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第 4 3卷第 1期 2 0 1 2年 1月 锅 炉 技术 B0I LER TECHN0L0GY Vo 1 ． 4 3，No ． 1 J a n． ，2 0 1 2 火 电机组主要可控参数 变化 的耗差分析 司瑞 才 华北电力大学 控 制与计算机工程学 院，河北 保 定 0 7 1 0 0 3 摘要 耗差分析 是指分析机组运行 中某些参数偏离 目标工 况时对机组 热经济性 的影响 。对火 电机组 可控 参数变化的煤耗分析 ， 其 目的是确定可控参数 对机 组性能 的影 响程度 ， 为提 高机组 的经济运 行水平 提供科学 依 据 ， 是实现火 电机 组节能降耗的必备的基础理论工作之一 。通 过对火力 发电机组 重要可控运行参 数变化 与 煤耗的关系 的研究 ， 提出了火电机组重要运行 参数 偏离 目标值所 引起 的煤耗偏 差计算模 型 ， 此模型 可应用 于 机组运行热经济性在线监测 系统。 关键词 火 电机组 ；可控参数 ；煤耗分析 ；热经济性 中图分类号 TM6 2 1 ． 4 文献标识码 A 文章编 号 1 6 7 1 0 8 6 x 2 0 1 2 0 1 - 0 0 1 3 - 0 4 0 前 言 耗 差分析是 指分 析机 组运 行 中某 些参 数偏 离 目标工况 时对机组 热 经 济性 的影 响 。对火 电机 组 可 控参数变 化的煤耗分 析 ， 目的就 是确定 可控参数 对 机组性 能的影响程度 ， 为提高机 组 的经济 运行水 平提供科学依据， 并可应用于机组运行热经济性在 线监 测系统 。因此 ， 研究 火 电机组煤 耗与可控参 数 变化 的关 系 ， 具有 非常重 要 的意义 。 1 煤 耗偏 差的计算模型 火 电机 组 运 行 参 数 偏 离 目标 值 所 引起 的 煤 耗偏 差 计算 模 型如下 l a B ] 一一E a E ] B 1 式中 l a B ] 某一运行参数偏离 目标值时， 所 带来 的煤耗 变 化 量 ， g ／ k Wh 。该 值为 正 ， 表示 煤 耗 增 加 ； 为 负 ， 表 示煤 耗 降低 ； [ 犯 ] 某一 运行 参 数 偏 离 目标 值 ， 导 致 的经 济性 指标 的 相对 变 化 量 ， 可 以是 相对 效 率变 化 量 ， 如锅 炉 效 率 、 机 组 效 率 等 ， 也 可 以是 该 参 数偏 差 引 起 的机 组 热 耗 率 的 相 对变化量 ， 根据 具体 情况 ， 以简 化计算 的原则 进行 选择 。经济 性提高时为正 ， 反之为负％； B 发 电标 准煤耗 率 ， g ／ k Wh 。 2火 电机组可控参数变化与煤耗 的关 系 2 ． 1排烟 温度 变化 引起 的耗差 排 烟温 度 是 指 离 开 锅 炉 最 末 一 级 受 热 面 的 烟气 温度 。排 烟温 度升 高 会 造 成机 组煤 耗 增 加 ， 合 理 降低排 烟 温度可 以提 高机 组 的运行 热效 率 。 根 据排 烟损 失 q 。 计算 式 ， 可 以得 到排 烟温 度 变 化 引起排 烟损 失 的关 系式为 Aq2 q 2一 g 2 Q z Q 2 o 一 Q2 Q2 o Q 锅 炉效 率 的相对 变化 为 7 7 b一 一一下 Aq2 一 。 ’ | b ’ |b ㈣ “ h 式 中 排 烟温 度 目标值 ，℃ ； 一 排 烟温 度 当前实 测值 ，℃ ； 每千克 燃料 燃 烧 生成 的实 际 干 烟 气 体积 ， m。 ／ k g ； n o 每千克燃料燃烧产生 的水蒸气及相 应 空气湿分带入 的水蒸气 的体积 ， m。 ／ k g； 收稿 日期 2 0 1 00 81 0 作者简介 司瑞才 1 9 8 3 ， 男 ， 主要从事 大机组智 能优化 控制方 面的研究 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 4 锅 炉 技 术 第 4 3卷 c ， 一 干烟气 从 r 到 0 的平 均 定 压 比 热 容 ， k J ／ k g K ； Cp,H 20 水蒸气从 t 到 0 的平均定压 比 热容 ， k J ／ k g K ； Q 锅 炉输 入 热量 。 取 [ E ] 一 ， 可 以得 到 ， 排烟 温 度 偏 离 目标 值 时 ， 使机 组 煤耗 量变 化为 AB 一 B6 7 7 6 4 2 ． 2 排烟 含 氧量变 化 引起 的耗 差 排 烟 氧量 是 排 烟 的 干 烟 气 中氧 的 容 积 含 量 百 分 比， 是 烟 气 量 和 烟 气 中 过 剩 空 气 多 少 的 反 映 。降低 排烟 氧量 ， 可 以提 高 锅 炉 效 率 。最 佳 氧 量是保 证 固体 未 完 全 燃 烧 损 失 和排 烟 热 损 失 之 和最 小 的锅 炉 燃 烧 氧 量 。保 证 最 佳 氧 量 运 行 是 提高 机组 运行 经济 性 的重要 措 施 。 根据 排 烟损失 q 。 计 算式 ， 可 以得 到含 氧 量 变 化 对 排烟 损失 的关 系式 为 △q 2 一 q 2 -- q 2 一 Q 2 Q 2 ， H 一 Q2 ， g y Q2 ， H 。 o Q M N1 ． 6 0 3 vo C d k r， 、 一 Qr P Y O ／ p y K [ 一 丽 2 1] 5 式 中 △ f 一0 p y t s f MC p , g y z S t ， NC p , H 2 0 △ ￡ K -- 6 ‘ 每 千 克 燃 料 燃 烧 所 需 要 的理 论 干 空 气 量 ， m。 ／ k g ； d 环境 空气 绝对 湿 度 ， k g ／ k g ； o 烟气 中 氧 的基 准 容积 百分 含量 ， ； O。 烟气 中 氧 的实 测 容积 百分 含量 ， ； C O 烟 气 中 一 氧 化 碳 的 容 积 含 量 百 分率 ， 。 锅 炉 效率 的相 对 变化 为 一 一 21 O 0 5 C 0 ] 7 2 1一 ， 一． ⋯ 取[ E ] 一 ， 可以得到 ， 排烟温度偏离 目标 值 时 ， 使机 组煤 耗量 变 化为 AB一 一 Bb 8 2 ． 3 飞 灰 含碳 量变 化 引起 的耗 差 飞 灰 含 碳 量 是 指 锅 炉 飞 灰 中可 燃 物 的质 量 百分 比。飞 灰 含碳 量 提高 ， 机组 供 电煤耗 率 升 高 。通 过运 行 调节 燃 烧 ， 能 够 有 效 降 低 飞灰 中可 燃 物质 含量 ， 可 以提 高 锅炉效 率 。 由 固体 未 完全燃 烧 热损 失 q 的计 算 式 ， 得 到 飞 灰含 碳 量 的变 化 引起 固体 未 完 全 燃 烧 损 失 变 化 的关 系式 为 一 ， 一 3 37 ． 2 7 C h , c Ch ． △q4一 q 4一 q4一 ■ 一一 [ 1 0 0 C一 1 0 0 C] 9 Q r 一 f h， c 一 f h ． c 式 中 O ／ f h 飞灰灰量 占燃煤总灰量 的百分 比， ％ ； A 燃 料 收到基 灰分 含 量 ， ； C 一 飞灰含 碳 量 目标 值 ， ； C 飞灰含 碳量 当前 实 测值 ， 。 锅 炉效 率相 对 变化 一 一 一 b 7 b 3 3 7 ． 2 7 A a f Il r Cf h ， C fh , c ] Qr b 1 O 0 一Cf h 1 O 0 一 C f h 1 0 取 [ 明 一 仉， 飞灰 含 碳量 偏 离 目标 值 时 ， 使 机 组煤 耗量 变化 为 △B一 一 Bb 1 1 2 ． 4 主 汽压 力 变化 引起 的能 量耗 差 现 场运 行实 际 中高 参数 、 大容 量 机组 在 不 同 的负荷 阶段 具有 滑 压 运 行 和定 压 运 行 2种 方 式 ， 目的是在高 、 低负荷 阶段都保持最佳 的运行经济 性 。滑 压运 行 高压 调 门保 持 某 一 阀位 ， 机组 负荷 变 化 随着主 蒸 汽压 力 变 化 而变 化 ； 定 压 运行 的特 点 是保 持主 蒸 汽压 力 额 定值 不 变 ， 高 压 调 门顺 序 开 启满 足负 荷变 化 的需要 。 在 汽轮机 带负 荷 运行 中 ， 当主 蒸 汽压 力 由 P 到 P 变化 时 ， 各 参 数 变化 理 想 曲线 如 图 1所 示 。 由主蒸 汽压力 降低而造 成的机组 作功 能力损失 为 图 1汽温不变 ， 汽压 变化焓熵 图 Ah K H l H2 1 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 司瑞才 火电机组主要可控参数变化 的耗差分析 式 中 H 汽 轮机 高压 缸理 想 焓 降实 际值 ， k J ／ k g； H 汽轮 机 高压 缸 理 想 焓 降 目标 值 ， k J ／ k g； k 等效 焓 降相对 于 理想焓 降 的 比例 。 H 1 一 1 一 h 2 1 3 H2 一 1 一 h 2 1 4 引起 汽轮 机 内效率 相对 降低 为 卸 一 0 0 一 s 整 个 机组 的热 效率 变化 为 △叩 。 一 o 7 ／ 1 6 式中 叩 。 。 变化前 的机组效率 ， 。 取[ 犯 ] 一 ， 主蒸 汽压力偏 离 目标值而使 机组 煤耗 量变 化为 AB一 一 Bb 1 7 2 ． 5 主汽 温度 变化 引起 的耗 差 主蒸 汽温 度是 汽 轮 机 主 汽 门前 的蒸 汽 温 度 。 主蒸 汽 温 度 是 影 响 循 环 效 率 的 一 个 重 要 指 标 。 在 机组 的实 际运行 中 ， 主蒸 汽 温度 变 化 的情 况 可 能性较 大 ， 相对 主 汽压 力 变 化 对机 组 经 济 性 的影 响 ， 主汽温 度 的变 化对 机 组 的 经 济性 的影 响 更 为 严 重 。 在 机组 运行 中 ， 当主汽 温度 t 变化 到 t 时 ， 各 参数 变 化 理 想 曲线 如 图 2所 示 。主 汽 温 度 增 加 ， 相 当 于机 组 的加 热 平 均 温 度 提 高 ， 热 效 率 增 大 ， 即有 图 2汽压不变 ， 汽温变化焓熵 图 由主蒸汽温度降低而造成的机组作功能力 损失 为 △H k H1 一 H2 I 8 式中 H 汽 轮机 高 压缸 理 想焓 降 实 际值 ， k J ／ k g； ； Hz 汽轮 机高 压 缸理 想 焓 降 目标 值 ， k J ／ k g ； ； 忌 等效焓降相对于理想焓降的比例。 H 1 一 一九 2 1 9 H 2 一 l h2 2 0 引起汽轮机 内效率相对降低为 唧 一 0 0 一 整 个机 组 的热效 率变 化 为 △ 7 一 i 2 2 式 中 7 。 。 变化 前 的机组 效率 ， 。 取 [ E ] 一 ， 主 蒸 汽 压 力 偏 离 目标 值 而 使 机 组煤 耗量 变化 为 ,A B 一 一 Bb 2 3 3耗差分析的应用实例 耗 差 分 析 是 指分 析 机 组 运 行 中某 些 参 数 偏 离 目标 工 况 时对 机 组 热 经 济 性 的影 响 。运 用 耗 差分 析方 法 ， 将 机组 运 行 的 实 际值 与 机 组 的基 准 值 比较 ， 计算 出机组 的煤 耗率 ， 并 能够得 出运行 参 数 变化对 机组 经 济性 的影 响 。 火 电机组 主 要 运 行 参 数 耗 差 分 析 汇 总 表 如 表 1 。 表 1 火 电机 组 主要运 行参 数耗 差分 析汇 总表 4 结 论 煤耗 指标 的变 化 ， 体 现 着 机 组运 行 的经 济 性 能和机组 内部机械状态完好 程度等 的信息 。对 火力 发 电厂进 行耗 差 分 析 ， 能 够定 量 地 反 映 运 行 参数 偏离 目标 值对 电厂 煤 耗 的影 响 ， 从 而 能 够及 时指 导运 行人 员调 整 运 行 方式 ， 使 机 组 时 刻 运行 在最 佳 工 况 下 ， 有 助 于 提 高 火 电站 运 行 的 热 经 济性 。 参 考文献 E 1 1范从振． 锅炉原理[ M] ． 北京 水利电力出版社， 1 9 9 5 ． E 2 ]中华人 民共和国机械 电子工业 部 GB 1 0 1 8 4 --8 8中国标 准书 号[ S ] ．北京 中国标准出版社 ， 1 9 8 8 ． E 3 3赵建 ， 索沂生 ， 等．火 电站锅炉运行可控性能量损失分析[ J ] ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 6 锅 炉 技术 第 4 3卷 锅炉技术 ，2 0 0 1 ， 3 2 1 ． [ 4 ]陈鸿伟 ， 李字 ， 等．火 电机组 可控参数 变化 与煤耗 的关 系[ J ] ． 热力发电 ， 2 0 0 2 4 2 9 3 3 ． E s ]徐 广震 ． 基于耗差分析理论的火电机组运行优化 指导系统研 究[ D ] ． 北京 华北 电力大学 ， 2 0 0 8 ． [ 6 ]划振刚 ， 李太兴 ， 等．凝 汽机组 主蒸 汽参数耗 差分 析方法的研 究及其应用 [ J ] ． 热力透平 ， 2 0 0 8 3 ． [ 7 ]郑体宽． 热力发 电VI M] ． 北京 水利电力出版社 ， 1 9 9 5 ． P o wer u n i t E n e r gy l os s An al y z i n g o f t h e I mp or t a nt Co nt r ol l a bl e P a r a met e r s S I Rui c a i Con t r o l a nd Co mput e r Eng i n ee r i ng Col l e g e，Nor t h Chi na El e c t r i c Powe r Uni ve r s i t y ，Ba odi ng 071 0 03。Ch i n a Ab s t r a ct Ene r g y - l os s a na l y s i s i s t he a na l y s i s t h e i mpa c t o f t h e r ma 1 e c o no mv w h e n s o m e pa - r a me t e r s o f t he o pe r a t i o n un i t a wa y f r o m t he go a l c o nd i t i o n ．The pu r po s e of a na l y z i ng t he c o nt r o l l a bl e pa r a me t e r s o f t he t h e r ma l p owe r c ha n ge i n c o a l c o ns u mpt i o n i s t o d e t e r m i ne t he c o nt r o l l a bl e pa r a m e t e r s o n t he de g r e e o f i nf l ue n c e o f un i t pe r f or ma nc e ． And p r ov i d e a s c i e n t i f i e b a s i s f o r e n ha nc i n g t he l e v e l of un i t e c o no mi c op e r a t i o n ． En e r gy - 1 o s s a na l ys i s i s o ne of t he e s s e n t i a l ba s i c t he o r e t i c a l wo r ks f o r c o a l f i r e d p o we r u ni t ’ s e ne r g y c on s e r v a t i on a nd c o a 1 c ons umpt i on d e c r e a s e ．Thr ou gh a na l yz i n g t he r e l a t i o ns hi p b e t we e n t h e i mpo r t a nt c o nt r o l l a bl e p a r a m e t e r s c h a ng e a nd e n e r gy l o s s of p owe r un i t ，pu t f o r wa r d c a l c ul a t i on mo de l t ha t a n mp or t a n t p o w e r un i t o pe r a t i ng pa r a me t e r s de v i at e f r o m t he t a r ge t va l u e ．i t i s s ui t a bl e f o r o n l i ne m o ni t o r i n g s y s t e m o f he a t e c o no m y o f un i t ． K e y wor d spo we r u n i t ； c o nt r o l l a b l e p a r a me t e r s； e n e r g y - l o s s a n a l y s i s ；t h e r ma l e c o n o my 上接 第 9页 [ 4 ]F a r c u s A R，Ho g a n M J ， J o h n s o n J A． e t a 1 ．F u r n a c e i mp l o s ion p r o t e c t i o n me t h o d s f o r na t u r a l g a s f i r e d b o i l e r s a t Co rn mo n we a l t h E d i s o n s C o l l i n s S t a t i o n[ J ] ．P r o c e e d i n g s o f t h e Ame r i c a n Po we r Co n f e r e n c e ，1 9 9 5， 5 7 2 1 3 5 0 1 3 5 6 ． [ 5 ]Na t i o n a l F i r e P r o t e c t io n As s o c i a t i o n ．NF P A 8 5 0 2 S t a n d a r d f o r t he Pr e v e n t i o n o f Fu r n a c e Ex p l o s i o n ／ I mp l o s i o n i n Mu l t i p l e B u r n e r B o i l e r[ s ] ．i 9 9 5 ． E xp er i me nt al Si m u l a t i on o n E f f e c t of Fl u e Ga s De s uI p hu r i z at i o n S ys t e m t o I m p l o s i o n o f Boi l er ZH AO Zhe n ～ z ho u 。 ZH AO Zhe n n i n g 1 ．Co l l e g e o f En e r g y a n d El e c t r i c a l En g i n e e r ，He h a i Un i v e r s i t y，Na n j i n g 2 1 0 0 9 8，Ch i n a ； 2 ．No r t h C h i n a El e c t r i c Po we r Re s e a r c h I n s t i t u t e Co ．Lt d ． ，B e i j i n g 1 0 0 0 4 5 ，Ch i n a Ab s t r a c t S i mu l a t i n g t h e f l u e g a s s y s t e m o f b o i l e r wi t h a F l u e Ga s De s u i p h u r i z a t i o n F GD s y s t e m i n p o we r u n i t ，a n e x p e r i me nt a l bo i l e r i s d e v e l o p e d i n t h e p a pe r ．Ba s e o n t hi s b o i l e r ，t e s t i s p e r f o r me d t o s t u dy t h e e f f e c t o f FGD s y s t e m t o b oi l e r i mp l o s i o n ． Fou r t y p i c a l t e s t c o n d i t i o ns a r e p e r f o r me d ． The r e s u l t s s h o w f a s t t r i p pi n g f u e l ，f u r n a c e i s t he p l a c e i n wh e r e i mp l o s i o n i s e a s i e s t ha p pe n e d，o t h e r t h a n t h e e n t r a n c e o f i nd u c e d d r a f t f a n，a f t e r a d d i t i o n FGD s y s t e m ，f u r na c e i s mo r e s u s c e pt i b l e t o t a k e pl a c e i mp l o s i o n ．Af t e r ma t e r f u e l t r i p，s hu t t i ng t h e p r i ma r y a i r ，t he p o s s i b i l i t y o f f u r na c e i m p l o s i o n i s i nc r e a s e d b e c a u s e o f t h e s h o r t n e s s o f a i r ；a f t e r a d d i t i o n FGD t he p o s s i b i l i t y i s i nc e a s e d ． Th e l o n ge r t i me i s u s e d t o s h u t o f f t he f u e l ， t h e s ma l l e r t h e ma x i mu m n e g a t i v e p r e s s u r e i s g o t ，a f t e r a d d i t i o n FGD s y s t e m ，t h e l o n g e r t i me m u s t b e u s e d t o s hu t o f f f u e l t o a v o i d i m p l o s i o n．Fl a me o u t i n l o we r l o a d， t h e i mpl o s i o n i s I o w ，wh i l e a f t e r a dd i t i o n FGD s y s t e m ，t h e p o s s i b i l i t y o f i m p l os i o n i s i nc r e a s e d ． K ey wor ds f l u e ga s d e s u l phu r i z a t i o n s ys t e m ； f ue l f l a me o ut ； i m p l os i o n t e s t ； i m pl os i o n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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