[发明专利]火电机组能耗评估和煤耗查定试验中汽轮机基准背压的确定

说明书

技术领域

本发明涉及火电机组能耗评估和煤耗查定试验中汽轮机基准背压的确定，用测试和计算结合，用基准背压替代偏差较大的额定背压。

背景技术

汽轮机排气压力也称背压，指汽轮机末级叶片后的绝对压力，是影响火电机组经济性的一个极其重要的参数。汽轮机设计背压的优选是汽轮机及冷端设备选型的基础，将直接关系到机组的经济运行。

汽轮机的凝汽系统就是做功后的乏汽进入凝汽器汽侧，同时用大量的循环冷却水进入凝汽器，通过热交换使汽轮机排汽冷凝结成水后体积骤降，在汽轮机排气口处形成和维持汽轮机末端的真空。

设计背压低，额定热耗基准就偏低，但冷却设备投资、运行耗电费用会提高；设计背压高，额定热耗基准就偏高，但冷却设备投资、运行耗电费用会降低。如果额定背压降低使汽轮机增加排汽面积，则额定工况热耗降低，而背压、负荷变化时，汽轮机热耗变化较大。设备投资及年运行费用等综合费用较低的背压才是最优值。

火电机组运行时，循环水调度方式会直接影响机组的能耗。循环水量大，则汽轮机背压降低，但循环水泵耗电增加，因此，也有个综合平衡的优化问题，即循环水系统优化调度的问题。

汽轮机设计背压值的选择直接关系到整个发电机组的经济性与合理性，是“一触而变全局”的重要参数，因此，汽轮机设计背压优选是冷端优化设计的重要环节。

设置额定背压的目的有三：

额定背压值是汽轮机排汽面积优化配置的关键依据；

评价汽轮机性能，或进行汽轮机热力试验时，为了获得真实客观的结果，关键参数包括背压必须修正到额定值；

机组投产后，电厂可以将背压统计平均值和额定值对比，判断冷端设备的设备状态和运行操作水平。

国内电力设计院在计算火电机组的额定背压时，忽略了很多因素，依据的一些数据也不准确，结果经常偏离实际，缺乏代表性，以上三方面的作用发挥得都不好。

电厂经常需要确定机组的实际能耗，而煤质变化频繁，短时间的正平衡统计煤耗常有较大误差，煤耗在线计算同样有较大的不确定度，此时，煤耗查定试验是唯一可靠的技术手段。汽轮机和锅炉同时进行对应工况试验，参数修正是其中的关键问题之一，其中最突出的就是汽轮机背压修正。

国内现有的汽轮机试验，包括煤耗查定试验中，背压都是修正到额定值；火电机组能耗评价中，也都以额定背压为重要依据。而额定背压往往偏离实际条件，对电厂节能工作容易产生较大的误导，因此需要给出确定基准背压的出发点、原则和一套完整的方法、流程，客观真实的基准背压对揭示、确定机组的真实煤耗状态和节能工作水平、潜力有重要的意义。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了火电机组能耗评估和煤耗查定试验中汽轮机基准背压的确定的技术方案，用参数实测与计算结合的方法获得基准背压，替代偏差较大的额定背压，以便真实客观地反映火电机组的真实背压条件。

本发明的技术方案是，一种火电机组能耗评估和煤耗查定试验中汽轮机基准背压的确定，用基准背压代替额定背压，包括通过试验获取冷却塔的热力性能和凝汽器的循环水流量和温升数据、换热系数数据，根据通用流程和公式计算得到循环水温、凝汽器端差，最终根据水蒸气特性获得基准背压，所述通用流程和公式是指：根据凝汽器进水温度、循环水温升、凝汽器端差，获得基准背压对应的饱和温度；其中，所述凝汽器的循环水流量和温升数据是基于年平均气象条件下的实际调度方式直接在现场测量而得到；所述获取冷却塔热力性能和凝汽器的换热系数数据是首先通过对凝汽器、冷却塔进行特性试验，经改变机组负荷与循环水调度方式的多个工况试验数据，获取冷却塔填料的实际热力特性方程和凝汽器的实际换热系数，并以此为依据得到实际调度方式工况下的冷却塔出水温度和凝汽器端差。

进一步，所述实际调度方式是指：机组满负荷、年平均气象条件下，电厂实际采用的循环水调度方式。

进一步，所述对凝汽器进行特性试验是凝汽器热力性能试验，所述对冷却塔进行特性试验是冷却塔热力性能试验。

进一步，所述多个工况试验是针对冷却塔的多工况热力性能试验。

进一步，所述得到冷却塔出水温度的步骤是，首先通过冷却塔热力性能试验得到冷却塔填料的热力特性方程，再根据实测的循环水量和温升，以及年平均气象数据，计算得到机组满负荷、年平均气象条件、实际调度方式下的冷却塔出水温度。