一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法技术

本发明专利技术为解决火力发电领域存在的中低负荷下的节流损失问题，公开了一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法，包括：S1、获取各调阀喷嘴组的通流面积；S2、获得调阀喷嘴组的全组合；S3、发电机组负荷从零开始增加，开启全组合中最小通流面积的A1组合，确定负荷L1对应的主汽压力；S4、随着负荷L1继续增加，按照全组合的调阀开启顺序开启A1组合之后的A2组合并关闭A1组合；S5、循环S4至开启最大通流面积的An组合。本发明专利技术在系统分析的基础上，对主汽压及配汽方式后，确定发电机组全负荷最佳的主汽压力及调阀阀序，从而获得机组最高的发电效率，充分挖掘机组中低负荷工况的节能潜力，降低机组供电标煤耗。低机组供电标煤耗。低机组供电标煤耗。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法


[0001]本专利技术涉及火力发电领域，特别涉及一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法。

技术介绍

[0002]目前大型汽轮发电机组通用的配汽方式主要有以下两种：
[0003]节流调节，就是全部蒸汽都要经过一个或几个同时启闭的调节汽阀，再进入第一级(调节级)喷嘴，也称“单阀配汽”。节流调节存在节流损失，负荷越低损失越大。
[0004]喷嘴调节，就是新蒸汽经过主汽门后再经过几个依次启、闭的调节汽阀再进入调节级，也称“顺序阀配汽”。每个调门分别控制一组调节级喷嘴，调节级通常是部分进汽的。在部分负荷时只是单个或两个调门有节流损失，经济性较节流调节会更好，适合于机组调峰运行。
[0005]基于上述传统理论和技术，火电机组无论在定压运行还是滑压运行方式下，都存在低负荷效率下降等问题。
[0006]采用定压运行时，负荷响应速度快，汽包温度稳定，然而汽轮机节流损失大、末级湿度变化大、主蒸汽和再热蒸汽温度难以维持；采用滑压运行时，汽轮机节流损失小，末级湿度变化小，主蒸汽和再热蒸汽温度易于维持，机炉金属温度变化小，但是汽包温度变化大、负荷响应速度慢，参考图1
‑
图4，以滑压运行、喷嘴调节配汽为例进行说明，图2显示随主汽流量/负荷变化的阀1
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阀4的调阀后压力及主汽压力的变化，图3显示随主汽流量/负荷变化的阀1
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阀4的调阀升程的变化，图4显示随主汽流量/负荷变化的滑压运行下喷嘴配汽调节级效率和调节级内效率的变化。
[0007]基于以上分析可知，中低负荷下采用滑压喷嘴配汽方式存在严重的节流损失。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法，以供电标煤耗最小为优化目标，综合考虑主汽压力对高压缸效率、循环效率、给水泵功耗的影响以及全负荷不同主汽压力下阀序对调节级效率的影响，对大型汽轮发电机组全负荷主汽压及配汽进行优化。
[0009]根据本专利技术的实施例的一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法，包括：
[0010]S1、设定不少于四个调阀喷嘴组，至少有两个调阀喷嘴组的通流面积不同，获取各调阀喷嘴组的通流面积；
[0011]S2、获得调阀喷嘴组的全组合，全组合包括若干调阀喷嘴组各自形成的组合和若干调阀喷嘴组配合形成的组合，全组合按照通流面积的大小顺序从小到大依次排列并设定为发电机组全负荷工况下的调阀开启顺序；
[0012]S3、发电机组负荷从零开始增加，此时机组负荷为L1，开启全组合中最小通流面积
的A1组合，确定负荷L1对应的主汽压力；
[0013]S4、随着负荷L1继续增加，主汽压力提高至使得调阀A1组合的背压达到临界背压值，随着负荷L1继续增加，当主汽压力继续增加所提高的发电功率大于辅机所消耗的电功率时，主汽压力继续提高，直至负荷增加为L1+ΔL1，主汽压力提高至最大值，此时机组的净发电功率为调阀开启A1组合下发电功率的最大值，按照全组合的调阀开启顺序开启A1组合之后的A2组合并关闭A1组合，确定负荷L2对应的主汽压力；
[0014]S5、按照全组合的调阀开启顺序循环S4至开启最大通流面积的An组合，确定负荷Ln对应的主汽压力。
[0015]根据本专利技术实施例的一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法，至少具有如下有益效果：由优化结果可知，减小高压缸调节级节流损失是提高系统发电能效的有效方法，但阀序优化并非单纯为了使高压缸调节级节流损失最小，同时也应该综合考虑在具体负荷下，提高主汽压力可以提高循环效率、同时消耗更多给水泵泵功，而且也可能因此增大高压缸调节级节流损失的影响规律，在系统分析的基础上，对主汽压及配汽方式进行优化后，确定发电机组全负荷最佳的主汽压力及调阀阀序，最终使机组获得机组最高的发电效率，充分挖掘机组中低负荷工况的节能潜力，降低机组供电标煤耗。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，先由以下公式确定主汽压力的一次设定值：
[0017][0018]其中，q
m
是质量流量，单位为kg/s；
[0019]A是喷管出口面积，单位m2；
[0020]ρ0是喷管入口蒸汽密度，单位是kg/m3；
[0021]k是过热蒸汽等熵指数，设定为1.2至1.5；
[0022]P0是喷管入口蒸汽压力，单位是Pa，设定主汽门压损为1％至5％，即蒸汽压力P0为95％至99％的主汽压力；
[0023]P是喷管出口压力，设定为调节级背压，单位是Pa；
[0024]初步假定，发电机组负荷、调节级背压和主蒸汽流量成正比，在负荷确定的情况下，可获得调节级背压、主蒸汽流量，根据上式计算出主汽压力的一次设定值，基于主汽压力设定值，根据主汽压力的微增出力实验最终确定主汽压力值。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，S4中随着主汽压力和发电功率在当前开启组合A1情况下提高至上限，此时负荷为L1+ΔL1，调阀开启顺序相邻的组合进行工况过渡，开启全组合中除了过渡前的组合以外的最小通流面积的Am组合，随着负荷进一步增加至L2，当Am不是A2组合时，按照全组合的调阀开启顺序开启过渡后的组合并关闭过渡前的组合和Am组合，当Am是A2组合时，关闭过渡前的组合。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，全组合包括全部调阀喷嘴组各自形成的组合和全部调阀喷嘴组配合形成的组合。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，设定四个调阀喷嘴组，分别为a1、a2、a3和a4。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，四个调阀喷嘴组的通流面积之间的大小关系为a1＝a2
＜a3＜a4。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，全组合包括11种，分别为A1组合包括a1/a2，A2组合包括a3，A3组合包括a1和a2，A4组合包括a1/a2和a3，A5组合包括a4，A6组合包括a1、a2和a3，A7组合包括a1和a4，A8组合包括a3和a4，A9组合包括a1、a2和a4，A10组合包括a1、a3和a4，A11组合包括a1、a2、a3和a4。
[0030]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0032]图1为现有喷嘴调节配汽方式示意图；
[0033]图2为随主汽流量/负荷变化的阀1
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阀4的调阀后压力及主汽压力的变化示意图；
[0034]图3为显示随主汽流量/负荷变化的阀1
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阀4的调阀升程的变化示意图；
[0035]图4为显示随主汽流量/负荷变化的滑压运行下喷嘴配汽调节级效率和调节级内效率的变化示意图；
[0036]图5为优化实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法，其特征在于，包括：S1、设定不少于四个调阀喷嘴组，至少有两个所述调阀喷嘴组的通流面积不同，获取各所述调阀喷嘴组的通流面积；S2、获得所述调阀喷嘴组的全组合，全组合包括若干所述调阀喷嘴组各自形成的组合和若干所述调阀喷嘴组配合形成的组合，全组合按照通流面积的大小顺序从小到大依次排列并设定为发电机组全负荷工况下的调阀开启顺序；S3、发电机组负荷从零开始增加，此时机组负荷为L1，开启全组合中最小通流面积的A1组合，确定负荷L1对应的主汽压力；S4、随着负荷L1继续增加，主汽压力提高至使得调阀A1组合的背压达到临界背压值，随着负荷L1继续增加，当主汽压力继续增加所提高的发电功率大于辅机所消耗的电功率时，主汽压力继续提高，直至负荷增加为L1+ΔL1，主汽压力提高至最大值，此时机组的净发电功率为调阀开启A1组合下发电功率的最大值，按照全组合的调阀开启顺序开启A1组合之后的A2组合并关闭A1组合，确定负荷L2对应的主汽压力；S5、按照全组合的调阀开启顺序循环S4至开启最大通流面积的An组合，确定负荷Ln对应的主汽压力。2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机组全负荷主汽压力及配汽优化方法，其特征在于，先由以下公式确定主汽压力的一次设定值：其中，q
m
是质量流量，单位为kg/s；A是喷管出口面积，单位m2；ρ0是喷管入口蒸汽密度，单位是kg/m3；k是过热蒸汽等熵指数，设定为1.2至1.5；P0是喷管入口蒸汽压力，单位是Pa，设定主汽门压损为1％至5％，即蒸汽压力P0为95％至99％的主汽压力；P是喷管出口压力，设定为调节级背压，单位是Pa；初步假定，发电机组负荷、调节级背压和主蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫良，黄畅，吕俊复，刘吉臻，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：