热平衡图，参照THA工况，得到各抽汽点的温度、压力和流量，并计算得到各级组的效率；将第i级组效率拟合成主蒸汽流量Ds的函数，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，张龙英，张学镭，白志刚，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14