超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统，利用仪器仪表测量得出过热器减温水流量，计算得出给水流量和主蒸汽流量，最终计算得出锅炉外排工质流量，测量汽水分离器压力，查焓熵图可知对应压力下的饱和水焓值，已知外排工质的流量和焓值，即可计算得出外排工质携带的热量，由此解决了现有技术中无法获得锅炉由直流工况转为湿态运行时的因外排工质造成的热量损失数据的技术问题，可准确计算出超临界火电机组调峰至转湿态运行后其锅炉外排工质带走的热量损失，检测过程严谨规范，得出的结论较为可靠，为后续相关节能降耗工作提供数据支撑。后续相关节能降耗工作提供数据支撑。后续相关节能降耗工作提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及超临界火电机组
，特别是涉及一种超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统。

技术介绍

[0002]我国能源现状要求火电机组向调峰调频的系统调节性电源转型，充分发挥现有火电机组应急调峰能力，在部分地区，政策鼓励火电机组具备调峰至30％以下工况能连续稳定运行的能力。但是，超临界火力发电机组在深度调峰至较低负荷工况下，经济性下降较快，能耗急剧上升。其原因在于，超临界机组在降负荷过程中，在机组负荷30％
‑
25％THA工况之间，锅炉由直流工况转为湿态运行。现投产超临界机组，因初始投资较大，大部分均未配备炉水循环泵，锅炉湿态运行时，汽水分离器分离出来的高温高压的工质进入储水箱，而后外排，造成工质和热量损失；而这些外排工质并没有计量，且管道内工质温度较高，在高温状态下，常规超声波流量计会失效，无法准确测量出外排的流量，由此导致无法定量分析其对机组经济性的影响，并以相关数据为支撑进行节能减排工作。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种超临界火电机组锅炉外排工质热量损失的计算方法及系统。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种超临界火电机组的锅炉外排工质热量损失的计算方法，包括如下步骤：
[0006]步骤一、机组包括汽轮机、锅炉和除氧器，锅炉具有外排管道，所述汽轮机与所述锅炉之间连接有主蒸汽管道，除氧器与锅炉之间连接有给水管道和过热器减温水管道；
[0007]将锅炉作为整体，确定进水流量和出水流量，进水流量包括给水流量F
fw
和过热器减温水流量F
gr
，出水流量包括主蒸汽流量F
ms
和锅炉外排流量F
wp
，进水流量与出水流量平衡，即F
fw
+F
gr
＝F
ms
+F
wp
，由给水流量F
fw
、过热器减温水流量F
gr
和主蒸汽流量F
ms
确定锅炉外排流量F
wp
；
[0008]步骤二、过热器减温水管道上连接流量仪表，检测过热器减温水流量F
gr
；
[0009]步骤三、给水管道上连接有若干高压加热器，进入除氧器的凝结水流量为计算基准，通过除氧器和若干高压加热器的热平衡和流量平衡计算，求出除氧器和各高压加热器进汽量，由于给水流量F
fw
未知，联立高压加热器和除氧器的热平衡和流量平衡方程组求解，计算给水流量F
fw
；
[0010]步骤四、主蒸汽管道上连接有压力测量仪表，检测所述汽轮机的调节级压力，而后计算出汽轮机新蒸汽进汽流量，即主蒸汽流量F
ms
；
[0011]步骤五、由上述步骤确定锅炉外排流量F
wp
，确定外排工质对应的焓值，外排工质携带的热量即锅炉外排流量乘以对应的焓值。
[0012]优选地，所述步骤三中，高压加热器的数量为3个，除氧器与高压加热器之间的给
水管道上设有给水泵密封水入口、给水泵密封水出口和再热器减温水出口，基于此，
[0013]1号高压加热器的热平衡计算方程：
[0014]F
fw
(h
f0
‑
h
f1
)＝F1(h1‑
h
d1
)
[0015]式中：F
fw
为给水流量，t/h；h
f0
为1号高压加热器的出水焓，kJ/kg；h
f1
为1号高压加热器的进水焓，kJ/kg；F1为1号高压加热器进汽量，t/h；h1为1号高压加热器的进汽焓，kJ/kg；h
d1
为1号高压加热器的疏水焓，kJ/kg；
[0016]2号高压加热器的热平衡计算方程：
[0017]F
fw
(h
f1
‑
h
f2
)＝F2(h2‑
h
d2
)+F1(h
d1
‑
h
d2
)
[0018]式中：F2为2号高压加热器的进汽量，t/h；h2为2号高压加热器的进汽焓，kJ/kg；h
d2
为2号高压加热器的疏水焓，kJ/kg；h
f2
为2号高压加热器的进水焓，kJ/kg；
[0019]3号高压加热器的热平衡计算方程：
[0020]F
fw
(h
f2
‑
h
f3
)＝F3(h3‑
h
d3
)+(F1+F2)(h
d2
‑
h
d3
)
[0021]式中：F3为3号高压加热器的进汽量，t/h；h3为3号高压加热器的进汽焓，kJ/kg；h
d3
为3号高压加热器的疏水焓，kJ/kg；h
f3
为3号高压加热器的进水焓，kJ/kg；
[0022]除氧器的热平衡计算方程：
[0023]F
ot4
h
ot4
＝F4h4+F
in
h
in4
+(F1+F2+F3)h
d3
；
[0024]式中：F
ot4
为除氧器的出水流量，t/h；h
ot4
为除氧器的出水焓，kJ/kg；F4为除氧器的进汽流量，t/h；h4为除氧器的进汽焓，kJ/kg；F
in
为测量获得的除氧器入口凝结水流量，t/h；h
in4
为除氧器的进水焓，kJ/kg；
[0025]除氧器的流量平衡计算：
[0026]F
ot4
＝F1+F2+F3+F4+F
in
；
[0027]给水流量F
fw
的计算方程：
[0028]F
fw
＝F
ot4
+F
mfin
‑
F
mfot
‑
F
gr
‑
F
zr
；
[0029]式中：F
mfin
为测量获得的给水泵密封水入口流量，t/h；F
mfot
为测量获得的给水泵密封水出口流量，t/h；F
gr
为测量获得的过热器减温水流量，t/h；F
zr
为测量获得的再热器减温水流量，t/h；
[0030]由上述方程组构成五元线性方程组，采用迭代法，首先假设一个给水流量的初始值，通过计算得出对应的给水流量计算值，用两者的偏差来校正初始值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界火电机组的锅炉外排工质热量损失的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、机组包括汽轮机、锅炉和除氧器，锅炉具有外排管道，所述汽轮机与所述锅炉之间连接有主蒸汽管道，除氧器与锅炉之间连接有给水管道和过热器减温水管道；将锅炉作为整体，确定进水流量和出水流量，进水流量包括给水流量F
fw
和过热器减温水流量F
gr
，出水流量包括主蒸汽流量F
ms
和锅炉外排流量F
wp
，进水流量与出水流量平衡，即F
fw
+F
gr
＝F
ms
+F
wp
，由给水流量F
fw
、过热器减温水流量F
gr
和主蒸汽流量F
ms
确定锅炉外排流量F
wp
；步骤二、过热器减温水管道上连接流量仪表，检测过热器减温水流量F
gr
；步骤三、给水管道上连接有若干高压加热器，进入除氧器的凝结水流量为计算基准，通过除氧器和若干高压加热器的热平衡和流量平衡计算，求出除氧器和各高压加热器进汽量，由于给水流量F
fw
未知，联立高压加热器和除氧器的热平衡和流量平衡方程组求解，计算给水流量F
fw
；步骤四、主蒸汽管道上连接有压力测量仪表，检测所述汽轮机的调节级压力，而后计算出汽轮机新蒸汽进汽流量，即主蒸汽流量F
ms
；步骤五、由上述步骤确定锅炉外排流量F
wp
，确定外排工质对应的焓值，外排工质携带的热量即锅炉外排流量乘以对应的焓值。2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤三中，高压加热器的数量为3个，除氧器与高压加热器之间的给水管道上设有给水泵密封水入口、给水泵密封水出口和再热器减温水出口，基于此，1号高压加热器的热平衡计算方程：F
fw
(h
f0
‑
h
f1
)＝F1(h1‑
h
d1
)式中：F
fw
为给水流量，t/h；h
f0
为1号高压加热器的出水焓，kJ/kg；h
f1
为1号高压加热器的进水焓，kJ/kg；F1为1号高压加热器进汽量，t/h；h1为1号高压加热器的进汽焓，kJ/kg；h
d1
为1号高压加热器的疏水焓，kJ/kg；2号高压加热器的热平衡计算方程：F
fw
(h
f1
‑
h
f2
)＝F2(h2‑
h
d2
)+F1(h
d1
‑
h
d2
)式中：F2为2号高压加热器的进汽量，t/h；h2为2号高压加热器的进汽焓，kJ/kg；h
d2
为2号高压加热器的疏水焓，kJ/kg；h
f2
为2号高压加热器的进水焓，kJ/kg；3号高压加热器的热平衡计算方程：F
fw
(h
f2
‑
h
f3
)＝F3(h3‑
h
d3
)+(F1+F2)(h
d2
‑
h
d3
)式中：F3为3号高压加热器的进汽量，t/h；h3为3号高压加热器的进汽焓，kJ/kg；h
d3
为3号高压加热器的疏水焓，kJ/kg；h
f3
为3号高压加热器的进水焓，kJ/kg；除氧器的热平衡计算方程：F
ot4
h
ot4
＝F4h4+F
in
h
in4
+(F1+F2+F3)h
d3
；式中：F
ot4
为除氧器的出水流量，t/h；h
ot4
为除氧器的出水焓，kJ/kg；F4为除氧器的进汽流量，t/h；h4为除氧器的进汽焓，kJ/kg；F
in
为测量获得的除氧器入口凝结水流量，t/h；h
in4
为除氧器的进水焓，kJ/kg；除氧器的流量平衡计算：
F
ot4
＝F1+F2+F3+F4+F
in
；给水流量F
fw
的计算方程：F
fw
＝F
ot4
+F
mfin
‑
F<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，孟凡垟，王波，陈广伟，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：