[发明专利]一种余热利用发电汽轮机蒸汽参数优选方法及系统

说明书

本发明属于节能领域，公开了一种余热利用发电汽轮机蒸汽参数优选方法及系统。可以根据锅炉给出的蒸汽参数(温度、压力)，迅速计算出这种蒸汽参数值对于汽轮机来说是否是最佳、最安全可靠的。在实际生产中，锅炉厂家给出的蒸汽参数，再经过此方法的优化，在温度不变的前提下，可以给出适用于汽轮机的最优参数，再将此参数反馈给锅炉厂家和用户，进而可比较整个系统发电量的提升与造价提升之间的优劣，最终得到系统的最优蒸汽参数。

技术领域

本发明属于节能领域，涉及烧结余热、大烟道余热、煤气利用等方面的余热利用领域，尤其涉及一种余热利用发电汽轮机蒸汽参数优选方法及系统。

背景技术

在目前节能减排的能源发展趋势下，余热利用成为国内外石化、化工、冶金等行业大力发展的项目，在冶金企业的烧结余热、大烟道余热、煤气利用等方面的余热利用尤其较多，余热利用项目的核心设备之一就是蒸汽轮机和余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽参数相对于传统较为标准化的中温中压蒸汽参数、高温高压蒸汽参数、超高温超高压蒸汽参数、亚临界超高温蒸汽等参数有所不同，其通常温度和压力较低且波动范围较大，没有标准化的蒸汽参数，而蒸汽参数的变化对蒸汽轮机的输出功率、运行效率有很大影响。

现有技术常涉及两种获取蒸汽参数范围的方法：

一是通过相关的技术标准如基于锅炉蒸发量或者汽轮机发电量来规定锅炉出口或者汽轮机入口蒸汽参数的优选参考值，但是此方法获得的参数不具有连续性且系列化参数组不多，尤其是随着余热利用技术方案的不断发电和改进，上述系列化参数不能够完全涵盖目前余热锅炉的蒸汽参数范围，因此参考价值有限。

二是根据余热锅炉的工艺流程及热力学方程计算蒸汽参数，此方法要结合设计经验确定系统不可逆性的大小、锅炉热损失等值，而且要考虑锅炉的造价等各个因素，最终的蒸汽参数值是考虑了锅炉本身的各个因素，很有参考价值，也是目前余热锅炉常用的设计方案，但是余热发电系统除了包含锅炉系统以外，最重要的是汽轮机系统，这种方法并没有充分考虑蒸汽参数对汽轮机系统的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种余热利用发电汽轮机蒸汽参数优选方法及系统，用以解决现有技术中未经优化设定的蒸汽参数对汽轮机运行造成不良影响的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种余热利用发电汽轮机蒸汽参数优选方法，包括如下步骤：

步骤1：在x和y的二维坐标系下根据发电汽轮机进口温度T₀、内效率η_s和排汽压力P_out绘制曲线a、b、c和d，曲线a的表达式为：

其中，P₀表示汽轮机进口压力，Δh₀表示进出口有效焓降，表示进口蒸汽比焓，表示理想排汽比焓，S₀表示给水状态熵；

曲线b的表达式为：

其中，X_out表示汽轮机排汽干度，h_out＝h₀-(h₀-h_out)*η_S，h₀表示进口比焓，h_out表示排汽实际比焓；

曲线c的表达式为：

其中，c∈(0.8,1.0)；

曲线d的表达式为：

其中，y_k为的一次导数函数；