凝汽机组背压变化对煤耗影响计算模型的研究

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1、第25卷第2期电力科学与工程VO1．25．NO．2Feb．．20O9312O09年2月ElectricPOwerScienceandEng．meer．mg凝汽机组背压变化对煤耗影响计算模型的研究李永华，李玉辉，闫顺林(华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定O71003)摘要：针对试验法、热力学方法和常规热平衡方法在工程上应用的局限性，结合火电机组热力系统汽水分布通用矩阵方程、比内功方程、循环吸热量方程及发电标准煤耗率的计算公式，构建了凝汽式火电机组背压变化对发电标准煤耗率影响的通用计算模型。应用表明，该模型使

2、用便捷、计算精度高、不限于给水泵驱动方式，适用于任意结构形式的凝汽式火电机组和机组的不同运行工况，尤其适用于作为计算机处理的数学模型。关键词：凝汽式汽轮机；背压变化；发电煤耗率；通用计算模型中图分类号：TK212．4文献标识码：A式中I=1，2，⋯，为汽轮机抽汽级数)；】，O引言和J分别为回热系统、辅助蒸汽系统和辅助水流系统的结构矩阵；【刚为回热抽汽系数矩阵；[在凝汽式机组的所有运行参数中，背压变化对为从汽侧进出热力系统的辅助汽流系数矩阵；机组热经济性的影响最大。由于受负荷、环境温度、为从给水或主凝结水管路进出

3、热力系统的小水流系循环水流量、凝汽器运行状况等因素的影响，实际数矩阵；为进出加热器的单位纯热量矩阵；M运行中的背压经常偏离基准值，即使对机组进行校为加热器给水焓升矩阵。式中各项的具体形式详见核性热力试验时，也很难将背压调整到基准值。因文献[5】。此，方便、定量地分析背压变化对煤耗率的影响具1．2机组比内功方程有重要意义。然而，鉴于试验法n、热力学方法nⅣ：。+仃一办。一[][％]一M(2)和常规热平衡方法口在工程应用上的局限性，按照现有方法做到这一点比较困难。为此，本文从热式中o，分别为主蒸汽比焓、再热蒸汽在炉

4、内力系统汽水分布通用矩阵方程、比内功方程、循环的比吸热量、汽轮机低压缸排汽比焓；Ⅳ，为轴封漏吸热量方程及发电煤耗率的计算公式出发，采用严汽、阀杆漏汽等在汽轮机内的做功不足；]=格的数学推导，构建了较为完善的背压变化对发电[l+盯一，⋯，+盯一，一，⋯，一]：为煤耗率影响的通用计算模型，为热力系统终参数节再热前的抽汽级数。能诊断提供了一种新工具，具有重要的实际意义。1．3循环吸热量方程’Q=o+盯一一[][鳓]一[][](3)1热力系统经济性分析基本方程式中为高压缸抽汽级数；为锅炉给水比焓；1．1汽水分布方程[]

5、=[⋯，0，⋯，0】，其中有个，一个0。对任一结构给定的火电厂热力系统，其汽水分1．4发电标准煤耗率布方程可写成机组的发电标准煤耗率计算公式可写成[][f]+[钏[]+[][口]+[△]=[](1)=而(4)收稿日期：2o08一l0—25．作者简介：李永华(196l一)，女，华北电力大学能源与动力工程学院教授32电力科学与工程2009年式中为发电标准煤耗率，g／k；为锅炉效进入凝汽器，即第级加热器为疏水自流式加热器，，率；为汽轮机机械效率；为发电机效率。时，=％一∑一∑一∑％，其中，为沿主凝结通常，当机组负荷扰

6、动较小时，，7，，变卢1卢l卢l化较小，可视为定值。此时，煤耗的相对变化可用水或给水流动方向，离第级加热器最近的汇集式式(5)表示。加热器的级数；]=[0⋯0—1]，为×1阶矩阵，为加热器个数，矩阵中第项为一l，其余各=㈣项为0。将式(8)代入式(7)，经整理得2计算模型的推导△Q=0(9)2．3背压变化对汽轮机作功量的影响关系式2．1推导前提对式(2)两边求全微分(结合推导前提)，经对汽轮机背压进行单因素耗差分析时，主整理可得蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽温度、调节阀开度和开数、各级加热器端差不变，给水泵汽轮

7、机△Ⅳ=一·△一[]·△[西]一·△(10)(下称“小机”)用汽除外的其它各类辅助汽水流量将式(6)、(8)代入式(10)得也视为不变。背压变化直接引起低压缸排汽焓厅和△Ⅳl-一·△一．[凰][][]·△一凝结水焓变化，进而引起机组比内功变化△Ⅳ和循环吸热量变化△Q。瓯以‘)对于采用汽动泵的凝汽式机组，背压变化还会引起小机排汽压力和排汽焓的变化。为保证给水泵式中为汽轮机的纯凝汽流份额，l+％一∑一卢l流量和压头稳定，小机输出功需要保持恒定，因此需要调整小机进汽量以补偿背压扰动对其做功的影∑％，其中为再热喷水份额

8、；％为从汽轮机通流户1响。当背压由p变化至时，小机相对进汽量的变部分漏出的辅助蒸汽(包括轴封漏汽、阀杆漏汽等)化△‰由式(6)确定份额；△为主机排汽焓的变化，△c=一厅。；(6)为驱动汽轮机耗汽引起的主机做功损失，风=．izq一。式中，分别为变工况前后的小机排汽焓；厅为2．4背压变化对机组煤耗影响的计算模型驱动汽轮机的进汽焓；‰为基准工况下的小机用汽将式(9)代入式(5)，经整理得份额