火电厂热力系统经济性诊断要点实用课件

内容提要一、国内外的研究现状一、国内外的研究现状二、火电机组热力系统经济性诊断的理论基础二、火电机组热力系统经济性诊断的理论基础三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则 四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法五、火电机组经济性诊断的实例五、火电机组经济性诊断的实例六、机组最好运行水平的确定六、机组最好运行水平的确定 七、机组滑压运行曲线七、机组滑压运行曲线 八、循环水泵最佳运行方式八、循环水泵最佳运行方式内容提要一、国内外的研究现状1一、国内外的研究现状 1、火电机组经济性诊断的目的、火电机组经济性诊断的目的火电机组经济性诊断就是确定其主、辅机及热力系统运行参数和运行方式的经济性；定性分析运行方式、运行参数是否合理；定量分析运行参数标准值及偏离标准值对机组经济性指标的影响大小，以及各种运行方式、系统不合理的节能潜力大小。2、经济性诊断的方法（全部是基于热力学第一定律、第二定律）、经济性诊断的方法（全部是基于热力学第一定律、第二定律）小指标分析法（不考虑负荷、环境、热力系统结构）热偏差分析法(考虑负荷)矩阵分析法（考虑负荷、环境、热力系统结构，但定量计算分析比较烦琐、容易出错）循环函数法（考虑负荷、环境、热力系统结构，但定量计算分析比较烦琐）等效热降理论（考虑负荷、环境、热力系统结构，计算简捷、快速、概念清晰，融合了热力学第一、第二定律的特点）“循环函数法”和“等效热降法”已成为目前我国火电机组热力系统定量计算的两种主要方法一、国内外的研究现状2二、火电机组经济性诊断的理论基础二、火电机组经济性诊断的理论基础2.1、热力系统计算热力系统计算的目的：确定热力系统各部分汽水的参数及流量、机组的功率和热经济性指标（汽耗率，热耗率，热效率和煤耗率等）。它是火电厂设计、运行和技术改造的一项基本运算，是热力工程的一件重要的技术工作，同时也是热力系统经济性诊断理论的基础。热力系统计算最基本的方法：A.常规计算：热力系统常规计算方法比较繁琐。B.简捷计算：在常规计算方法的基础上，经过不断的改进，逐渐形成了热力系统简捷计算方法，这两种计算方法是热力系统的基本计算方法。二、火电机组经济性诊断的理论基础2.1、热力系统计算32.2热经济指标及相互关系热经济指标及相互关系1、热经济指标热经济指标机组效率：机组效率：机组发电煤耗率：机组发电煤耗率：机组汽耗率：机组汽耗率：机组供电煤耗率机组供电煤耗率：汽轮机热耗率汽轮机热耗率：汽轮机装置效率：汽轮机装置效率：2.2热经济指标及相互关系1、热经济指标42.2热经济指标及相互关系热经济指标及相互关系2、热经济指标变化间的相互关系、热经济指标变化间的相互关系绝对变化绝对变化:相对变化是相对变化是:或或 或或 或或相互关系：相互关系：2.2热经济指标及相互关系2、热经济指标变化间的相互关系52.3热力系统变工况计算热力系统变工况计算1、热力系统变工况指热力系统的工况偏离设计工况或者偏离某一基准工况。产生变工况的原因有机组电负荷变化、热力设备发生变化、蒸汽初终参数及再热参数发生变化等。2、准备工作将额定工况或基准工况的原始资料按热力系统简捷计算方法进行整理，确定该工况下的各级抽汽量和热经济指标，这一工况的所有原始数据和计算结果是热力系统变工况计算的基础和基准。利用制造厂提供的各种工况数据拟合出各个级组的相对内效率曲线()。对于末级可以采用相对内效率与压比拟合曲线。2.3热力系统变工况计算1、热力系统变工况62.3热力系统变工况计算热力系统变工况计算3、变工况计算方法(1)开始变工况计算时，首先假设变工况的新蒸汽流量，按如下公式进行粗略确定：-基准工况的功率；-基准工况的流量。同时假设各个抽汽口压力，按如下公式进行粗略确定：(2)由高到低的确定各级抽汽焓值：-各级等熵喷胀的焓降2.3热力系统变工况计算3、变工况计算方法72热经济指标及相互关系喷水从最高一级高压加热器出口引出时，如图中A所示，由于喷水份额存在对机组经济性的影响:相对变化是:或简捷计算：在常规计算方法的基础上，经过不断的改进，逐渐形成了热力系统简捷计算方法，这两种计算方法是热力系统的基本计算方法。4加热器疏水端差的经济性诊断机组实际运行中存在着各种降低经济性的因素，使每个负荷所对应的新蒸汽流量均大于其设计流量，所以应适当增大每个负荷对应的新蒸汽压力。1、排烟温度诊断的数学模型凝汽器压力所对应的饱和温度可用凝汽器的传热端差、循环水进凝汽器的入口温度与循环水在凝汽器中的温升表示为：1门杆、轴封渗漏及其利用系统的经济性诊断由于轴封供汽压力和轴封加热器压力基本不变，故可以认为进入轴封加热器的轴封漏汽量不随机组负荷变化，这样其对经济性的影响如下表所示。由于过冷度的出现，使1加热器的耗热量增加，抽汽量增加。辅汽系统对经济性的影响与轴封漏汽利用于c-1加热器的分析方法完全一样。二、火电机组热力系统经济性诊断的理论基础五、火电机组经济性诊断的实例-主汽压力这时它不仅使加热器之间的热量分配发生改变，还将使j+1加热器的疏水放热产生变化。八、循环水泵的运行方式_曲线主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损偏差对经济性指标的影响可以通过变工况计算得出。2006年4月3热力系统变工况计算再热机组的特殊性在于确定中压缸进汽的压力和高压缸排汽压力。2.3热力系统变工况计算热力系统变工况计算3、变工况计算方法(3)计算各个加热器的进、出口水焓、疏水焓，利用简捷计算方法得出各加热器的抽汽量，并计算通过该抽汽口后的汽轮机蒸汽流量。(4)确定凝汽器压力确定凝汽器压力凝汽器压力所对应的饱和温度可用凝汽器的传热端差、循环水进凝汽器的入口温度与循环水在凝汽器中的温升表示为：2热经济指标及相互关系2.3热力系统变工况计算3、变工况82.3热力系统变工况计算热力系统变工况计算3、变工况计算方法(5)确定各抽汽口压力确定各抽汽口压力利用弗留格尔公式(6)再热机组的特点再热机组的特点再热机组的特殊性在于确定中压缸进汽的压力和高压缸排汽压力。中压缸进汽压力：高压缸排汽压力：2.3热力系统变工况计算3、变工况计算方法92.3热力系统变工况计算热力系统变工况计算3、变工况计算方法(7)计算热经济指标计算热经济指标汽耗量，发电煤耗率等(8)计算结束的条件计算结束的条件判断，则结束变工况计算，否则重复(2)(7)过程，直至满足为止。2.3热力系统变工况计算3、变工况计算方法10三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则等效热降作为一种新型的热工理论，利用其对火电厂热力系统进行经济性诊断，具有简捷、准确、方便等特点，是热力系统经济性诊断的基础理论。等效热降首先由前苏联学者库兹涅佐夫在20世纪60年代后期提出，并在70年代逐步完善、成熟，后经西安交通大学拓展而形成了完整的理论体系。等效热降是基于热力学的热变功的基本原理，考虑到设备质量、热力系统结构和参数的特点，经过严密的理论推演，导出几个热力分析参量及等，用以研究热工转换及能量利用程度的一种方法。三、等效热降的基础及应用法则等效热降作为一种新型的热工理论，11三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.1 抽汽等效热降抽汽等效热降 概念：概念：抽汽等效热降是指排挤1kg加热器抽汽返回汽轮机后的真实作功大小。其计算方法为：如果j为汇集式加热器，则均以代之；如果j为疏水放流式加热器，则从j以下直到（包括）汇集式加热器用代替，而在汇集加热器以下，无论是汇集式或疏水放流式加热器，则一律用代替。抽汽效率：三、等效热降的基础及应用法则3.1抽汽等效热降12三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.2新蒸汽等效热降新蒸汽等效热降新蒸汽的净等效热降（也就是前面简捷计算方法中的Nip）可表示为：轴封漏汽及利用、加热器散热、抽气器耗汽和泵功耗能等辅助成分的作功损失的总和。实际循环效率：也就是汽轮机的装置效率。三、等效热降的基础及应用法则3.2新蒸汽等效热降新蒸汽的13三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.2再热器吸热量变化再热器吸热量变化在变热量诊断计算中，除用变热量抽汽效率计算作功变化外，还要用再热器吸热量变化计算循环吸热量变化。是指任意能级j排挤1kg蒸汽引起的再热器吸热量的变化。三、等效热降的基础及应用法则3.2再热器吸热量变化在14三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则等效热降应用法则火电厂热力系统经济性诊断就是要确定其热力设备和系统偏离标准值时对机组经济指标影响的大小。热力系统中的各种热经济性问题，可以归纳为两大类：一类是纯热量变动或出入系统，它只有热量变迁或进出系统，没有工质伴随，简称“纯热量”；另一类是带工质的热量变动或出入系统，它不仅有热量变迁，而且还伴随有工质的变迁，简称“带工质的热量”。1、纯热量进出系统的定量诊断法则、纯热量进出系统的定量诊断法则纯热量利用于j加热器使循环作功增加，循环吸热量增加，则装置效率为：三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则火电15三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则等效热降应用法则2、带工质的热量进出系统的定量诊断法则、带工质的热量进出系统的定量诊断法则分为四种情况：蒸汽携带热量进系统蒸汽携带热量进系统、蒸汽携带热量出系统蒸汽携带热量出系统、热水携带热热水携带热量进系统量进系统、热水携带热量出系统热水携带热量出系统(1)蒸汽携带热量进系统蒸汽携带热量进系统(2)蒸汽携带热量出系统蒸汽携带热量出系统 分析方法同上，只需将其反号。分析方法同上，只需将其反号。三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则2、带16三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则等效热降应用法则(3)热水携带热量进系统热水携带热量进系统(4)热水携带热量出系统热水携带热量出系统三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则(3)17三、等效热降的基础及应用法则三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则等效热降应用法则(5)补水地点对诊断计算公式的影响补水地点对诊断计算公式的影响应当指出应当指出:凡有工质进出系统，凡有工质进出系统，且补水地点又在除氧器时，若且补水地点又在除氧器时，若引用前面以冷凝器为补水基点引用前面以冷凝器为补水基点的计算公式，都应在该公式中的计算公式，都应在该公式中增补这项作功差异。增补这项作功差异。三、等效热降的基础及应用法则3.4等效热降应用法则(5)18四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.1 4.1 门杆、门杆、轴封渗漏及其利用系统的经济性诊断轴封渗漏及其利用系统的经济性诊断如果诊断轴封漏汽对机组经济性的影响，则装置效率的变化为：轴封渗漏及利用于c加热器对装置热经济性的影响为：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.1门杆、轴19四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.1 4.1 门杆、门杆、轴封渗漏及其利用系统的经济性诊断轴封渗漏及其利用系统的经济性诊断轴封渗漏及利用于c-1加热器对装置热经济性的影响为：轴封渗漏利用于c加热器与利用于c-1加热器对装置热经济性的影响为：辅汽系统对经济性的影响与轴封漏汽利用于c-1加热器的分析方法完全一样。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.1门杆、轴20四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.2 4.2 抽汽压损抽汽压损的经济性诊断的经济性诊断由于抽汽压损存在将使加热器内压力降低，因而，加热器出口水温下降，出现给水加热不足，同时加热器疏水放热产生变化，如图所示。新蒸汽作功的变化为：循环吸热量的变化为：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.2抽汽压损21高压前轴封漏汽直接进入3号高加的抽汽管道，无法直接测量，但通过运行数据可以看出3号高加抽汽压损仅2%，大大低于设计的5%，而没有轴封汽引入的加热器抽汽压损达到7%以上，说明3号高加有大量高压前轴封汽漏入，使其抽汽量减少。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损偏差对经济性指标的影响可以通过变工况计算得出。三、等效热降的基础及应用法则3.进入#1低加轴封漏汽设计工况为0.3加热器端差的经济性诊断4、上一级加热器为汇集式机组主汽门的门杆漏汽本应进入1高加，运行中一直将进入1高加的漏汽引入除氧器，造成能量贬值，使机组经济性下降，对机组经济性的影响如下表所示。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.4加热器疏水端差的经济性诊断循环吸热量增加：简捷计算：在常规计算方法的基础上，经过不断的改进，逐渐形成了热力系统简捷计算方法，这两种计算方法是热力系统的基本计算方法。影响煤耗率g/(kWh)排烟温度标准值对应的排烟热损失：炉渣含碳运行值对应的机械不完全燃烧损失：八、循环水泵最佳运行方式凝汽器压力所对应的饱和温度可用凝汽器的传热端差、循环水进凝汽器的入口温度与循环水在凝汽器中的温升表示为：五、火电机组经济性诊断的实例-排汽温度三、等效热降的基础及应用法则3.排烟温度标准值对应的排烟热损失：等效热降首先由前苏联学者库兹涅佐夫在20世纪60年代后期提出，并在70年代逐步完善、成熟，后经西安交通大学拓展而形成了完整的理论体系。简捷计算：在常规计算方法的基础上，经过不断的改进，逐渐形成了热力系统简捷计算方法，这两种计算方法是热力系统的基本计算方法。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3 4.3 加热器端差加热器端差的经济性诊断的经济性诊断1、最后一级高压加热器最后一级高压加热器最后一个高压加热器出现加热不足，使新蒸汽作功的变化为：循环吸热量增加：高压前轴封漏汽直接进入3号高加的抽汽管道，无法直接测量，但通22四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3 4.3 加热器端差加热器端差的经济性诊断的经济性诊断2、上一级加热器为不带疏水冷却器的放流式上一级加热器为不带疏水冷却器的放流式j加热器端差超标的存在对j加热器和j+1加热器相当于纯热量的进出，因此作功能力的变化为：循环吸热量增加：经济性变化：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3加热器端23四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3 4.3 加热器端差加热器端差的经济性诊断的经济性诊断3、上一级加热器为带疏水冷却器的放流式上一级加热器为带疏水冷却器的放流式当j+1加热器有疏水冷却器时，j加热器出现加热不足，如图所示。这时它不仅使加热器之间的热量分配发生改变，还将使j+1加热器的疏水放热产生变化。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3加热器端24四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3 4.3 加热器端差加热器端差的经济性诊断的经济性诊断4、上一级加热器为汇集式上一级加热器为汇集式当j+1加热器是汇集式加热器时，j加热器出现加热不足，如图所示。这时加热不足将使流经j加热器中的水份额发生变化，故作功的变化为：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.3加热器端25四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.4 4.4 加热器疏水端差加热器疏水端差的经济性诊断的经济性诊断当j加热器有疏水端差超标时，j加热器的疏水温度提高，如图所示。一部分疏水的热量贬值利用于j-1加热器。其计算方法如下：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.4加热器疏26四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.5 4.5 凝结水过冷凝结水过冷的经济性诊断的经济性诊断由于过冷度的出现，使1加热器的耗热量增加，抽汽量增加。按纯热量诊断，新蒸汽作功的变化为：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.5凝结水过27四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.6 4.6 过热器喷水减温过热器喷水减温的经济性诊断的经济性诊断过热器喷水调温按减温水来源可分为给水泵出口分流和最高加热器出口分流两种系统，如图所示。前者，减温水不流经高压加热器，故减少回热抽气，降低回热程度，使热经济性降低；后者，由于不影响热力循环，如果忽略锅炉内部的微小变化，则对热经济性不产生任何影响。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.6过热器喷28分析方法同上，只需将其反号。(1)开始变工况计算时，首先假设变工况的新蒸汽流量，按如下公式进行粗略确定：利用制造厂提供的各种工况数据拟合出各个级组的相对内效率曲线()。机组实际运行中存在着各种降低经济性的因素，使每个负荷所对应的新蒸汽流量均大于其设计流量，所以应适当增大每个负荷对应的新蒸汽压力。4加热器疏水端差的经济性诊断排烟温度和排烟氧量运行值对应的排烟热损失：三、等效热降的基础及应用法则机组的运行经济性与其运行参数密切相关，机组只有在标准参数下运行才可能达到最佳的经济指标。五、火电机组经济性诊断的实例-飞灰含碳量或“循环函数法”和“等效热降法”已成为目前我国火电机组热力系统定量计算的两种主要方法2、经济性诊断的方法（全部是基于热力学第一定律、第二定律）循环吸热量的变化为：1门杆、轴封渗漏及其利用系统的经济性诊断八、循环水泵的运行方式_曲线4、炉渣含碳量诊断的数学模型影响煤耗率g/(kWh)火电机组运行参数包括主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损、排汽压力（温度）、给水温度等。(4)确定凝汽器压力火电机组运行参数包括主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损、排汽压力（温度）、给水温度等。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.7 4.7 再热器喷水减温再热器喷水减温的经济性诊断的经济性诊断喷水从最高一级高压加热器出口引出时，如图中A所示，由于喷水份额存在对机组经济性的影响:喷水从给水泵抽头引出时，如图中B所示，再热器喷水对机组经济性的影响:分析方法同上，只需将其反号。四、热力系统及热力设备的经济性定29四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.8 4.8 锅炉方面锅炉方面的经济性诊断的经济性诊断1、排烟温度诊断的数学模型、排烟温度诊断的数学模型排烟温度和排烟氧量运行值对应的排烟热损失：排烟温度和排烟氧量运行值对应的排烟热损失：排烟温度标准值对应的排烟热损失排烟温度标准值对应的排烟热损失：煤耗差：煤耗差：2、排烟氧量排烟氧量诊断的数学模型诊断的数学模型排烟温度、排烟氧量标准值对应的排烟热损失排烟温度、排烟氧量标准值对应的排烟热损失：煤耗差：煤耗差：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.8锅炉方面30四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.8 4.8 锅炉方面锅炉方面的经济性诊断的经济性诊断3、飞灰含碳量诊断的数学模型、飞灰含碳量诊断的数学模型飞灰含碳运行值对应的机械不完全燃烧损失飞灰含碳运行值对应的机械不完全燃烧损失：飞灰含碳标准值对应的机械不完全燃烧损失飞灰含碳标准值对应的机械不完全燃烧损失：煤耗差：煤耗差：4、炉渣含碳量诊断的数学模型、炉渣含碳量诊断的数学模型炉渣含碳运行值对应的机械不完全燃烧损失炉渣含碳运行值对应的机械不完全燃烧损失：炉渣含碳标准值对应的机械不完全燃烧损失炉渣含碳标准值对应的机械不完全燃烧损失：煤耗差：煤耗差：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.8锅炉方面31四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.9 4.9 运行参数运行参数的经济性诊断的经济性诊断火电机组运行参数包括主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损、排汽压力（温度）、给水温度等。机组的运行经济性与其运行参数密切相关，机组只有在标准参数下运行才可能达到最佳的经济指标。一般制造厂只给出了设计工况下机组运行参数的标准值，而机组在实际运行过程中，其工况会千变万化。如果在不同工况下，均认为运行参数的标准值等于设计工况的参数标准值，显然是不恰当的。因此机组运行参数的标准值应该由其负荷、环境和热力系统结构特性确定。主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损的运行标准值：主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热蒸汽压损偏差对经济性指标的影响可以通过变工况计算得出。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.9运行参数32四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.9 4.9 运行参数运行参数的经济性诊断的经济性诊断排汽温度的诊断：排汽温度的诊断：运行标准值：利用变工况计算排汽温度标准值对应的煤耗率和运行值对应的煤耗率之差。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.9运行参数33四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.9 4.9 运行参数运行参数的经济性诊断的经济性诊断凝汽器端差标准值：偏差：循环水温升标准值：偏差：凝汽器端差对煤耗率的影响：循环水温升对煤耗率的影响：四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.9运行参数34按纯热量诊断，新蒸汽作功的变化为：3热力系统变工况计算喷水从最高一级高压加热器出口引出时，如图中A所示，由于喷水份额存在对机组经济性的影响:另一类是带工质的热量变动或出入系统，它不仅有热量变迁，而且还伴随有工质的变迁，简称“带工质的热量”。1、排烟温度诊断的数学模型(1)开始变工况计算时，首先假设变工况的新蒸汽流量，按如下公式进行粗略确定：进入#1低加轴封漏汽设计工况为0.五、火电机组经济性诊断的实例-锅炉的q4一般制造厂只给出了设计工况下机组运行参数的标准值，而机组在实际运行过程中，其工况会千变万化。汽耗量，发电煤耗率等“循环函数法”和“等效热降法”已成为目前我国火电机组热力系统定量计算的两种主要方法二、火电机组经济性诊断的理论基础五、火电机组经济性诊断的实例-排烟过剩空气系数4、炉渣含碳量诊断的数学模型2抽汽压损的经济性诊断凝汽器压力所对应的饱和温度可用凝汽器的传热端差、循环水进凝汽器的入口温度与循环水在凝汽器中的温升表示为：排烟温度和排烟氧量运行值对应的排烟热损失：简捷计算：在常规计算方法的基础上，经过不断的改进，逐渐形成了热力系统简捷计算方法，这两种计算方法是热力系统的基本计算方法。等效热降作为一种新型的热工理论，利用其对火电厂热力系统进行经济性诊断，具有简捷、准确、方便等特点，是热力系统经济性诊断的基础理论。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-热力系统-图(ECR)按纯热量诊断，新蒸汽作功的变化为：五、火电机组经济性诊断的实35五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-参数整理 项目项目编号编号j kJ/kgqj kJ/kgj kJ/kgHj kJ/kgj1186.602435.98161.39272.100.1117284.092395.8684.39375.350.1567388.852440.8989.27491.550.2014490.532476.76598.710.24175100.492533.77140.72698.130.27556122.012566.3398.99832.640.32447196.682160.39203.831016.890.47078122.702053.931018.320.4958H0=1226.41kJ/kgi=0.4571b=329.4g/kW.h五、火电机组经济性诊断的实例-参数整理项36五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-主汽温度主汽温度300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋主主汽汽温温度度运运行行值值535530530532.5532529532.5532标标准准值值537537537537537537537537煤煤耗耗差差0.200.750.690.330.410.810.400.42五、火电机组经济性诊断的实例-主汽温度300MW270M37五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-主汽压力主汽压力300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋主主汽汽压压力力运运行行值值16.6716.3616.1015.3016.015.7012.7013.36标标准准值值16.6716.6716.6716.6716.6716.6713.1213.36煤煤耗耗差差00.240.430.900.400.670.500五、火电机组经济性诊断的实例-主汽压力300MW270MW38五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-再热蒸汽温度再热蒸汽温度300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋再再热热蒸蒸汽汽温温度度运运行行值值534.3527527532519535535511标标准准值值537537537537537537537537煤煤耗耗差差0.150.660.920.311.500.100.161.60五、火电机组经济性诊断的实例-再热蒸汽温度300MW2739五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-排汽温度排汽温度300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋排排汽汽温温度度运运行行值值51.90 46.00 51.40 46.22 45.00 53.65 42.10 47.00标标准准值值29.74 42.55 33.85 26.05 42.47 30.48 25.05 39.30二泵二泵*34.07 46.65 37.66 29.48 46.11 33.92 28.0142.2单泵单泵*煤煤耗耗差差15.503.1714.5011.063.4120.79 10.20 10.50二泵二泵*14.25-0.7312.910.83-1.2919.859.706.93单泵单泵*五、火电机组经济性诊断的实例-排汽温度300MW270M40五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-过热器喷水过热器喷水300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋过过热热器器喷喷水水运运行行值值18.4271.2229.9135.7263.3172.7714.1649.87标标准准值值18.1617.9218.1322.5720.1621.1735.6338.56煤煤耗耗差差0.00.730.160.200.650.76-0.370.21五、火电机组经济性诊断的实例-过热器喷水300MW27041五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-循环水温升循环水温升300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋循循环环水水温温升升运运行行值值17.689.2010.0015.018.3016.2112.4812.50标标准准值值7.838.107.896.847.347.065.765.86二泵二泵*11.6911.7811.399.9610.7310.268.448.52单泵单泵*煤煤耗耗差差6.891.011.744.471.298.214.029.03二泵二泵*4.79-2.90-1.313.27-2.825.992.785.76单泵单泵*五、火电机组经济性诊断的实例-循环水温升300MW27042五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-凝汽器端差凝汽器端差300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋凝凝汽汽器器端端差差运运行行值值16.616.7519.78 15.765.7017.96 13.504.30标标准准值值4.304.404.343.764.133.883.173.22二泵二泵*4.774.814.654.074.384.193.453.48单泵单泵*煤煤耗耗差差8.612.1612.766.592.1212.586.181.47二泵二泵*9.462.1714.217.561.5313.866.921.18单泵单泵*五、火电机组经济性诊断的实例-凝汽器端差300MW27043五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-凝结水过冷凝结水过冷300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋凝凝结结水水过过冷冷运运行行值值1.702.882.061.982.162.281.861.60标标准准值值00000000煤煤耗耗差差0.240.390.290.280.280.320.250.20五、火电机组经济性诊断的实例-凝结水过冷300MW27044排烟温度标准值对应的排烟热损失：4、炉渣含碳量诊断的数学模型(1)开始变工况计算时，首先假设变工况的新蒸汽流量，按如下公式进行粗略确定：分为四种情况：蒸汽携带热量进系统、蒸汽携带热量出系统、热水携带热量进系统、热水携带热量出系统这时它不仅使加热器之间的热量分配发生改变，还将使j+1加热器的疏水放热产生变化。(4)确定凝汽器压力八、循环水泵最佳运行方式等效热降理论（考虑负荷、环境、热力系统结构，计算简捷、快速、概念清晰，融合了热力学第一、第二定律的特点）3热力系统变工况计算小指标分析法（不考虑负荷、环境、热力系统结构）三、等效热降的基础及应用法则3.四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.-基准工况的功率；机组设计的最好运行水平是指机组的缸效率为制造厂设计值时，机组的所能达到的供电煤耗率。三、等效热降的基础及应用法则前者，减温水不流经高压加热器，故减少回热抽气，降低回热程度，使热经济性降低；进入#1低加轴封漏汽设计工况为0.8锅炉方面的经济性诊断四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-高压辅汽供汽方式高压辅汽供汽方式工况条件工况条件阀门开度阀门开度3圈圈300MW工况工况270MW工况工况210MW工况工况漏汽量漏汽量 t/h35.3431.6524.05影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)3.563.743.19机组启动时一般使用汽轮机高压缸排汽给高压辅汽母管供汽，但机组正常运行时，机组启动时一般使用汽轮机高压缸排汽给高压辅汽母管供汽，但机组正常运行时，应关闭供汽阀，依靠轴封和门杆漏汽维持高压辅汽母管压力；应关闭供汽阀，依靠轴封和门杆漏汽维持高压辅汽母管压力；十号机组长期维持供十号机组长期维持供汽阀开汽阀开3圈左右，大量高压缸排汽经过高压辅汽母管进入老厂和本机除氧器，造成圈左右，大量高压缸排汽经过高压辅汽母管进入老厂和本机除氧器，造成蒸汽贬值利用；蒸汽贬值利用；经测试供汽阀开度为经测试供汽阀开度为3圈时间隙为圈时间隙为1.6cm，300MW负荷时阀门前后的压差为负荷时阀门前后的压差为2.65MPa、210MW负荷时阀门前后的压差为负荷时阀门前后的压差为1.56MPa，对机组经济性的影响见下，对机组经济性的影响见下表；表；经过经过2004年年7月底试验，目前已关严该供汽阀，基本消除了该缺陷。月底试验，目前已关严该供汽阀，基本消除了该缺陷。排烟温度标准值对应的排烟热损失：五、火电机组经济性诊断的实例45五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-门杆漏汽切换门杆漏汽切换工况条件工况条件300MW工况工况270MW工况工况210MW工况工况漏汽量漏汽量 t/h3.3943.3943.425影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)0.150.170.22机组主汽门的门杆漏汽本应进入机组主汽门的门杆漏汽本应进入1高加，运行中一直将进入高加，运行中一直将进入1高高加的漏汽引入除氧器，造成能量贬值，使机组经济性下降，对机组经济加的漏汽引入除氧器，造成能量贬值，使机组经济性下降，对机组经济性的影响如下表所示。目前已经更改性的影响如下表所示。目前已经更改。五、火电机组经济性诊断的实例-门杆漏汽切换工况条件30046五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-轴封漏汽轴封漏汽_轴加轴加工况条件工况条件300MW工况工况270MW工况工况210MW工况工况漏汽超标量漏汽超标量 t/h2.942.942.94影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)0.660.750.952004年年7月月29日上午的试验（试验负荷日上午的试验（试验负荷210MW）确认进入轴封加热）确认进入轴封加热器的轴封漏汽严重超标：器的轴封漏汽严重超标：210MW时轴封加热器的设计温升为时轴封加热器的设计温升为1.5，但试，但试验结果是轴封加热器的实际温升达到验结果是轴封加热器的实际温升达到5，经过核算此时对应的轴封漏汽，经过核算此时对应的轴封漏汽量为量为4.19t/h，超标，超标2.94t/h。由于轴封供汽压力和轴封加热器压力基本不。由于轴封供汽压力和轴封加热器压力基本不变，故可以认为进入轴封加热器的轴封漏汽量不随机组负荷变化，这样变，故可以认为进入轴封加热器的轴封漏汽量不随机组负荷变化，这样其对经济性的影响如下表所示。应当在检修时调整轴封间隙其对经济性的影响如下表所示。应当在检修时调整轴封间隙,以减小轴封以减小轴封漏汽量。漏汽量。五、火电机组经济性诊断的实例-轴封漏汽_轴加工况条件30047五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-轴封漏汽轴封漏汽_高压前轴封高压前轴封工况条件工况条件300MW工况工况270MW工况工况210MW工况工况漏汽超标量漏汽超标量 t/h12.4510.346.69影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)0.520.520.37高压前轴封漏汽直接进入高压前轴封漏汽直接进入3号高加的抽汽管道，无法直接测量，但通过号高加的抽汽管道，无法直接测量，但通过运行数据可以看出运行数据可以看出3号高加抽汽压损仅号高加抽汽压损仅2%，大大低于设计的，大大低于设计的5%，而没有轴，而没有轴封汽引入的加热器抽汽压损达到封汽引入的加热器抽汽压损达到7%以上，说明以上，说明3号高加有大量高压前轴封号高加有大量高压前轴封汽漏入，使其抽汽量减少。通过核算可以得出高压前轴封的漏汽量相当于汽漏入，使其抽汽量减少。通过核算可以得出高压前轴封的漏汽量相当于3号高加抽汽量的号高加抽汽量的35%左右。其对经济性的影响如下表左右。其对经济性的影响如下表8所示。应当在检修时所示。应当在检修时进行高压缸轴封间隙的调整。进行高压缸轴封间隙的调整。五、火电机组经济性诊断的实例-轴封漏汽_高压前轴封工况条件48五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-轴封漏汽轴封漏汽_进入进入#1低加低加进入#1低加轴封漏汽设计工况为0.979t/h，实际运行中#1低加疏水温度偏高30，分析各参数在各种工况下的变化规律可以得知，在机组降负荷时出现八段抽汽温度急剧上升，说明实际运行中进入#1低加的轴封漏汽严重超标，出现轴封汽返汽轮机的现象；根据分析情况可以判断#1低加的实际抽汽量较少，但确实有抽汽。若按照轴封抽汽排挤50%的8段抽汽来计算，则其导致机组煤耗率上升2.5g/kWh左右。工况条件工况条件300MW工况工况270MW工况工况210MW工况工况轴封漏汽超标排挤抽汽轴封漏汽超标排挤抽汽 50%影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)2.762.642.38轴封漏汽超标排挤抽汽轴封漏汽超标排挤抽汽 100%影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)5.485.234.72五、火电机组经济性诊断的实例-轴封漏汽_进入#1低加进入#49五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-回热加热器回热加热器300MW270MW210MW冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋冬季冬季夏季夏季春秋春秋3号高加号高加上端差上端差0.340.370.370.250.360.480.200.282号高加号高加上端差上端差0.150.190.170.100.180.150.070.154号低加号低加抽汽压损抽汽压损0.001 0.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0021号低加号低加下端差下端差0.630.530.600.600.490.580.600.55五、火电机组经济性诊断的实例-回热加热器300MW2750五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-排烟温度排烟温度工况条件工况条件300MW工况工况270MW工况工况210MW工况工况运行值运行值 145146.9147.6标准值标准值 141138.4130.4影响煤耗率影响煤耗率 g/(kWh)1.031.903.85五、火电机组经济性诊断的实例-排烟温度工况条件300MW51五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-排烟过剩空气系数排烟过剩空气系数月份月份12345678平均平均标准值标准值1.31.31.31.31.31.31.31.3 1.3运行值运行值1.261.271.31.321.241.261.34 1.28煤耗差煤耗差-0.65-0.48 0.00 0.32-0.97-0.65 0.65-0.25 五、火电机组经济性诊断的实例-排烟过剩空气系数月份12352五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-飞灰含碳量飞灰含碳量月份月份12345678平均平均标准值标准值7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 运行值运行值9.46 9.87 7.66 8.78 8.20 8.08 8.65 8.76 8.68 煤耗差煤耗差6.71 9.88 1.93 6.64 3.24 4.81 7.39 8.10 6.08 五、火电机组经济性诊断的实例-飞灰含碳量月份12345653五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-炉渣含碳量炉渣含碳量月份月份12345678平均平均标准值标准值9.00 9.00 9.00 9.00 9.00 9.00 9.00 9.00 9.00 运行值运行值6.58 13.09 6.56 3.94 6.90 6.08 9.20 7.48 煤耗差煤耗差-0.91 1.44-1.01-1.48-1.05-1.44 0.11-0.61 五、火电机组经济性诊断的实例-炉渣含碳量月份12345654五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-低位发热量低位发热量月份月份12345678平均平均标准值标准值16.84 16.84 16.8416.8416.8416.8416.8416.8416.8416.8416.816.84 416.8416.8416.8416.8416.8416.84运行值运行值17.3017.30 18.5218.52 16.4016.40 18.2018.20 14.914.9 14.9514.95 14.7514.75 16.43 16.43 煤耗差煤耗差-0.86-0.86-2.16-2.16 0.930.93-1.41-1.41 4.504.50 4.664.66 5.655.65 0.770.77 五、火电机组经济性诊断的实例-低位发热量月份12345655五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-灰份灰份月份月份12345678平均平均标准值标准值40 4040404040404040运行值运行值41.24 38.4348.30 31.68 47.30 47.21 47.82 43.14 煤耗差煤耗差1.06-1.01 7.71-4.316.75 7.02 8.20 2.62 五、火电机组经济性诊断的实例-灰份月份12345678平均56五、火电机组经济性诊断的实例火电机组经济性诊断的实例-锅炉的锅炉的q4从上面锅炉的运行参数和煤质运行数据看出，锅炉方面的节能潜力似乎不大，而实际上锅炉效率确实偏低，大家一直以为锅炉运行煤质变化是造成锅炉效率低的原因，实际上锅炉运行煤种与设计煤种差别不大，为了找出原因，下表给出了的设计值和运行值，发现差别很大，说明是飞灰含碳和炉渣含碳运行值过高导致（厂方提供的标准值数值过高），这也就是锅炉燃烧不充分所致，应针对锅炉燃烧器进行改造。月份月份12345678平均平均标准值标准值2.5 2.52.52.52.52.52.52.52.5运行值运行值8.276.119.064.839.019.5110.288.08煤耗差煤耗差22.4314.0625.509.0625.3127.2630.2621.68五、火电机组经济性诊断的实例-锅炉的q4从上面锅炉的运行57六、机组最好运行水平诊断六、机组最好运行水平诊断机组最好运行水平是指机组在一定的电负机组最好运行水平是指机组在一定的电负荷、环境温度和热力系统结构下，所有参荷、环境温度和热力系统结构下，所有参数处于标准值运行时的机组热经济指标。数处于标准值运行时的机组热经济指标。机组最好运行水平的诊断就是定量计算该机组最好运行水平的诊断就是定量计算该工况下的热经济指标。通过最好运行水平工况下的热经济指标。通过最好运行水平的诊断，可以得出机组在任意工况下的节的诊断，可以得出机组在任意工况下的节能降耗极限。机组设计的最好运行水平是能降耗极限。机组设计的最好运行水平是指机组的缸效率为制造厂设计值时，机组指机组的缸效率为制造厂设计值时，机组的所能达到的供电煤耗率。的所能达到的供电煤耗率。六、机组最好运行水平诊断机组最好运行水平是指机组在一定的电负58六、机组最好运行水平诊断：六、机组最好运行水平诊断：设计设计循环水温：循环水温：31 27 20六、机组最好运行水平诊断：设计循环水温：59六、机组最好运行水平诊断：六、机组最好运行水平诊断：实际实际循环水温：循环水温：31 27 20六、机组最好运行水平诊断：实际循环水温：60七、机组滑压运行曲线七、机组滑压运行曲线亚临界滑压运行机组只有在部分负荷时采用滑压运行亚临界滑压运行机组只有在部分负荷时采用滑压运行才会获经济性增高的好处；才会获经济性增高的好处；对于喷嘴对于喷嘴-滑压调节方式，其临界流量就是在新蒸汽流滑压调节方式，其临界流量就是在新蒸汽流量为该值时，喷嘴运行和滑压运行的经济性刚好相同量为该值时，喷嘴运行和滑压运行的经济性刚好相同；通过喷嘴调节定压运行变工况计算和滑压运行变工况通过喷嘴调节定压运行变工况计算和滑压运行变工况计算进行迭代，则可以得出临界新蒸汽流量计算进行迭代，则可以得出临界新蒸汽流量；机组实际运行中存在着各种降低经济性的因素，使每机组实际运行中存在着各种降低经济性的因素，使每个负荷所对应的新蒸汽流量均大于其设计流量，所以个负荷所对应的新蒸汽流量均大于其设计流量，所以应适当增大每个负荷对应的新蒸汽压力。应适当增大每个负荷对应的新蒸汽压力。七、机组滑压运行曲线亚临界滑压运行机组只有在部分负荷时采用滑61七、机组滑压运行曲线七、机组滑压运行曲线_结果七、机组滑压运行曲线_结果62如果在不同工况下，均认为运行参数的标准值等于设计工况的参数标准值，显然是不恰当的。由于过冷度的出现，使1加热器的耗热量增加，抽汽量增加。八、循环水泵最佳运行方式十号机组长期维持供汽阀开3圈左右，大量高压缸排汽经过高压辅汽母管进入老厂和本机除氧器，造成蒸汽贬值利用；五、火电机组经济性诊断的实例-主汽压力4加热器疏水端差的经济性诊断轴封漏汽及利用、加热器散热、抽气器耗汽和泵功耗能等辅助成分的作功损失的总和。这时加热不足将使流经j加热器中的水份额发生变化，故作功的变化为：机组的运行经济性与其运行参数密切相关，机组只有在标准参数下运行才可能达到最佳的经济指标。机组的运行经济性与其运行参数密切相关，机组只有在标准参数下运行才可能达到最佳的经济指标。二、火电机组热力系统经济性诊断的理论基础五、火电机组经济性诊断的实例-凝结水过冷(2)(7)过程，直至满足为止。四、热力系统及热力设备的经济性定量诊断方法4.判断，则结束变工况计算，否则重复6过热器喷水减温的经济性诊断影响煤耗率g/(kWh)二、火电机组热力系统经济性诊断的理论基础三、等效热降的基础及应用法则3.一部分疏水的热量贬值利用于j-1加热器。8锅炉方面的经济性诊断八、循环水泵的运行方式八、循环水泵的运行方式增大循环水量，蒸汽作功增加，但循环水泵耗功增大循环水量，蒸汽作功增加，但循环水泵耗功也增加，因而存在最佳真空及最佳循环水流量；也增加，因而存在最佳真空及最佳循环水流量；机组设计了二台同等容量的循环水泵，由于不能机组设计了二台同等容量的循环水泵，由于不能实现变频调节，故只有开一台循环水泵和二台循实现变频调节，故只有开一台循环水泵和二台循环水泵两种情况，循环优化运行主要是确定在什环水泵两种情况，循环优化运行主要是确定在什么负荷和循环水入口温度下的循环水泵切换问题么负荷和循环水入口温度下的循环水泵切换问题；计算中要考虑循环水泵功率的变化，还要考虑汽计算中要考虑循环水泵功率的变化，还要考虑汽轮机的变工况和凝汽器的变工况。轮机的变工况和凝汽器的变工况。如果在不同工况下，均认为运行参数的标准值等于设计工况的参数标63八、循环水泵运行方式八、循环水泵运行方式_两种运行方式差别两种运行方式差别八、循环水泵运行方式_两种运行方式差别64八、循环水泵的运行方式八、循环水泵的运行方式_曲线曲线双泵多发电双泵多发电100kW双泵单泵发电相同双泵单泵发电相同八、循环水泵的运行方式_曲线双泵65谢 谢！西安交通大学2006年4月谢谢！西安交通大学66