CN115017730B - 一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法 - Google Patents

一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法 Download PDF

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Abstract

一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，包括：a、根据扬程、转速试验及设计值，计算扬程对电耗修正因子f1；b、根据流量、转速试验及设计值，计算流量对电耗修正因子f2；c、根据汽轮机试验与修正后热耗率，计算热耗率差异对电耗修正因子f3；d、根据汽轮机修正后与设计热耗率，计算热耗率差异对电耗修正因子f4；e、根据机组排汽压力，计算排汽压力对电耗修正因子f5；f、根据汽轮机老化月数，计算老化对电耗修正因子f6；g、利用各修正因子及实测电耗，计算修正后凝结水泵电耗；h、各修正因子可根据试验目的不同进行选择。利用本发明进行凝结水泵电耗修正计算，修正后电耗能反映出对应试验目的下设备及机组的真实性能。

Description

一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法
技术领域
本发明属于发电机组热力性能试验领域，尤其涉及一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法。
背景技术
厂用电耗是反映机组辅助设备耗电量的指标，影响机组厂用电耗的因素除其自身性能外，主要还包括：(1)外部条件，如煤种变化、环境温度变化等，这些条件偏离设计值时，会对凝结水泵、给水泵、风机和磨煤机等设备的能耗产生较大影响；(2)运行条件，如运行方式和运行参数设定偏离设计(或保证)工况要求，同样会不同程度地影响辅助设备能耗指标。
在所有厂用电设备中，影响凝结水泵实测电耗的因素较为复杂，主要包括的影响因素及影响规律为：
(1)凝结水泵的扬程。当凝结水泵的扬程升高，凝结水泵电耗会相应增加；
(2)凝结水泵流量。当凝结水泵流量增大，凝结水泵电耗会相应增加；
(3)汽轮机热耗率。当汽轮机的实测热耗率上升，在机组保持相同出力情况下凝结水流量增加，凝结水泵电耗会相应增加；
(4)汽轮机排汽压力。当汽轮机排汽压力上升，在机组保持相同出力情况下凝结水流量增加，凝结水泵电耗会相应增加；
(5)汽轮机性能老化。根据客观规律，汽轮机随着运行时间增加而热耗率逐渐增加，称之为汽轮机的性能老化。随着运行时间增长，在机组输出功率一定的情况下，由于汽轮机性能持续老化，锅炉输出热量会逐渐增加，因此需要的给水流量也会汽轮机老化随之增加，凝结水泵电耗会相应增加。
基于以上分析可知，在评价凝结水泵的电耗时，对以上影响因素进行修正十分重要。然而，目前公开的文献均无完整考虑对以上各因素进行修正的计算公式或计算方法。因此，探讨厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，在发电机组厂用电耗试验计算中，利用本发明提供方法可根据不同试验目的将实测凝结水泵电耗修正至对应设计条件。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，采用公式(1)对修正后的凝结水泵电耗进行计算：
PCEP_corr＝PCEP_m+ΔPCEP (1)
式中：PCEP_corr为修正后的凝结水泵电耗，kW；PCEP_m为实测凝结水泵电耗，kW；ΔPCEP为凝结水泵电耗修正量，kW；
上述公式(1)中的凝结水泵电耗修正量ΔPCEP采用公式(2)进行计算：
ΔPCEP＝PCEP_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6×f7-PCEP_m (2)
式中：ΔPCEP为凝结水泵电耗修正量，kW；PCEP_m为实测凝结水泵电耗值，kW；f1为凝结水泵扬程对凝结水泵电耗的修正因子；f2为凝结水泵额定转速下流量对凝结水泵电耗的修正因子；f3为汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子；f4为汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子；f5为汽轮机排汽压力对凝结水泵电耗的修正因子；f6为汽轮机性能老化对凝结水泵电耗的修正因子；f7为其他影响凝结水泵电耗的修正因子；
上述公式(2)中的凝结水泵扬程对凝结水泵电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
式中：Hd为凝结水泵在额定试验工况下的设计扬程，m；Ht为凝结水泵的试验扬程，kJ/kg；
上述公式(2)中的凝结水泵额定转速下流量对凝结水泵电耗的修正因子f2采用公式(4)进行计算：
式中：Qd为凝结水泵在额定试验工况下的设计流量，t/h；Qt为凝结水泵的试验流量，t/h。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子f3采用公式(5)进行计算：
式中：HRcorr为经过一、二类修正后的汽轮机热耗率，kJ/(kWh)；HRt为试验汽轮机热耗率，kJ/(kWh)。
本发明进一步的改进在于，公式(5)中的汽轮机试验热耗率HRt与经过一、二类修正后的汽轮机热耗率HRcorr均参考ASME PTC 6《汽轮机性能试验规程》进行计算。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子f4采用公式(6)进行计算：
式中：HRcorr为经过一、二类修正后的汽轮机热耗率，kJ/(kWh)；HRd为试验工况下的汽轮机设计热耗率，kJ/(kWh)。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的汽轮机排汽压力对凝结水泵电耗的修正因子f5采用公式(7)进行计算：
式中：Pb_t为实测汽轮机排汽压力，kPa；Pb_d为设计汽轮机排汽压力，kPa；k为汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数，％/kPa。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中的汽轮机性能老化对凝结水泵电耗的修正因子f6采用公式(8)进行计算：
式中：M为汽轮机首次进汽至试验前的运行月数，月；B为汽轮机设计输出功率，MW；C为额定主蒸汽压力，MPa。
本发明进一步的改进在于，公式(6)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k从汽轮机制造厂提供的背压对热耗率修正曲线图中査取，或通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
本发明进一步的改进在于，凝结水泵的试验流量Qt在凝结水泵出口凝结水管道进行测量，流量测量参考ISO 5167《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》标准进行。
本发明进一步的改进在于，公式(2)中涉及的修正项目f1、f2为必须修正项，f3、f4、f5、f6根据试验目的不同选择。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
在发电机组厂用电耗试验计算中，利用本发明提供修正计算方法可根据不同的试验目的将影响凝结水泵电耗的6项因素(凝结水泵扬程、凝结水泵额定转速下流量、汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异、汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异、汽轮机排汽压力、汽轮机老化)修正至设计值，使得到的凝结水泵电耗量及厂用电耗能够与反映出对应试验目的下机组和设备的真实性能。
附图说明
图1为一典型汽轮机热耗率与汽轮机排汽压力关系曲线。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法做进一步的详细说明。
本发明提供的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，包括以下步骤：采用公式(1)对修正后的凝结水泵电耗进行计算：
PCEP_corr＝PCEP_m+ΔPCEP (1)
式中：PCEP_corr为修正后的凝结水泵电耗，kW；PCEP_m为实测凝结水泵电耗，kW；ΔPCEP为凝结水泵电耗修正量，kW。
上述公式(1)中的凝结水泵电耗修正量ΔPCEP采用公式(2)进行计算：
ΔPCEP＝PCEP_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6×f7-PCEP_m (2)
式中：ΔPCEP为凝结水泵电耗修正量，kW；PCEP_m为实测凝结水泵电耗值，kW；f1为凝结水泵扬程对凝结水泵电耗的修正因子；f2为凝结水泵额定转速下流量对凝结水泵电耗的修正因子；f3为汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子；f4为汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子；f5为汽轮机排汽压力对凝结水泵电耗的修正因子；f6为汽轮机性能老化对凝结水泵电耗的修正因子；f7为其他影响凝结水泵电耗的修正因子。
上述公式(2)中的凝结水泵扬程对凝结水泵电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
式中：Hd为凝结水泵在额定试验工况下的设计扬程，m；Ht为凝结水泵的试验扬程，kJ/kg。
上述公式(2)中的凝结水泵额定转速下流量对凝结水泵电耗的修正因子f2采用公式(4)进行计算：
式中：Qd为凝结水泵在额定试验工况下的设计流量，t/h；Qt为凝结水泵的试验流量，t/h。
公式(2)中的汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子f3采用公式(5)进行计算：
式中：HRcorr为经过一、二类修正后的汽轮机热耗率，kJ/(kWh)；HRt为试验汽轮机热耗率，kJ/(kWh)。
公式(5)中的汽轮机试验热耗率HRt与经过一、二类修正后的汽轮机热耗率HRcorr均参考ASME PTC 6《汽轮机性能试验规程》进行计算。
公式(2)中的汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子f4采用公式(6)进行计算：
式中：HRcorr为经过一、二类修正后的汽轮机热耗率，kJ/(kWh)；HRd为试验工况下的汽轮机设计热耗率，kJ/(kWh)。
公式(2)中的汽轮机排汽压力对凝结水泵电耗的修正因子f5采用公式(7)进行计算：
式中：Pb_t为实测汽轮机排汽压力，kPa；Pb_d为设计汽轮机排汽压力，kPa；k为汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数，％/kPa。
公式(2)中的汽轮机性能老化对凝结水泵电耗的修正因子f6采用公式(8)进行计算：
式中：M为汽轮机首次进汽至试验前的运行月数，月；B为汽轮机设计输出功率，MW；C为额定主蒸汽压力，MPa。
公式(6)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k从如附图1所示的汽轮机制造厂提供的背压对热耗率修正曲线图中査取，或通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
凝结水泵的试验流量Qt在凝结水泵出口凝结水管道进行测量，流量测量参考ISO5167《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》标准进行。
公式(2)中涉及的修正项目f1、f2为必须修正项，f3、f4、f5、f6可根据试验目的不同予以适当选择：(a)如果电站建设为(EPC)总包项目，试验目的是为获得可与设计保证值对比的机组整体性能指标(净热耗率、净输出功率、供电煤耗、厂用电功率、厂用电耗指标)而进行的机组投产后性能验收试验，f5、f6予以修正，f3＝1、f4＝1；(b)如果是为获得机组当前实际性能指标(净热耗率、净输出功率、供电煤耗、厂用电功率、厂用电耗)而进行的机组性能试验，f3予以修正，f4＝1、f5＝1、f6＝1；(c)如果是为获得凝结水泵设备本体在当前设计运行工况下的电耗性能指标而进行的性能试验，f2、f3、f4、f6予以修正，f5＝1。
公式(2)中涉及的其他影响凝结水泵电耗的修正因子f7计算方法根据机组实际运行特殊情况参与试验各方协商确定。在所述的(a)、(b)、(c)三种试验目的中是否f7需要进行修正根据机组实际运行特殊情况参与试验各方协商确定。
实例说明：
如表1所示，实例是针对一660MW燃煤发电机组(EPC)总包项目进行整体性能验收试验，需要对机组厂用电耗进行修正计算，因而需要对凝结水泵电耗进行对应修正。实例属于权利11中的试验目的(a)，因此影响凝结水泵电耗的修正因子f1～f5均需进行修正计算。
试验机组共配备3台凝结水泵，在100％TMCR试验工况下，凝结水泵运行方式为1运1备。试验期间，机组发电机输出功率为686.380MW，机组总辅机电耗值为56950.7kW，2台凝结水泵总电耗为1886.4kW。
本实例中，计算结果表明，通过将凝结水泵扬程、凝结水泵额定转速下流量、汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异、汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异、汽轮机排汽压力、汽轮机老化月数修正至设计值，得到凝结水泵电耗修正量为-62.6kW，凝结水泵电耗修正后的总厂用电功率为56888.1kW。
表1凝结水泵电耗修正计算示例
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，采用公式(1)对修正后的凝结水泵电耗进行计算：
PCEP_corr＝PCEP_m+ΔPCEP (1)
式中：PCEP_corr为修正后的凝结水泵电耗，kW；PCEP_m为实测凝结水泵电耗，kW；ΔPCEP为凝结水泵电耗修正量，kW；
上述公式(1)中的凝结水泵电耗修正量ΔPCEP采用公式(2)进行计算：
ΔPCEP＝PCEP_m×f1×f2×f3×f4×f5×f6×f7-PCEP_m (2)
式中：ΔPCEP为凝结水泵电耗修正量，kW；PCEP_m为实测凝结水泵电耗值，kW；f1为凝结水泵扬程对凝结水泵电耗的修正因子；f2为凝结水泵额定转速下流量对凝结水泵电耗的修正因子；f3为汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子；f4为汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子；f5为汽轮机排汽压力对凝结水泵电耗的修正因子；f6为汽轮机性能老化对凝结水泵电耗的修正因子；f7为其他影响凝结水泵电耗的修正因子；
上述公式(2)中的凝结水泵扬程对凝结水泵电耗的修正因子f1采用公式(3)进行计算：
式中：Hd为凝结水泵在额定试验工况下的设计扬程，m；Ht为凝结水泵的试验扬程，kJ/kg；
上述公式(2)中的凝结水泵额定转速下流量对凝结水泵电耗的修正因子f2采用公式(4)进行计算：
式中：Qd为凝结水泵在额定试验工况下的设计流量，t/h；Qt为凝结水泵的试验流量，t/h。
2.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机试验热耗率与修正后热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子f3采用公式(5)进行计算：
式中：HRcorr为经过一、二类修正后的汽轮机热耗率，kJ/(kWh)；HRt为试验汽轮机热耗率，kJ/(kWh)。
3.如权利要求2所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(5)中的汽轮机试验热耗率HRt与经过一、二类修正后的汽轮机热耗率HRcorr均参考ASME PTC 6《汽轮机性能试验规程》进行计算。
4.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机修正后热耗率与设计热耗率差异对凝结水泵电耗的修正因子f4采用公式(6)进行计算：
式中：HRcorr为经过一、二类修正后的汽轮机热耗率，kJ/(kWh)；HRd为试验工况下的汽轮机设计热耗率，kJ/(kWh)。
5.如权利要求4所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(6)中的汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数k从汽轮机制造厂提供的背压对热耗率修正曲线图中査取，或通过进行汽轮机变背压特性试验得到。
6.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机排汽压力对凝结水泵电耗的修正因子f5采用公式(7)进行计算：
式中：Pb_t为实测汽轮机排汽压力，kPa；Pb_d为设计汽轮机排汽压力，kPa；k为汽轮机排汽压力对汽轮机热耗率的影响系数，％/kPa。
7.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中的汽轮机性能老化对凝结水泵电耗的修正因子f6采用公式(8)进行计算：
式中：M为汽轮机首次进汽至试验前的运行月数，月；B为汽轮机设计输出功率，MW；C为额定主蒸汽压力，MPa。
8.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，凝结水泵的试验流量Qt在凝结水泵出口凝结水管道进行测量，流量测量参考ISO 5167《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》标准进行。
9.如权利要求1所述的一种火电机组厂用电耗计算中的凝结水泵电耗修正计算方法，其特征在于，公式(2)中涉及的修正项目f1、f2为必须修正项，f3、f4、f5、f6根据试验目的不同选择。
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