燃煤电厂热平衡软件.pdf

STEAM PRO 燃煤电厂热平衡软件 Steam Pro 软件是美国 Thermoflow 公司研发的产品，现已成长为迄今为止能 找到的最受欢迎、经过严密检验、综合的软件系统，也是唯一一家商业化的电厂 热平衡软件。 自 1987 年以来，Thermoflow 一直是电力及热电联产工业中热能工程软件的 领先开发者。其第一个产品，GT PRO，已经成为世界上最受欢迎的燃气轮机发 电厂设计程序。到 2003 年底，有 1500 个用户在超过 50 个国家的 750 个地点使 用 GT PRO，估计每年有一百万次的运行。确实可以合理地认为，世界上任何一 个建于九十年代的燃气轮机联合循环发电厂都用 GT PRO 模拟过。使用者包括 发电厂业主、开发商、投资商、咨询商、工程师、设备制造商、建筑商，还有发 电厂运行人员。 现在，该公司已开发出了一系列电厂热平衡软件，包括 GT PRO ,GT MASTER,STEAM PRO,STEAM MASTER,THERMOFLEX,PEACE.其中 STEAM PRO 是专为常规燃煤电厂开发的。 一、常规燃煤电厂（火电厂）模拟 一、常规燃煤电厂（火电厂）模拟 公司的旗舰产品 STEAM-PRO 模块可 STEAM MASTER、PEACE 结合使用， 解决电厂设计前期所涉及到的热平衡计算，运行电厂的优化，电厂的改扩建设， 电厂费用估算及经济分析。 STEAM PRO可自动进行常规蒸汽发电厂的设计。通过输入人工参数对新 电厂进行设计并找到它们的最佳配置和设计参数。 可得到完整的文本和图形形式 的热平衡计算报告电厂概要图、热力系统图、多种的计算报告书。每改变一次 设计条件，就重新设计一次电厂系统。 STEAM MASTER可对已初步设计好的常规电厂进行变工况分析。设备硬 件参数是固定不变，改变条件时，如改变出力大小、环境温度等，就会自动计算 出对整个系统的影响。可得到完整的文本和图形形式的热平衡计算报告电厂概 要图、热力系统图、多种的计算报告书。 STEAM PRO PEACE对常规电厂进行初步设计；可作出详细的电厂工程 设计和成本预算；找出不合理的项目，优化好的项目；在概念设计阶段，估算一 些特别附加功能的成本； 每改变一次设计条件， STEAM PRO 重新设计一次电厂。 不但可得出完整热平衡计算报告，还可得到投资成本分析报告、整厂性能分析报 告、设备性能分析报告及整厂的布置图等。 STEAM MASTER PEACE对已初步设计好的常规电厂进行变工况分析。 对已经全面定义的电厂包括不同的控制系统作出详细的初步工程设计和成本 预算；对某些零部件硬件参数的修改进行成本和热力平衡分析；定义和优化详细 管路、水泵系统及其对电厂运行的影响。不但可得出完整热平衡计算报告，还可 得到投资成本分析报告、整厂性能分析报告、设备性能分析报告及整厂的布置图 等。 STEAM PRO STEAM MASTER PEACE对常规电厂不但可进行初步设 计，还可进行变工况分析，最终得出整个电厂的完整的设计和分析方案。可得出 完整热平衡计算报告，投资成本分析报告、整厂性能分析报告、设备性能分析报 告及整厂的布置图等。 二、STEAM PRO 功能介绍 二、STEAM PRO 功能介绍 STEAM PRO 是一款常规燃煤电厂热平衡设计模拟软件，它具有操作界面简 单，专业模块化设计的特性，这可使设计工程师很快就可以掌握软件。下面按照 软件的模块设计顺序介绍各个模块的内容和功能 1、软件的初始化设计界面可以选择以下内容 1、软件的初始化设计界面可以选择以下内容 锅炉型式 常规锅炉 循环流化床锅炉 层燃炉 核蒸汽循环 全厂机组数 机组出力范围 目标是低造价还是高效率 是否包含二氧化碳捕捉 发电机频率 2、STEAM PRO 提供了 9 种汽机型式 2、STEAM PRO 提供了 9 种汽机型式 非再热（3 种） 一次再热（3 种） 二次再热（3 种） 锅炉给水泵驱动方式 电机 冷凝式汽机 背压式汽机 3、3、 STEAM PRO 提供了 7 种给水加热器STEAM PRO 提供了 7 种给水加热器 设计工程师可以选择给水加热器的型式、数量、设计原则和定义锅炉给水泵的位置。 4、STEAM PRO 提供了 10 种冷却系统型式 4、STEAM PRO 提供了 10 种冷却系统型式 在电厂设计基准中可以定义环境条件、补水温度、燃料等，其中还提供了 10 种冷却系统型式以供选择 直流式水冷冷凝器 水冷冷凝器冷却塔 水冷冷凝器干湿混合式冷却塔 水冷冷凝器自然通风式冷却塔（独立烟囱） 水冷冷凝器自然通风式冷却塔（无独立烟囱） 水冷冷凝器干式冷却塔 干式空冷冷凝器 空气预冷式空冷冷凝器 空气饱和式空冷冷凝器 湿表面式空冷冷凝器 针对不同的冷却系统型式，冷却系统的设计参数稍有不同。拿空冷举例说 明， 设计工程师只需定义冷凝器压力和迎面速度即可，系统就会自动计算出需要 多少组空冷器。 5、汽机设计 5、汽机设计 工程师可以定义高压缸流量、汽机毛出力、汽机净出力、低压缸流程数，还 可以通过对汽机定义干步效率和出口焓值等参数进行分组设计和定义给水加热 器如何与汽机抽气口链接等。 定义汽机出力、流量 汽机分组设计 链接给水加热器与汽机抽气口 6、锅炉热工与设计 6、锅炉热工与设计 下图是选择的常规锅炉的设计界面，工程师可以定义如下内容 过量空气百分数 散热量 排烟温度 蒸汽出口温度 炉膛出口温度 锅炉布置 空气处理 燃料是否加热等 从以上内容可以看出用户不仅可以根据自己的要求选择汽机型式 、给水 加热器数量和型式、冷却系统型式，而且还可以对汽机进行分组设计（设定等熵 级效率、叶片效率、出口焓值等） 、对给水加热器进行设计是否有过冷区、终点 温差、阻力等、对冷却系统进行设计（冷凝器压力、温升、迎风面积（空冷） 等） 、对锅炉进行设计（锅炉的型式、蒸发器循环的方式、省煤器和过热器等的 设计） 、对气体排放的要求等。上面主要数据输入完成后，就可以进行初步的热 平衡计算，电厂概要图、热力系统图、文本形式的多种的计算报告书就可以自动 生成。若是加上 PEACE 模块，就可以进行经济分析，在进行完热平衡计算时，经 济分析，设备尺寸和成本同时也计算完毕。你们不但得出了热平衡计算报告，还 得到了投资成本分析报告、整厂性能分析报告、设备性能分析报告及整厂的布置 图等。 电厂概要图 热力系统图 经济分析设定 三、STEAM-PRO 的优势 三、STEAM-PRO 的优势 1、STEAM-PRO 设计优势STEAM-PRO 设计优势 STEAM PRO 自动进行燃气常规燃煤发电系统的设计。它对于产生全新设 计、寻找最优配置及设计参数特别有效。用户输入设计准则以及假设，程序计算 热平衡和质量平衡、系统性能以及部件尺寸等。自从 1988 年以来，STEAM PRO 的覆盖范围及详细程度一直在持续增长。 2004 年版 STEAM PRO 共有 2000 多个 可供用户调节的输入。大部分主要输入由智能设计程序自动产生。该特点使得用 户可以花费最少时间和最小精力获得最优设计，但又保持了使用程序的灵活性， 允许用户对设计参数进行改变和调节。 STEAM PRO 确实易于使用， 使用该程序 可以在几分钟内产生一套全新的电厂设计。 一般情况下， STEAM PRO 在 5 秒钟 之内完成热平衡计算并同时设计出所需设备。如果与 PEACE 模块一起运算， 程序还能提供一套详细的工程及造价估算结果。 2. GT PRO 操作优势 GT PRO 操作优势 软件具有变参数优化设计功能，如环境温度的变化，对设计方案的影响。通 过该分析，用户可以寻找最佳设计点。 数据输入/输出数据通过一系列易用界面录入，输出包括锅炉、蒸汽循环 部分及辅助部分报告。热平衡报告，及各种图形输出。通过分析计算，帮助工程 师快速、准确地进行常规电厂的前期设计。 应用 PEACE 投资分析程序用户可以获得相关设备的规格尺寸何费用，并 可以帮助用户进行投资和回报分析。 维护和升级 燃气轮机数据库每年都在升级变化。 软件也一直在升级、 维护。 用户通过购买升级服务，可以尽享高科技带来的便利 四、应用实例四、应用实例 一般情况下，您可以在几分钟之内完成这些电厂设计。虽然这里只展现电厂 设计的概要图示，实际上程序提供五十到一百个结果输出，包括组织有序的电厂 设计概要，设备的详细描述，以及信息丰富的图形输出。 下面是两个验证实例 1、1、 南通 2 X 1050MW 机组 南通 2 X 1050MW 机组 下面流程图是华东电力设计院提供的热平衡图。 机组出力为 1050MW， 汽机热 耗为 7313KJ/KWH，低压缸有两个不同的流程，9 个给谁加热器3 高 5 低，一次 再热。 用 STEAM-PRO 按照以上条件模拟上述流程， 得出结论是 机组出力为 1050MW， 汽机热耗是 7289KJ/KWH，总厂热耗为 7809KJ/KWH,给水加热器的出口温度、流量 基本一致，汽机抽气口的压力、温度、流量也基本一致。 2、沙特 2 X 660MW（60HZ）机组 2、沙特 2 X 660MW（60HZ）机组 下面流程图是西北电力设计院提供的热平衡图。机组出力为 660MW，汽机热 耗为 8046KJ/KWH， 7 个给谁加热器3 高 3 低，一次再热。锅炉燃料是重油， 要求计算出燃料和空气的进料量。 按照上述要求模拟该流程，锅炉燃料选择重油（自定义重油成分）；定义锅 炉的排烟温度、散热量、锅炉布置等；定义给水加热器数量和除氧器的位置等等 因素。计算结果是机组出力为 660020KW，总厂热耗为 8619KJ/KWH，燃 料量为 145.6t/h，空气量为 2376.6t/h。结算结果与汽机厂家和锅炉厂家提供 数据吻合良好。 热力系统图 锅炉流程图 从以上实例可以看出， STEAM-PRO 模拟常规燃煤电厂既方便又快捷， 可以 根据业主提出的有限的要求快速建立模型，并计算出基本满足业主要求的结果。 若加上 PEACE 模块，还可计算出详细的经济分析报告，帮助领导快速决策。 Thermoflow 软件用户软件用户 西安热工研究院西安热工研究院 四川东方汽轮机厂四川东方汽轮机厂 哈尔滨汽轮机厂哈尔滨汽轮机厂 杭州锅炉集团公司杭州锅炉集团公司 西北电力设计院西北电力设计院 华北电力设计院华北电力设计院 华东电力设计院华东电力设计院 广东电力设计院广东电力设计院 福建电力设计院福建电力设计院 浙江电力设计院浙江电力设计院 江苏电力设计院江苏电力设计院 东北电力院东北电力院 中南电力院中南电力院 国电燃烧中心国电燃烧中心 上海电气电站设备有限公司上海电气电站设备有限公司 武汉都市环保武汉都市环保 北京艾思弗计算机软件技术有限责任公司 2010-02-23