CN103728071A - 一种火电机组最大出力测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电机组最大出力测量方法，根据电厂实际入炉煤质，综合考虑制粉***出力变化，结合汽轮机效率曲线，确定实际入炉煤质下机组所能实现的出力水平。本发明能帮助电厂科学解释燃用劣质煤时，机组出力受限的根本原因，并且方便电厂根据电网负荷调度，提前调整入炉煤质，保证机组带负荷能力。

Description

一种火电机组最大出力测量方法

技术领域

本发明涉及热力工程技术领域,特别是一种不同煤质下火电机组出力测量方法。

背景技术

由于煤炭储量较少且以劣质无烟煤、劣质烟煤为主，煤炭输入受到很多因素限制，湖南省大型火电机组锅炉大量燃用非设计煤种的劣质无烟煤或劣质烟煤，灰分高、热值低、挥发分低、可磨性差，且煤源杂，煤质波动大。这些导致了湖南省大型火电机组锅炉效率较低、设备故障多、非停异停频发、机组出力波动等。锅炉参数的波动对汽机的影响，***的协调能力较弱，加重了燃烧不稳对机组出力的影响。

电站锅炉，尤其是对冲燃烧超临界参数锅炉燃用劣质无烟煤时，机组出力以及燃烧的稳定性、经济性，都是需要研究的内容。国内外尚未见燃用劣质无烟煤下对机组出力影响的理论研究，本研究成果可耦合燃用劣质无烟煤时机组负荷出力受限因素（制粉***出力、入炉煤总热值、锅炉效率、给水温度等），给出提高机组出力解决方案。通过项目研究，燃用劣质无烟煤时，制粉***出力保障是确保机组出力的根本方向，制粉***出力与磨煤机通风量（对中储式制粉***）和一次风压（直吹式制粉***）、钢球装载量、钢球配比等相关；提高入炉煤热值是确保机组出力的重要方法，合理掺配方式和掺配比例等是重要方法，通过提高锅炉效率，也可提高火电机组带负荷能力。提高锅炉效率，应强化燃烧调整，确保最佳煤粉细度，开展优化配风，降低灰渣可燃物和排烟温度等。

燃煤火力发电厂在不同煤质下，机组带负荷能力存在显著的差异，如何科学解释和预测不同燃煤煤质下的机组出力能力是电厂迫切需要的技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种火电机组最大出力测量方法，科学解释和预测不同燃煤煤质下的机组出力能力，确保机组适应电网负荷需求，且不浪费优质燃煤。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种火电机组最大出力测量方法，该方法为：

1）测量当前煤质下火电机组的锅炉效率ηgl；测量入炉煤低位发热量Qnet,ar；测量火电机组管道效率ηgd和发电机效率ηfdj；

2）以火电机组额定功率P′作为计算负荷，测得额定功率P′下火电机组汽轮机效率ηqj；

3）根据下式计算火电机组实时功率P：

P=Qsr×ηgl×ηgd×ηqj×ηfdj；

其中，Qsr为火电机组锅炉输入热量，Qsr=Bm×Qnet,ar，Bm为火电机组制粉***出力；

4）若（P′-P）/P′＞5%，则以实时功率P作为计算负荷，测得实时功率P下火电机组汽轮机效率ηqj，返回步骤2）；否则，以实时功率P为当前煤质下火电机组的最大出力。

所述步骤1）中，入炉煤低位发热量Qnet,ar采用量热仪测得。

所述步骤1）中，所述入炉煤低位发热量Qnet,ar取值范围为13000kJ/kg～25000kJ/kg；所述管道效率ηgd≥97%；发电机效率ηfdj≥99%。

所述管道效率ηgd为99%；发电机效率ηfdj为99%。

所述步骤3）中，制粉***出力Bm取值范围为30t/h～70t/h。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明提供了一种不同煤质下机组出力的迭代计算模型，方便计算火电机组的实时功率；本发明的方法可以科学解释和预测不同燃煤煤质下的机组出力能力，方便电厂根据电网负荷进行调度，提前调整入炉煤质，确保机组适应电网负荷需求，且不浪费优质燃煤。

附图说明

图1为本发明一实施例方法流程图。

具体实施方式

从火力发电过程看，燃煤进入锅炉，经过锅炉转换，将化学能转化为热能，蒸汽进去汽轮机，将热能转化为机械能，汽轮机转动切割磁力线，机械能转化为电能，在这里过程里，能量的转化中存在如下几个环节的损耗：锅炉效率、管道效率、汽机效率、发电机效率，本发明提供了火电机组实时功率P的计算模型：

P=Qsr×ηgl×ηgd×ηqj×ηfdj              （1）

上式中，Qsr为锅炉输入热量（Q=Bm×Qnet,ar），Bm为制粉***出力（或煤粉输入量，可通过电厂DCS数据直接换算获得，准确数据可通过制粉***出力测试实现，制粉***出力根据制粉***运行状况，正常范围为30t/h～70t/h，本处），Qnet,ar为入炉煤低位发热量，实验室内用量热仪测得（正常范围一般是13000kJ/kg～25000kJ/kg）；ηgl为锅炉效率，受煤质影响较大，受负荷影响不大，不同煤质下锅炉效率可提前通过试验获得（通过测量排烟温度、排烟氧量，获取飞灰样、炉渣样、煤粉样、原煤样等，按照GB10184-88《电站锅炉性能试验规程》进行试验获得效率）；ηgd、ηfdj分别为管道效率和发电机效率，可视为常数，可均取为99%（管道效率最低约97%，发电机效率不低于99%）。ηqj为汽轮机效率，与运行环境（环境温度、真空等）和机组负荷密切相关，在正常运行时，可认为汽轮机效率只是机组负荷的函数，该函数或关系可通过汽轮机厂家提供汽轮机特性曲线获得或试验获得（不同负荷下，按照GB/T8117.2–2008/IEC60953-2:1990《汽轮机热力性能验收试验规程》进行汽轮机热效率）。

从公式（1）可知，影响机组出力的主要环节是输入热量、锅炉效率和汽机效率。在汽轮机运行正常条件下，其热效率是机组负荷的函数。

在确定劣质煤燃烧条件下机组最大出力时，先以满负荷（额定功率）作为初始计算点，获得满负荷下汽轮机效率，按式（1）进行求解，计算得出的机组实时功率与初始值（额定功率）偏差不满足要求则下行迭代求解，迭代求解步长为△P（按1000千瓦代入计算），直至两者差值满足计算要求。具体迭代过程见图1。

实施例：

国电湖南宝庆煤电有限公司建设有2台600MW超临界参数对冲燃烧锅炉，设计燃煤低位发热量为20300kJ/kg，实际运行中，电厂常用燃煤煤质为17500kJ/kg左右。电厂提供的汽轮机效率曲线显示，满负荷下汽轮机效率为45.6%，根据本发明的计算模型，计算得出，当实际燃煤量可达到323t/h时即可最大出力(660MW)运行，实际运行中，6台磨煤机合计提供每小时325t/h燃煤供应，机组稳定在660MW出力水平。计算结果与实际吻合良好。

因此本发明的计算模型及计算方法可较好指导电厂事先预测机组在不同煤质下所能取得的最大出力。

Claims (5)

1.一种火电机组最大出力测量方法，其特征在于，该方法为：

1）测量当前煤质下火电机组的锅炉效率ηgl；测量入炉煤低位发热量Qnet,ar；测量火电机组管道效率ηgd和发电机效率ηfdj；

2）以火电机组额定功率P′作为计算负荷，测得额定功率P′下火电机组汽轮机效率ηqj；

3）根据下式计算火电机组实时功率P：

P=Qsr×ηgl×ηgd×ηqj×ηfdj；

其中，Qsr为火电机组锅炉输入热量，Qsr=Bm×Qnet,ar，Bm为火电机组制粉***出力；

4）若（P′-P）/P′＞5%，则以实时功率P作为计算负荷，测得实时功率P下火电机组汽轮机效率ηqj，返回步骤2）；否则，以实时功率P为当前煤质下火电机组的最大出力。

2.根据权利要求1所述的火电机组最大出力测量方法，其特征在于，所述步骤1）中，入炉煤低位发热量Qnet,ar采用量热仪测得。

3.根据权利要求1或2所述的火电机组最大出力测量方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述入炉煤低位发热量Qnet,ar取值范围为13000kJ/kg～25000kJ/kg；所述管道效率ηgd≥97%；发电机效率ηfdj≥99%。

4.根据权利要求3所述的火电机组最大出力测量方法，其特征在于，所述管道效率ηgd为99%；发电机效率ηfdj为99%。

5.根据权利要求1所述的火电机组最大出力测量方法，其特征在于，所述步骤3）中，制粉***出力Bm取值范围为30t/h～70t/h。