專利名稱：一種確定電廠汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響的現場測算方法
技術領域：
本發明涉及一種確定電廠汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響的現場測算方法。
背景技術：
隨著國家節能及減排的壓力加大，提高現有運行機組，尤其是大型汽輪發電機組的運行經濟性，得到了電廠越來越多的重視。而影響發電機組運行經濟性的參數中，汽輪機排汽壓力的變化對機組發電功率的影響最為明顯。對于一般大型機組，排汽壓力變化lkPa，將直接影響機組發電功率近0.5%至1%。但此項數據對于不同類型的機組也存在較大的差異，如空冷機組與濕冷機組、低壓缸配置型式不同的機組等。確定電廠汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響的特性系數，對于電廠進行節能優化運行或技術改進具有特別重要的意義。目前，電廠汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響的特性系數，電廠一般都直接采用汽輪機制造商提供的修正曲線來獲得，現場缺少一種簡便直接的驗證手段。

發明內容
本發明提供了一種方法簡單，現場使用方便，能夠準確確定電廠汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率影響系數的現場測算方法。本發明所采用的技術方案如下:
本發明基于DCS的實時計算功能，排除機組運行時汽輪機主汽進汽壓力、主汽進汽溫度、熱再熱進汽壓力、熱再熱 進汽溫度變化的影響，僅計算汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響值；其包括下述具體步驟:
步驟一:機組在基本運行方式下，解除機組一次調頻及AGC功能，并保持機組汽輪機進汽閥位一定，機組運行穩定后采集機組在這一穩定狀態下的汽輪機排汽壓力/7x7、機組發電功率/^、汽輪機主汽進汽壓力進汽溫度Tmsl及再熱蒸汽進汽溫度Trhl ；
步驟二:在運行條件允許的條件下，維持與步驟一相同的汽輪機進汽閥位，大幅度調整汽輪機排汽壓力，采集機組在汽輪機排汽壓力變化后運行至穩定運行狀態后的汽輪機排汽壓力機組發電功率/^、汽輪機主汽進汽壓力/7^、進汽溫度及再熱蒸汽進汽溫度Trh2 ;
步驟三:依據步驟一和步驟二所獲得的數據，根據公式(廣3)分別計算在汽輪機主汽進汽壓力/主汽進汽溫度、再熱蒸汽進汽溫度變化下機組發電功率慫的變化值；ΔPgpms = ApmsX ApmsXPgl = ApmsX ipms2 -pmsl) XPgl (I)
A PgTms~ ^Tms 乂 A Tms_々Tms 乂 ( Tms2 — Tmsl )( 2 )
^PgTrh~ ^TrhX A Trh乂Pgl - kTrhX QTrh2 — Trhl)(3)
其中為汽輪機主汽進汽壓力改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；
Pgrms為主汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；NPglrh為再熱蒸汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ； kms為廠家提供的汽輪機主汽進汽壓力修正系數，單位為％/bar ； kTms為廠家提供的主汽進汽溫度修正系數，單位為％/°C ；
^lrh為廠家提供的再熱蒸汽進汽溫度修正系數，單位為％/°C ；
Apms為步驟二與步驟一汽輪機主汽進汽壓力的差值，單位為bar ；
Δ Tms為步驟二與步驟一主汽進汽溫度的差值，單位為。C ；
Δ Trh為步驟二與步驟一再熱蒸汽進汽溫度的差值，單位為。C ；
為步驟一的汽輪機主汽進汽壓力，單位為bar;
凡-為步驟二的汽輪機主汽進汽壓力，單位為bar;
Tmsl為步驟一的主汽進汽溫度，單位為。C ；
為步驟二的主汽進汽溫度，單位為。C ；
Trhl為步驟一的再熱蒸汽進汽溫度，單位為。C ；
為步驟二的再熱蒸汽進汽溫度，單位為。C ；
Pgl為步驟一的機組發電功率，單位為KW ；
步驟四:依據步驟三和步驟四所得的數值，根據公式(4)，以與步驟一相同的主汽進汽壓力/^、主汽進汽溫度r 、再熱蒸汽進汽溫度計算修正后的步驟二的機組發電功率
P.r g2 C
Pg2c = Pg2 —Δ Pgpms — Δ PgJms — Δ Pglrh (4)
其中4α為經修正后的步驟二的機組發電功率，單位為KW ；
Pg2為步驟二獲得的機組發電功率，單位為KW ；
NPglms為汽輪機主汽進汽壓力改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；
Pglms為主汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；
Pglrh為再熱蒸汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；
步驟五:依據步驟一、步驟二和步驟四所得的數值，根據公式(5)，計算汽輪機排汽壓力Px變化對機組發電功率Pg影響系數左；
k = NPg / Ap= (.Pg2c -Pgl )/ ( px2 — Pxl ) (5)
其中A為汽輪機排汽壓力對機組發電功率的影響系數，單位為kW/kPa ；
為經修正后的步驟二的機組發電功率與步驟一的機組發電功率的差值，單位為
Kff ；
Aft為步驟二與步驟一的汽輪機排汽壓力的差值，單位為kPa ；
Pg2c為經修正后的步驟二的機組發電功率，單位為KW ； Pgl為步驟一的機組發電功率，單位為KW ；
Pxl為步驟一的汽輪機排汽壓力，單位為kPa ；
Px2為步驟二的汽輪機排汽壓力，單位為kPa。本發明采用的技術原理及計算如下:
汽輪機組的發電功率與汽輪機排汽壓力參數的變化密切相關，在汽輪機進汽閥位一定、及進汽參數一定的條件下，與汽輪機排汽壓力變化之間的關系可表示為:
AP= f (Λ px)
l\Pg——機組發電功率變化值，Kff ；——汽輪機排汽壓力的差值，kPa; f~汽輪機排汽壓力對機組發電功率的函數系數。當Ρχ大于機組運行阻塞背壓時，上述函數關系一般為近似線性關系，可表示為: APg= f (Δ px) = AX Apx
APg——機組發電功率變化值，Kff ；
Apx——汽輪機排汽壓力的差值，kPa;
k—汽輪機排汽壓力對機組發電功率的影響系數，kW/kPa，在本發明中主要通過現場試驗及修正的方法獲得。考慮兩個穩定的試驗條件即步驟一及步驟二。兩個步驟中機組的運行方式是相同的，均為基本運行方式，且兩個步驟中的汽輪機進汽閥位不變。由此，可確定兩個步驟的工況下汽輪機設備性能如缸效率等未發生變化。則影響機組發電功率的因素僅包括運行參數，如汽輪機主汽進汽壓力進汽溫度r 、再熱蒸汽進汽溫度τ;Α、汽輪機排汽壓力a。以下公式中，角標為“ I ”的均代表步驟一的數據，角標為“2”的均代表步驟二的數據。首先將兩個步驟的工況下獲得的機組發電功率修正至同一汽輪機運行邊界條件，如相同的主汽進汽壓力、主汽進汽溫度及再熱蒸汽進汽溫度。兩個步驟的工況下汽輪機主汽進汽壓力進汽溫度7 、再熱蒸汽進汽溫度Trh的變化，導致的機組發電功率變化可以表示為:
ΔPgpms = ApmsX ApmsXPgl = ApmsX ipms2 -pmsl) XPglΔPgm= AnisX Δ TmsXPgl =JcmsX CTiss2 — Tmsl) XPgl^ PgTrh~ ^TrhX 八 Trh 乂 Pgl ~ kTrh X QTrh2 — Trhl) LPgpms——汽輪機主汽進汽壓力改變下的機組發電功率變化值，KW ；
^Pslms——主汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，KW ；
Δ Pglrh——再熱蒸汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，KW ； kpms—廠家提供的汽輪機主汽進汽壓力修正系數，％/bar ； kTms——廠家提供的主汽進汽溫度修正系數，％/°C ；
^lrh——廠家提供的再熱蒸汽進汽溫度修正系數，％/°C ；
Apms——步驟二與步驟一汽輪機主汽進汽壓力的差值，bar ；
Δ Tms——步驟二與步驟一主汽進汽溫度的差值，V ；
Δ Trh——步驟二與步驟一再熱蒸汽進汽溫度的差值，V ；
Pmsl—步驟一的汽輪機主汽進汽壓力，bar;
Pms2—步驟二的汽輪機主汽進汽壓力，bar;
Tmsl—步驟一的主汽進汽溫度，V ；
Tms2—步驟二的主汽進汽溫度，V ；
Trhl—步驟一的再熱蒸汽進汽溫度，V ；
Trh2—步驟二的再熱蒸汽進汽溫度，V ；
Pgl——步驟一的機組發電功率，KW。 則步驟二修正至與步驟一相同汽輪機主汽進汽壓力、主汽進汽溫度、再熱蒸汽進汽溫度后的機組發電功率為:
Pg2c = Pg2 —Δ Pgpms — Δ Pgms — Δ PgrrhPg2c——經修正后的步驟二的機組發電功率，KW，修正后的機組發電功率具有與步驟一試驗時相同的主汽進汽壓力、主汽進汽溫度及再熱蒸汽進汽溫度條件；
Pg2——步驟二獲得的機組發電功率，KW ；
NPglms——汽輪機主汽進汽壓力改變下的機組發電功率變化值，KW ；
Pglms——主汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，KW ；
Δ Pgrrh——再熱蒸汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，KW。則汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率影響系數k可采用下式計算: k = NPg / Ap= (.Pg2c -Pgl )/ ( px2 — Pxl )
k—汽輪機排汽壓力對機組發電功率的影響系數，kW/kPa ；
Δ Pg——經修正后的步驟二的機組發電功率與步驟一的機組發電功率的差值，KW ；——步驟二與步驟一的汽輪機排汽壓力的差值，kPa ；
Pg2c——經修正后的步驟二的機組發電功率，KW ；
Pgl——步驟一的機組發電功率，KW;
Pxl—步驟一的汽輪機排汽壓力，kPa;
Px2——步驟二的汽輪機排汽壓力，kPa。采用上述技術方案所產生的有益效果在于:
本發明主要是現場試驗，通過控制機組的運行方式及參數變化獲取試驗數據，進行計算后最終可以獲得汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率影響系數，其解決了電廠節能優化運行或技術改進中采用的汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率影響系數的準確性問題，不僅方法簡單，現場使用方便，可以為準確獲得汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率影響系數提供準確的數據。本發明的方法在計算電廠汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率的影響時，排除了主要運行參數(如汽輪機主汽進汽壓力、主汽進汽溫度、熱再熱進汽壓力、熱再熱進汽溫度)的影響。因此，最終確定的結果只反映了汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響。
具體實施例方式實施例1:
某660MW直接空冷機組，機組在基本運行方式下，解除機組一次調頻及AGC功能，并保持機組汽輪機進汽閥位一定，機組運行穩定后采集機組在這一穩定狀態下的汽輪機排汽壓力A7、機組發電功率/^、汽輪機主汽進汽壓力/7-、進汽溫度r 7、再熱蒸汽進汽溫度7^，此為步驟一所獲得的數據；在運行條件允許的條件下，維持與步驟一相同的汽輪機進汽閥位，大幅度調整汽輪機排汽壓力，采集機組在汽輪機排汽壓力變化后運行至穩定運行狀態后的汽輪機排汽壓力/機組發電功 率/^、汽輪機主汽進汽壓力凡-、進汽溫度7^、再熱蒸汽進汽溫度r-，此為步驟二所獲得的數據；所采集的數據如表I所示。表I現場采集的步驟一及步驟二的試驗數據
權利要求
1.一種確定電廠汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響的現場測算方法，其特征在于基于DCS的實時計算功能，排除機組運行時汽輪機主汽進汽壓力、主汽進汽溫度、熱再熱進汽壓力、熱再熱進汽溫度變化的影響，僅計算汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響值；其包括下述具體步驟: 步驟一:機組在基本運行方式下，解除機組一次調頻及AGC功能，并保持機組汽輪機進汽閥位一定，機組運行穩定后采集機組在這一穩定狀態下的汽輪機排汽壓力/7x7、機組發電功率/^、汽輪機主汽進汽壓力進汽溫度Tmsl及再熱蒸汽進汽溫度Trhl ； 步驟二:在運行條件允許的條件下，維持與步驟一相同的汽輪機進汽閥位，大幅度調整汽輪機排汽壓力，采集機組在汽輪機排汽壓力變化后運行至穩定運行狀態后的汽輪機排汽壓力機組發電功率/^、汽輪機主汽進汽壓力凡-、進汽溫度及再熱蒸汽進汽溫度^Trh2)； 步驟三:依據步驟一和步驟二所獲得的數據，根據公式(廣3)分別計算在汽輪機主汽進汽壓力/主汽進汽溫度、再熱蒸汽進汽溫度變化下機組發電功率慫的變化值；ΔPgpms = ApmsX ApmsXPgl = ApmsX Cpas2 ~pms^ XPgl (I)A PgTms~ ^Tms 乂 A Tms_々Tms 乂 ( Tms2 — Tmsl )( 2 ) ^PgTrh~ ^TrhX A Trh乂Pgl - kTrhX QTrh2 — Trhl)(3) 其中為汽輪機主汽進汽 壓力改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ； LPgrms為主汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；Pglrh為再熱蒸汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ； kms為廠家提供的汽輪機主汽進汽壓力修正系數，單位為％/bar ； kTms為廠家提供的主汽進汽溫度修正系數，單位為％/°C ； ^lrh為廠家提供的再熱蒸汽進汽溫度修正系數，單位為％/°C ； Apms為步驟二與步驟一汽輪機主汽進汽壓力的差值，單位為bar ； Δ Tms為步驟二與步驟一主汽進汽溫度的差值，單位為。C ； Δ Trh為步驟二與步驟一再熱蒸汽進汽溫度的差值，單位為。C ；為步驟一的汽輪機主汽進汽壓力，單位為bar; 凡-為步驟二的汽輪機主汽進汽壓力，單位為bar; Tmsl為步驟一的主汽進汽溫度，單位為。C ；為步驟二的主汽進汽溫度，單位為。C ； Trhl為步驟一的再熱蒸汽進汽溫度，單位為。C ；為步驟二的再熱蒸汽進汽溫度，單位為。C ； Pgl為步驟一的機組發電功率，單位為KW ； 步驟四:依據步驟三和步驟四所得的數值，根據公式(4)，以與步驟一相同的主汽進汽壓力/^、主汽進汽溫度r 、再熱蒸汽進汽溫度/;,，計算修正后的步驟二的機組發電功率P.r g2 C Pg2c = Pg2 —Δ Pgpms — Δ PgJms — Δ Pglrh (4) 其中4α為經修正后的步驟二的機組發電功率，單位為KW ； Pg2為步驟二獲得的機組發電功率，單位為KW ； LPgpms為汽輪機主汽進汽壓力改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ；ΔPgrms為主汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ； ΔPglrh為再熱蒸汽進汽溫度改變下的機組發電功率變化值，單位為KW ； 步驟五:依據步驟一、步驟二和步驟四所得的數值，根據公式(5)，計算汽輪機排汽壓力Px變化對機組發電功率Pg影響系數左； k = ΔPg / Δp= (Pg2c -Pgl )/ ( px2 — Pxl ) (5) 其中A為汽輪機排汽壓力對機組發電功率的影響系數，單位為kW/kPa ；為經修正后的步驟二的機組發電功率與步驟一的機組發電功率的差值，單位為Kff ； Aft為步驟二與步驟一的汽輪機排汽壓力的差值，單位為kPa ； Pg2c為經修正后的步驟二的機組發電功率，單位為KW ； Pgl為步驟一的機組發電功率，單位為KW ； Pxl為步驟一的汽輪機排汽壓力，單位為kPa ； Px2為步驟二的汽輪機排汽壓力，單位為kPa。
全文摘要
本發明涉及一種確定電廠汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響的現場測算方法，其基于DCS的實時計算功能，排除機組運行時汽輪機主汽進汽壓力、主汽進汽溫度、熱再熱進汽壓力、熱再熱進汽溫度變化的影響，僅計算汽輪機排汽壓力對機組發電功率影響值。本發明解決了電廠節能優化運行或技術改進中采用的汽輪機排汽壓力變化對機組發電功率影響系數的準確性問題，并且方法簡單，現場使用方便。
文檔編號G01R31/34GK103197246SQ20131011064
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者楊海生 申請人:國家電網公司, 河北省電力公司電力科學研究院, 河北省電力建設調整試驗所