一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法
【專利摘要】本發明公開了一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，屬于火力發電技術領域。現有技術的評價方法覆蓋面小，比對工況也往往因引入額外的修正而帶來一定的誤差，因此難以實現全面準確的評價。一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，包括以下步驟：第一步，收集離散數據，第二步，對離散數據進行數據擬合，得到擬合公式，第三步，采集機組負荷、低壓缸排汽壓力數據，第四步，根據擬合公式，計算排汽容積流量，進而計算低壓缸效率，第五步，計算節能量，根據節能量進行評價，計算低壓缸效率變化量，根據低壓缸效率變化量計算節煤量，進而根據節煤量對低壓缸通流改造節能效果的進行評價。本發明建立兩組擬合公式，評價方法準確可靠。本發明的評價數據覆蓋面廣，無需額外修正，能夠實現全面準確評價的低壓缸通流改造節能效果。
【專利說明】
一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，屬于火力發電技術領域。
【背景技術】
[0002] 在火力發電機組中，低壓缸的做功量占整個汽輪機組功率的40%左右，低壓缸效 率提高1 %可降低汽輪機組發電熱耗率30kJ/kWh以上，其運行效率的高低直接決定了汽輪 機組的經濟水平。隨著汽動力學、計算流體力學最新理論與計算機技術的結合，提升了汽輪 機通流設計及制造技術水平，汽輪機生產技術發生了實質性的更新換代，低壓缸效率有了 明顯的提升，開展低壓缸內包括諸如隔板靜葉、轉子動葉、汽封等部件的汽輪機本體蒸汽通 道的改造，投資少收益高，是經技術經濟比較后性價比相對高的節能手段。
[0003] 但是，在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題:對低壓 缸通流改造節能效果的評價往往在一個或數個約定工況下進行，如THA工況、75 %THA等工 況下進行評價，評價方法覆蓋面小，比對工況也往往因引入額外的修正而帶來一定的誤差， 因此難以實現全面準確的評價。
[0004] 針對目前現有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研發，解決現有技術中存在 的缺陷。

【發明內容】

[0005] 針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種覆蓋面廣，無需額外修正，能夠 實現全面準確評價的低壓缸通流改造節能效果的評價方法。
[0006] 為實現上述目的，本發明的技術方案為：
[0007] -種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，包括以下步驟：
[0008] 第一步，收集離散數據，
[0009] 包括：同一機組負荷下，低壓缸的排汽壓力與低壓缸的排汽容積流量相對應關系 數據；
[0010]通流改造前，低壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率相對應關系數據；
[0011]通流改造后，低壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率相對應關系數據；
[0012] 第二步，對離散數據進行數據擬合，得到擬合公式，
[0013] 對采集的排汽壓力與排汽容積流量數據進行擬合得到第一組擬合公式，第一組擬 合公式包括若干組不同機組負荷下的排汽容積擬合公式；
[0014] 分別對通流改造前、通流改造后的排汽容積流量與低壓缸效率數據進行擬合得到 第二組擬合公式，
[0015] 第三步，采集機組負荷、低壓缸排汽壓力數據，
[0016] 對每一采樣周期的機組負荷、低壓缸的排汽壓力進行記錄
[0017] 第四步，根據擬合公式，計算排汽容積流量，進而計算低壓缸效率
[0018] 根據機組負荷從第一組擬合公式中選擇對應的排汽容積擬合公式，把排汽壓力值 代入擬合公式，得出排汽容積流量，把計算出的排汽容積流量代入第二組擬合公式中，計算 出通流改造前的低壓缸效率、通流改造后的低壓缸效率，
[0019] 第五步，計算節能量，根據節能量進行評價，
[0020] 計算低壓缸效率變化量，根據低壓缸效率變化量計算節煤量，進而根據節煤量對 低壓缸通流改造節能效果的進行評價。
[0021] 進一步地，第一步，離散數據獲取方式:不同機組負荷、不同低壓缸的排汽壓力條 件下，排汽容積流量、低壓缸效率通過汽輪機組熱力試驗計算得到。
[0022] 進一步地，第二步，
[0023]第一組擬合公式包括：
[0024] 機組負荷600MW: y = 28 · 462χ2-605 · 76x+4328 · 4
[0025] 機組負荷 500MW: y = 27 · 269x2-566 · 1 lx+3886 · 8
[0026] 機組負荷400MW: y = 26 · 597x2-520 · 83x+3396 · 4
[0027] 機組負荷 300MW:y = 23.351x2-450.73x+2839.2
[0028] X為低壓缸的排汽壓力，y為低壓缸的排汽容積流量。根據需要可以計算更多機組 負荷下的排汽容積擬合公式。
[0029] 進一步地，第二步，
[0030]第二組擬合公式包括：
[0031 ]通流改造前：y = 3 · 634*10-10x3-6 · 949*10-%2+2 · 261*10-°2x+66 · 45
[0032] 通流改造后：y = 5 · 607*10-1()x3-9 · 196*10-%2+2 · 593*10-〇2x+70 · 03
[0033] x為低壓缸的排汽容積流量，y為低壓缸效率。
[0034]進一步地，第三步，對所采集數據進行預處理，剔除采集數據中不宜進行節能效果 評價的數據，包括:機組啟動期間數據、機組停機期間數據。剔除誤差比較大的數據，確保評 價所用數據準確有效。
[0035] 進一步地，第三步，采樣周期以"分鐘"為周期單位，所述低壓缸的排汽容積流量以 "100nT3/s"為單位。以秒為采樣周期，數據過于龐大，以小時為采樣周期，周期跨度過長，不 利于準確評價節能效果。
[0036] 進一步地，第五步，節能量包括效率提升量和節煤量，累加每個采樣周期的節約標 準煤量，得到總的節煤量。用最終總的節煤量作為評價指標，更加準確可靠而且直觀展現節 能效果。
[0037] 進一步地，第五步，計算節能量，根據節能量進行評價，節煤量=(低壓缸效率變化 量*32/25.7)*(累計運行時間*平均機組負荷*1000)/1000000。
[0038] 進一步，按照每100m~3/s排汽容積流量區間進行分區域統計，獲取不同排汽容積 流量區間對應的平均低壓缸排汽容積流量及其累計運行時間。分區域進行統計計算，對評 價結果影響較小并且能夠有效簡化計算，減少計算量。
[0039]本發明具有以下有益效果：
[0040] 本發明利用兩組擬合公式以及一個節煤量計算公式建立一個數學模型，對低壓缸 通流改造節能效果進行評價使得評價方法更加準確可靠。
[0041] 本發明的評價數據覆蓋面廣，無需額外修正，能夠實現全面準確評價的低壓缸通 流改造節能效果。
【附圖說明】
[0042] 圖1為本發明低壓缸的排汽壓力與排汽容積流量變化關系示意圖；
[0043] 圖2為本發明低壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率變化示意圖；
[0044] 圖3為本發明低壓缸的排汽容積流量與累計運行時間變化示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0046] 相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細 節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的 描述也可以完全理解本發明。
[0047] -種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，包括以下步驟：
[0048] 第一步，收集離散數據，
[0049] 包括：同一機組負荷下，低壓缸的排汽壓力與低壓缸的排汽容積流量相對應關系 數據;通流改造前，低壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率相對應關系數據;通流改造后，低 壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率相對應關系數據。離散數據獲取方式:不同機組負荷、不 同低壓缸的排汽壓力條件下，排汽容積流量、低壓缸效率通過汽輪機組熱力試驗計算得到。
[0050] 第二步，對離散數據進行數據擬合，得到擬合公式，
[0051] 對采集的排汽壓力與排汽容積流量數據進行擬合得到第一組擬合公式，第一組擬 合公式包括若干組不同機組負荷下的排汽容積擬合公式;分別對通流改造前、通流改造后 的排汽容積流量與低壓缸效率數據進行擬合得到第二組擬合公式。
[0052] 第一組擬合公式包括：
[0053] 機組負荷600MW: y = 28 · 462χ2-605 · 76x+4328 · 4
[0054] 機組負荷 500MW: y = 27 · 269x2-566 · 1 lx+3886 · 8
[0055] 機組負荷400MW: y = 26 · 597x2-520 · 83x+3396 · 4
[0056] 機組負荷 300MW:y = 23.351x2-450.73x+2839.2
[0057] X為低壓缸的排汽壓力，y為低壓缸的排汽容積流量。
[0058]第二組擬合公式包括：
[0059] 通流改造前：y = 3 · 634*10-1Qx3-6 · 949*10-%2+2 · 261*10-°2x+66 · 45
[0060] 通流改造后：y = 5 · 607*10-1Qx3-9 · 196*10-Q6x2+2 · 593*10-Q2x+70 · 03
[0061 ] x為低壓缸的排汽容積流量，y為低壓缸效率。
[0062]第三步，采集機組負荷、低壓缸排汽壓力數據，
[0063]對每一采樣周期的機組負荷、低壓缸的排汽壓力進行記錄，對所采集數據進行預 處理，剔除采集數據中不宜進行節能效果評價的數據，包括:機組啟動期間數據、機組停機 期間數據。采樣周期以"分鐘"為周期單位，所述低壓缸的排汽容積流量以"l〇〇nf3/s"為單 位。
[0064] 第四步，根據擬合公式，計算排汽容積流量，進而計算低壓缸效率，
[0065] 根據機組負荷從第一組擬合公式中選擇對應的排汽容積擬合公式，把排汽壓力值 代入擬合公式，得出排汽容積流量，把計算出的排汽容積流量代入第二組擬合公式中，計算 出通流改造前的低壓缸效率、通流改造后的低壓缸效率。
[0066]第五步，計算節能量，根據節能量進行評價，
[0067]計算低壓缸效率變化量，根據低壓缸效率變化量計算節煤量，進而根據節煤量對 低壓缸通流改造節能效果的進行評價。節能量包括效率提升量和節煤量，累加每個采樣周 期的節約標準煤量，得到總的節煤量。
[0068]計算節能量的公式為節煤量=(低壓缸效率變化量*32/25.7)*(累計運行時間*機 組負荷 *1000)/1000000。
[0069] 在上述本發明提供的實施例的基礎上，為方便理解，下面以某600MW汽輪機組低壓 缸通流改造舉例說明。
[0070] 如表1所示，在實際應用中，本發明通過熱力試驗獲得多個試驗工況下的機組負 荷、低壓缸的排汽壓力及低壓缸的排汽容積流量數據，根據數據得到第一組擬合公式并繪 制成曲線，如圖1所示，在實際應用中，還可以獲得更多個工況下的試驗數據以提高曲線的 準確性。
[0071] 本發明通過熱力試驗獲得低壓缸通流改造前后多個試驗工況下的低壓缸排的汽 容積流量與低壓缸效率數值，得到第二組擬合公式并繪制成曲線，如圖2所示。
[0072] 對機組負荷、低壓缸的排汽壓力每隔5分鐘進行一次數據采樣，累計一整年的數 據，剔除機組啟動期間數據、機組停機期間數據。根據機組負荷從第一組擬合公式中選擇對 應的排汽容積擬合公式，把排汽壓力值代入擬合公式，得出排汽容積流量。
[0073] 表 1
[0075] 按照每100nT3/s排汽容積流量區間進行分區域統計，獲取不同排汽容積流量區間 對應的平均低壓缸排汽容積流量及其累計運行時間，各低壓缸排汽容積流量區間及其累計 運行小時數情況如圖3所示。，把計算出的排汽容積流量代入第二組擬合公式中，分別計算 出通流改造前的低壓缸效率、通流改造后的低壓缸效率，計算低壓缸效率提升值和節煤量， 累加所有低壓缸排汽容積流量區間的節煤量，得到整個運行周期內低壓缸通流改造全面準 確的節能效果，如表2所示:合計年節約標準煤13631.46t。
[0076] 表 2
[0078] 本發明提供了一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，根據機組負荷、低壓缸 排汽壓力推算低壓缸排汽容積流量，利用分區統計積分方法，獲取不同低壓缸排汽容積流 量區間對應的平均低壓缸排汽容積流量及其累計運行時間，結合低壓缸通流改造前后低壓 缸效率變化量，獲取相應低壓缸排汽容積流量區間對應的節煤量，累加所有低壓缸排汽容 積流量區間的節煤量，從而確定低壓缸通流改造全面準確的節能效果。
[0079] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，包括以下步驟： 第一步，收集離散數據， 包括:同一機組負荷下，低壓缸的排汽壓力與低壓缸的排汽容積流量相對應關系數據； 通流改造前，低壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率相對應關系數據； 通流改造后，低壓缸的排汽容積流量與低壓缸效率相對應關系數據； 第二步，對離散數據進行數據擬合，得到擬合公式， 對采集的排汽壓力與排汽容積流量數據進行擬合得到第一組擬合公式，第一組擬合公 式包括若干組不同機組負荷下的排汽容積擬合公式； 分別對通流改造前、通流改造后的排汽容積流量與低壓缸效率數據進行擬合得到第二 組擬合公式， 第三步，采集機組負荷、低壓缸排汽壓力數據， 對每一采樣周期的機組負荷、低壓缸的排汽壓力進行記錄， 第四步，根據擬合公式，計算排汽容積流量，進而計算低壓缸效率 根據機組負荷從第一組擬合公式中選擇對應的排汽容積擬合公式，把排汽壓力值代入 擬合公式，得出排汽容積流量，把計算出的排汽容積流量代入第二組擬合公式中，計算出通 流改造前的低壓缸效率、通流改造后的低壓缸效率， 第五步，計算節能量，根據節能量進行評價， 計算低壓缸效率變化量，根據低壓缸效率變化量計算節煤量，進而根據節煤量對低壓 缸通流改造節能效果的進行評價。2. 如權利要求1所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，第一 步，離散數據獲取方式:不同機組負荷、不同低壓缸的排汽壓力條件下，排汽容積流量、低壓 缸效率通過汽輪機組熱力試驗計算得到。3. 如權利要求2所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，第二 步， 第一組擬合公式包括： 機組負荷600MW: y = 28 · 462χ2-605 · 76x+4328 · 4 機組負荷500MW: y = 27 · 269x2-566 · 1 lx+3886 · 8 機組負荷400MW: y = 26 · 597x2-520 · 83x+3396 · 4 機組負荷300MW: y = 23 · 351x2-450 · 73x+2839 · 2 χ為低壓缸的排汽壓力，y為低壓缸的排汽容積流量。4. 如權利要求3所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，第二 步， 第二組擬合公式包括： 通流改造前：y = 3 · 634*10-%3-6 · 949*10-°6x2+2 · 261*10-°2x+66 · 45 通流改造后：y = 5 · 607*10-1Qx3-9 · 196*10-Q6x2+2 · 593*10-Q2x+70 · 03 x為低壓缸的排汽容積流量，y為低壓缸效率。5. 如權利要求4所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，第三 步，對所采集數據進行預處理，剔除采集數據中不宜進行節能效果評價的數據，包括:機組 啟動期間數據、機組停機期間數據。6. 如權利要求5所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，第三 步，采樣周期以"分鐘"為周期單位，所述低壓缸的排汽容積流量以"100nf3/s"為單位。7. 如權利要求1-6任一所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于， 第五步，節能量包括效率提升量和節煤量，累加每個采樣周期的節約標準煤量，得到總的節 煤量。8. 如權利要求7所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，第五 步，計算節能量，根據節能量進行評價，節煤量=(低壓缸效率變化量*32/25.7) * (累計運行 時間*機組負荷*1000)/1000000。9. 如權利要求8所述的一種低壓缸通流改造節能效果的評價方法，其特征在于，按照每 100nf3/s排汽容積流量區間進行分區域統計，獲取不同排汽容積流量區間對應的平均低壓 缸排汽容積流量及其累計運行時間。
【文檔編號】G06Q10/06GK106096869SQ201610578717
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月20日 公開號201610578717.3, CN 106096869 A, CN 106096869A, CN 201610578717, CN-A-106096869, CN106096869 A, CN106096869A, CN201610578717, CN201610578717.3
【發明人】董益華, 謝尉揚, 邵志躍, 童小忠, 孫永平, 董昊炯, 蕭猛
【申請人】浙江浙能技術研究院有限公司