第一部分 发电厂热力系统及其热经济性指标ok

火力发电厂热力系统性能分析陈海平2020/2/22热力系统性能分析2内容提要第一部分发电厂热力系统及其经济性指标第二部分热力系统计算方法简介第三部分热力系统简洁算法及其经济性指标第四部分等效热降法第五部分矩阵法第六部分供热机组能耗特性分析第七部分热系统变工况计算第八部分热力系统的定量分析第九部分热系统设备的定量分析第十部分给水回热焓升的最佳分配第十一部分火力发电厂运行热经济性的在线分析计算2020/2/22热力系统性能分析3第一部分发电厂热力系统及其热经济性指标本讲内容提要一发电厂热力系统概述二发电厂热经济性的评价方法三火力发电厂技术经济指标计算方法四热经济性指标五热经济性指标的变化及其关系2020/2/22热力系统性能分析4第一讲发电厂热力系统及其热经济性指标一、发电厂热力系统的概述⒈概念和分类⑴发电厂的任务：是将燃料中的热能转变为电能，这种转化是由已给定的热力设备按照热力循环的顺序来完成的。⑵发电厂热力系统的概念：发电厂热力部分的主、辅设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体称为热力系统；用规定的符号来表示热力设备及其它们之间的连接关系时就构成了发电厂的热力系统图。⑶发电厂热力系统的分类：在生产实践中，按其应用的目的和编制方法不同，热力系统有两种不同的基本型式，即原则性热力系统和全面性热力系统。2020/2/22热力系统性能分析5⒉原则性热力系统的概念、实质、作用和组成⑴概念：以规定的符号来表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图，称为发电厂的原则性热力系统。⑵实质：是用来表明工质的能量转换及其热量利用的过程，它反映了发电厂能量转换过程的技术完善程度和发电厂热经济性的好坏。由于原则性热力系统只表示工质流过时状态参数发生变化的各种热力设备，故图中同类型同参数的设备只用一个来表示，它仅表明设备之间的主要联系，备用设备、管道及附件一般不画出。⑶作用：用来计算和确定各设备、管道的汽水流量，发电厂的热经济指标等，故又称为计算热力系统。⑷组成：锅炉、汽轮机、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统；给水回热加热系统；除氧器和给水箱系统；补充水系统；连续排污及热量利用系统；对外供热系统等。2020/2/22热力系统性能分析6⒊全面性热力系统的用途⑴全面性热力系统标明一切必需的连接管路和管路上的一切附件，因而全面性热力系统反映了全厂热力设备的配置情况和各种运行工况的切换方式，是发电厂运行操作的依据。⑵发电厂全面性热力系统简单或复杂，对设计而言，直接影响到投资的多少和钢材的耗用量；对施工而言，直接影响到施工工作量的大小和施工期限的长短；对运行而言，直接影响到运行调度的灵活性、可靠性和经济性，工质损失的多少和散热损失的大小；对检修而言，直接影响到各种切换的可能性及备用设备投入的可能性。因此拟定全面性热力系统要符合安全可靠、简单明显、便于运行操作、维护方便、留有扩建余地、投资运行费用低、技术经济上合理的原则。⑶在发电厂设计时，可以根据拟定的全面性热力系统图，编制全厂汽水设备总表，计算管子的直径和壁厚，提出管制件的定货清单。同时也给发电厂管道系统和主厂房布置设计提供了依据。2020/2/22热力系统性能分析7二、发电厂热经济性的评价方法⒈概述⑴分析热经济性的意义：在发电成本中，燃料费用所占份额通常都在70％左右，由此可见，发电煤耗的大小、对电厂经济效益起着决定性的作用。所以减少电厂能量转换过程中的各种能量损失、提高电厂设备对燃料的热能利用率（也就是提高电厂热经济性）具有特别重要的意义。⑵评价热经济性的目的：评价热力发电厂的热经济性，其目的是为了分析比较热力发电厂的各种不同的热力循环型式、不同的循环参数、不同的热力系统连接方式的热经济性，以便在热力设备及热力系统的制造、安装、设计、运行和检修等工中采取有效措施，减少燃料消耗，推进节能工作。⑶评价热经济性时应考虑的问题：评价发电厂经济性时，除了热经济性这一主要因素外,还应全面考虑其它有关因素。例如，设计时还要考虑投资效益等因素，采用全面技术经济比较的方法来确定设计方案；在电厂运行时，确定汽水控制参数及设备、系统的运行方式，还要考虑运行的安全可靠性及寿命的损耗等问题。2020/2/22热力系统性能分析8⒉评价方法：主要有两种⑴热量法(热效率法)：以热力学第一定律为基础；以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性；一般用于定量分析。⑵熵方法(做功能力损失法)或火用方法：以热力学第二定律为基础；以燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价电厂的热经济性；一般用于定性分析。2020/2/22热力系统性能分析9三、火力发电厂技术经济指标计算方法（DL/T904-2004）⒈燃料技术经济指标⒉锅炉技术经济指标⒊锅炉辅助设备技术经济指标⒋汽轮机技术经济指标⒌汽轮机辅助设备技术经济指标⒍燃气-蒸汽联合循环技术经济指标⒎综合技术经济指标⒏其他技术经济指标2020/2/22热力系统性能分析10⒈燃料技术经济指标⑴燃料收入量：指火电厂在统计期内实际收到供方所供应的燃料(燃煤、燃油、燃气)数量。它反映火电厂为了生产需要,通过国家配置、市场采购、带料加工等各种方法采购的燃料总数量。式中：Bsr——燃料收入量，t；Bdh——全国订货合同燃料到货量，t；Bzj——国家增拨燃料到货量，t；Bdf——地方供应合同燃料到货量，t；Bdl——料加工燃料到货量，t；Bsc——市场采购燃料到货量，t；Bjw——计划外燃料到货量，t；Bqt——其他燃料到货量，t。srdhzjdfdlscjwqtBBBBBBBB2020/2/22热力系统性能分析11燃料收入量统计计算方法货票统计法：用货票数量相加所得；统计时按规定计算运损和盈亏吨。实际计量法：用轨道衡、皮带秤等计量设备实际计量的燃料，按计量的结果进帐。使用计量法时应按下式折算成含规定水分的到厂质量，即：式中：Bgd——燃料含规定水分的到厂质量，t；Bgh——燃料过衡质量，t；Msjar——到厂实际燃料收到基水分，%；Mgdar——规定燃料收到基水分上限，%。100100sjargdghgdarMBBM2020/2/22热力系统性能分析12⑵燃料耗用量燃料耗用量是指火电厂在统计期内生产和非生产实际消耗的燃料(燃煤、燃油、燃气)量。即：式中：Bhy——燃料耗用量，t；Bfd——发电燃料耗用量，t；Bgr——供热燃料耗用量，t；Bfs——非生产燃料耗用量，t；Bth——其他燃料耗用量，t。hyfdgrfsthBBBBB2020/2/22热力系统性能分析13⑶燃料库存量燃料库存量指火电厂在统计期初或期末实际结存的燃料(燃煤、燃油、燃气)数量，即：式中：Bkc——燃料库存量，t；Bys——燃料运损量，t；Bcs——燃料存损量，t；Btc——燃料调出量，t；Bqc——期初存煤量，t。kcsrhyyscstcqcBBBBBBB2020/2/22热力系统性能分析14⑷燃料检斤量、检斤率、过衡率燃料检斤量：指火力发电厂实际对所来燃料进行过衡和检尺验收的数量，即：式中：Bjj——燃料检斤量，t；Bjc——燃料检尺量，t。燃料检斤率Ljj：指燃料检斤量与实际燃料收入量的百分比，即：燃料过衡率Lgh：指燃料过衡量与实际燃料收入量的百分比，即：jjghjcBBB100%jjjjsrBLB100%ghghsrBLB2020/2/22热力系统性能分析15⑸燃料运损率燃料运损率：指燃料在运输过程中实际损失数量与燃料货票量的百分比，即：100%ysyshpBLB式中：Lys——燃料运损率，%；Bhp——燃料货票量，t。一般情况下运损按如下定额值选取：铁路运输为12%；水路运输为15%；公路运输为1%；水陆联合运输为15%；中转换装一次增加1%。火力发电厂也可根据燃料品种、运输距离、运输方式、中转情况以及季节的不同，实际测定各种燃料的运损率。报上级主管单位批准后作为运损定额。2020/2/22热力系统性能分析16⑹燃料盈吨量、盈吨率燃料盈吨量Byd：是指燃料检斤量大于货票记载数量的部分即为盈吨，即：燃料盈吨率Lyd：是指燃料盈吨数量与实际燃料检斤量的百分比，即：100ydydjjBLBydjjhpBBB⑺燃料亏吨量、亏吨率燃料亏吨量Bkd：是指燃料检斤量大于货票记载数量的部分即为盈吨，即：燃料亏吨率Lkd：是指燃料盈吨数量与实际燃料检斤量的百分比，即：(1)kdjjhpysBBBL100kdkdjjBLB2020/2/22热力系统性能分析17⑻煤场存损率煤场存损率：指燃煤储存损失的数量与实际库存燃煤量的百分比，即100cscskcBLB一般情况下存损按不大于每月的日平均存煤量的0.5%计算,火力发电厂也可根据具体情况实际测定煤场存损率,报上级主管单位批准后做为存损计算依据。⑼燃料盘点库存量燃料盘点库存量是指对燃料库存进行实际测量盘点的量,一般要通过人工盘点或通过仪器检测得出。人工盘点包括测量体积、测定堆积密度、计算收入量、计算库存量、调整水分差等工作。2020/2/22热力系统性能分析18⑽燃料盘点盈亏量Byk:指燃料实际盘点库存量Bpd与帐面库存量之差(t)。即:Byk=Bpd-Bkc⑾燃料检质率：指对收到的燃料进行质量检验的数量与收入量的百分比,即：式中：Ljz——燃料检质率，%；Bjz——燃料检质量，t。⑿煤炭质级不符率：指到厂煤检质质级不符部分的煤量与燃料检质量的百分比,即：式中：Lbf——煤炭质级不符率，%；Bbf——质级不符合部分的煤炭，t.100jzjzsrBLB100bfbfjzBLB2020/2/22热力系统性能分析19⒀煤质合格率Lhg：指到厂煤检质煤质合格部分的煤量Bhg与燃料检质量的百分比,即⒁配煤合格率Lpm：指达到入炉煤质要求的煤量与入炉煤总量的百分比,即：⒂燃料亏吨索赔率Lds：火电厂向供货方实际索回的亏吨数量与全部亏吨量的百分比,即：100hghgjzBLB100pmpmrlBLB100dsdskdBLB⒃燃料亏卡索赔率Lks：火电厂向供货方实际索回的质价不符金额与应索回的的质价不符金额百分比,即：Lks=(实际索回的质价不符金额/应索回的的质价不符金额)×1002020/2/22热力系统性能分析20⒄入厂标煤单价入厂标煤单价是指燃料到厂总费用与对应的标准煤量的比值。式中：Rrc——入厂标煤单价，元/t标煤；Krc——燃料到厂总费用，元；km——燃料费用，元；ky——燃料运输费用，元；Kz——燃料运杂费，元；Bb——入厂标准煤量，t。myzrcrcbbKKKKRBB2020/2/22热力系统性能分析21⒅入厂煤与入炉煤热量差入厂煤与入炉煤热量差是指入厂煤收到基低位发热量(加权平均值)与入炉煤收到基低位发热量(加权平均值)之差。计算入厂煤与入炉煤热量差应考虑燃料收到基外水分变化的影响,并修正到同一外水的状态下进行计算。计算式为,,rcarnetarnetQQQQ式中：,rcarnetQ,arnetQ—入厂煤与入炉煤热量差；—入厂煤收到基低位发热量；—入炉煤收到基低位发热量。2020/2/22热力系统性能分析22⒆入厂煤与入炉煤水分差入厂煤与入炉煤水分差是指入厂煤收到基全水分(加权平均值)与入炉煤收到基全水分工加权平均值)之差,即rcrlararMMM式中：M——入厂煤与入炉煤水分差，%；rcarM——入厂煤收到基全水分，%；rlarM——入炉煤收到基全水分，%。2020/2/22热力系统性能分析23⒇输煤(油)单耗、输煤(油)耗电率输煤(油)单耗：指输煤(油)系统厂用电量与相应入炉原煤(油)总量之比,即：式中：bsm—输煤(油)单耗，kWh/t；Wsm—输煤(油)系统厂用电，kWh。输煤(油)耗电率：指输煤(油)系统厂用电量与全厂发电量之百分比,即：式中：wsm—输煤(油)耗电率，%；ΣWf—全厂发电量，kWh。smsmrlWbB100smsmf