一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法技术

本发明专利技术提供了一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，该方法为获取低压缸零出力方式下设计参数；获取低压缸零出力方式在某一供热抽汽流量下的运行边界参数；确定除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量，除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，汽轮机中压缸进汽流量，高压缸进汽流量；根据两个纯凝工况数据及高压缸进汽流量插值计算高压缸做功和中压缸做功；计算低压缸零出力方式下除氧器对应抽汽量、中压缸排汽压力对中压缸做功的修正值；计算机组最小技术出力；进行低压缸零出力方式多个供热抽汽流量条件下机组最小技术出力计算，获得特性关系。本发明专利技术可提高调峰运行能力。可提高调峰运行能力。可提高调峰运行能力。

【技术实现步骤摘要】
一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法


[0001]本专利技术属于供热机组
，具体说涉及一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法。

技术介绍

[0002]节能减排是我国经济实现可持续发展的基本国策，对于发电行业，热电联产是实现国家节能减排的一项重要措施。采暖供热主要有抽凝、吸收式热泵、高背压三种方式。抽凝供热因系统简单、投资少，在国内应用最广泛。抽凝供热机组可分为两类：一类是设计抽汽供热机组；另一类为纯凝改造供热机组。
[0003]抽凝式机组为：部分没做完功的蒸汽从汽轮机的抽汽口抽出送到热用户，其余部分在汽轮机继续做功后排入凝汽器凝结成水，然后回到锅炉。其运行方式灵活，受供热负荷限制小。抽凝式汽轮机其实就是凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的组合体。
[0004]在我国大力提高火电机组运行灵活性的政策背景下，受自身热电耦合特性、低压缸冷却蒸汽流量设计限值、“以热定电”运行方式的影响，常规抽汽凝汽式供热机组的电调峰能力有限，很难适应电网深度调峰需求，供热抽汽能力也受到一定影响。
[0005]专利申请号为202011635179.X的专利技术专利公开了低压缸零出力技术在供热机组的应用，包括以下应用步骤：S1.调整中低压导管旁路调阀，保证冷却蒸汽流量20t/h以上，低压缸喷水减温装置投入，方可投入低压缸零出力运行,防止末级叶片和缸体超温；S2.在进入低压缸零出力运行操作时,迅速避开叶片动应力增大的流量区域,减小叶片振动应力；S3.在投入低压缸喷水减温装置过程中，调节末级叶片温度，较对应排汽压力下的饱和温度高5℃～8℃，防止末级叶片水蚀；S4.每次投入低压缸零出力运行的时间不得少于两小时,在退出低压缸零出力运行前，应提高热网供水温度，提高热网的蓄热量，以保证退出运行后热网供水温度的稳定。
[0006]专利号为202110961614.6的中国专利公开了高背压供热机组运行背压与最小技术出力特性的确定方法，该方法包括：获取高背压供热机组的设计参数；获取高背压供热机组在采暖抽汽零流量、纯高背压供热状态时设定电负荷下的运行工况参数；设定电负荷，分别计算多个电负荷下高背压供热机组的最高运行背压；基于多个电负荷下高背压供热机组的最高运行背压，拟合确定高背压供热机组运行背压与最小技术出力的特性关系。
[0007]国内采用抽凝供热方式的机组占采暖机组比例最大，因设计、改造、运行调节等原因，出现一系列影响机组安全性和经济性的问题。
[0008]目前，现有抽凝供热机组汽轮机进行低压缸零出力技术进行改造后，机组零出力运行方式下最小技术出力与机组对外供热量直接相关，机组的对外供热量越高，则机组最小技术出力越高，即机组的调峰性能越差。因此，准确确定机组改造后最小技术出力与机组对外供热量的特性关系，对于供热机组参与调峰决策十分重要。
[0009]然而，由于实际供热参数与设计参数的偏差，厂家的设计特性曲线往往与实际偏
离很大；另外受现场条件制约，采用现场试验的方式获取改造后最小技术出力与机组对外供热量的特性关系难度很大，现场调整试验的风险很大，因此迫切需要一种现场实用简捷的抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，来解决电厂技术人员面临的问题。

技术实现思路

[0010]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，可以简捷地计算抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下特定对外供热量下的最小技术出力。
[0011]本专利技术采用的技术方案是：其包括获取低压缸零出力方式下设计参数；获取低压缸零出力方式在某一供热抽汽流量下的运行边界参数；迭代计算，确定除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量，除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，汽轮机中压缸进汽流量，高压缸进汽流量；根据迭代计算中选定的两个纯凝工况数据及高压缸进汽流量插值计算高压缸做功和中压缸做功；计算低压缸零出力方式下除氧器对应抽汽量、中压缸排汽压力对中压缸做功的修正值；计算低压缸零出力方式下机组最小技术出力；
[0012]进行低压缸零出力方式多个供热抽汽流量条件下机组最小技术出力计算，获得此方式下最小技术出力与机组供热抽汽流量的特性关系。
[0013]进一步地，所述低压缸零出力方式下设计参数包括低压缸最小冷却流量及排汽压力；所述获取获取低压缸零出力方式在某一供热抽汽流量下的运行边界参数包括中压缸排汽压力及热网加热器疏水回水温度。
[0014]进一步地，所述迭代计算，确定除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量，除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，汽轮机中压缸进汽流量，高压缸进汽流量为：
[0015]假定除氧器对应抽汽压力及抽汽温度，计算除氧器加热抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量；
[0016]计算除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，计算汽轮机中压缸进汽流量、高压缸进汽流量；
[0017]选取汽轮机各设计工况中与上述高压缸进汽流量最接近的两个纯凝工况作为选定的两个纯凝工况，所述高压缸进汽流量介于两个纯凝工况的高压缸进汽流量数值之间；根据选定的两个纯凝工况的高压缸进汽流量与除氧器抽汽压力、抽汽温度的设计数据插值计算除氧器对应的抽汽压力及抽汽温度；迭代计算直至除氧器对应抽汽压力、抽汽温度两次计算值吻合。
[0018]进一步地，计算除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量采用以下步骤：
[0019]根据除氧器对应的抽汽压力、抽汽温度计算抽汽焓值；
[0020]根据中压缸排汽压力、热网加热器疏水回水温度计算热网疏水焓值H
DH
；
[0021]根据中压缸排汽压力计算除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水焓值；采用下列方法：
[0022]1‑
1)计算除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水温度，采用公式：
[0023][0024]式中，t
LP5O
为除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水温度；p
IPExh
为中压缸排汽压力；PL
ELP5
为除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器对应抽汽的管道压损；TTD
LP5
为除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器的上端差；satT(p)为根据压力计算对应饱和温度的函数；
[0025]1‑
2)计算除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水焓值，采用公式：
[0026]h
LP5O
＝hpt(p
C
,t
LP5O
)；
[0027]式中，p
C
为凝结水压力值，取1.2MPa；hpt(p,t)表示根据介质压力及介质温度求解介质焓值的汽水特性函数；
[0028]计算除氧器凝结水进水混合流量及进水混合焓值，除氧器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，其特征在于，其包括获取低压缸零出力方式下设计参数；获取低压缸零出力方式在某一供热抽汽流量下的运行边界参数；迭代计算，确定除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量，除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，汽轮机中压缸进汽流量，高压缸进汽流量；根据迭代计算中选定的两个纯凝工况数据及高压缸进汽流量插值计算高压缸做功和中压缸做功；计算低压缸零出力方式下除氧器对应抽汽量、中压缸排汽压力对中压缸做功的修正值；计算低压缸零出力方式下机组最小技术出力；进行低压缸零出力方式多个供热抽汽流量条件下机组最小技术出力计算，获得此方式下最小技术出力与机组供热抽汽流量的特性关系。2.根据权利要求1所述的一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，其特征在于，所述低压缸零出力方式下设计参数包括低压缸最小冷却流量及排汽压力；所述获取获取低压缸零出力方式在某一供热抽汽流量下的运行边界参数包括中压缸排汽压力及热网加热器疏水回水温度。3.根据权利要求1所述的一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，其特征在于，所述迭代计算，确定除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量，除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，汽轮机中压缸进汽流量，高压缸进汽流量为：假定除氧器对应抽汽压力及抽汽温度，计算除氧器加热抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量；计算除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，计算汽轮机中压缸进汽流量、高压缸进汽流量；选取汽轮机各设计工况中与上述高压缸进汽流量最接近的两个纯凝工况作为选定的两个纯凝工况，所述高压缸进汽流量介于两个纯凝工况的高压缸进汽流量数值之间；根据选定的两个纯凝工况的高压缸进汽流量与除氧器抽汽压力、抽汽温度的设计数据插值计算除氧器对应的抽汽压力及抽汽温度；迭代计算直至除氧器对应抽汽压力、抽汽温度两次计算值吻合。4.根据权利要求3所述的一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，其特征在于，计算除氧器对应的抽汽参数及抽汽量、最终给水流量及给水泵汽轮机耗用蒸汽量采用以下步骤：根据除氧器对应的抽汽压力、抽汽温度计算抽汽焓值；根据中压缸排汽压力、热网加热器疏水回水温度计算热网疏水焓值H
DH
；根据中压缸排汽压力计算除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水焓值；采用下列方法：1
‑
1)计算除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水温度，采用公式：式中，t
LP5O
为除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水温度；p
IPExh
为中压缸排汽压力；PL
ELP5
为除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器对应抽汽的管道压损；TTD
LP5
为除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器的上端差；satT(p)为根据压力计算对应饱和温度的函数；1
‑
2)计算除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器出水焓值，采用公式：h
LP5O
＝hpt(p
C
,t
LP5o
)；式中，p
C
为凝结水压力值，取1.2MPa；hpt(p,t)表示根据介质压力及介质温度求解介质焓值的汽水特性函数；计算除氧器凝结水进水混合流量及进水混合焓值，除氧器出水焓值，2
‑
1)凝结水进水混合流量采用下列方法：F
C
＝F
LPmin
+F
ELP5
+F
GLS
+F
DH
；式中，F
LPmin
为低压缸零出力方式下设计低压缸最小冷却流量；F
ELP5
为低压缸零出力方式下除氧器凝结水进口侧前一级低压给水加热器的抽汽流量，取值4t/h；F
GLS
为轴封加热器至凝汽器疏水量，取值1.5t/h；F
DH
为热网加热器所需的供热抽汽流量；F
C
为凝结水进水混合流量；2
‑
2)凝结水进水混合焓值采用下列方法：式中，H
DH
为热网疏水焓值；2
‑
3)除氧器出水焓值采用下列方法：式中，satHW(p)为根据压力计算对应饱和水焓值的函数；p
EDEA
为除氧器对应抽汽压力；PL
EDEA
为除氧器对应抽汽的管道压损；计算高压给水加热器至除氧器的疏水焓值，采用下列方法：3
‑
1)高压给水加热器至除氧器的疏水温度，采用下式：式中，satT(p)为根据压力计算对应饱和温度的函数；ΔT
FWP
为经过给水泵的温升，取4.2℃；DTA
HP3
为除氧器相邻高压给水加热器的下端差，取5.6℃；3
‑
2)高压给水加热器至除氧器的疏水焓值，采用下式：H
D
＝hpt(p
D
,t
D
)式中，p
D
为高压给水加热器至除氧器的疏水压力，取p
D
＝p
EDEA
+1；hpt(p,t)表示根据介质压力及介质温度求解介质焓值的汽水特性函数；采用下式计算除氧器加热抽汽流量：式中，F
C
为除氧器凝结水进水混合流量；H
C
为除氧器凝结水进水混合焓值；H
FW
为除氧器出水焓值；H
D
为高压给水加热器至除氧器的疏水焓值；H
ED
为除氧器对应的抽汽焓值；α为高压给水加热器疏水与给水流量比值，由额定出力设计工况获取；
采用下式计算最终给水流量：式中，F
FW
为最终给水流量；采用下式计算新的给水泵汽轮机耗用蒸汽量：式中，F
EBT
为给水泵汽轮机耗用蒸汽量；带上角标D的符号为额定出力设计工况数据。5.根据权利要求4所述的一种抽凝供热机组低压缸零出力运行方式下最小技术出力特性的确定方法，其特征在于，所述除氧器对应抽汽段前、后的汽轮机通流蒸汽量，汽轮机中压缸进汽流量，高压缸进汽流量采用下列步骤，计算除氧器对应抽汽段后的汽轮机通流蒸汽量，采用下列计算公式：F
DSLP4
＝F
LPmin
+F
ELP5
+F
DH
；计算除氧器对应抽汽段前的汽轮机通流蒸汽量，采用下列计算公式：F
USLP4
＝F
DSLP4
+F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海生，王文营，张伟江，高翔，李铁军，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：