耗差相关知识

1、-作者xxxx-日期xxxx耗差相关知识【精品文档】耗差工作是运行优化的技术核心。将来的运行操作指导、运行经济性考核等，都是围绕耗差计算进行的。“耗差”这个词将被越来越多的人所认识。什么叫耗差？为什么耗差计算结果能指导运行操作？并可作为经济考核的依据？本文将从耗差的概念，耗差计算的流程，以及经济考核的思路等方面进行介绍。一、耗差的概念在介绍“耗差”之前，先说明一下“运行基准值”（或基准曲线）的概念。“运行基准值”也叫“运行应达值”，是对应某个负荷工况下，各运行参数的最经济或最合理的值。基准值可以是设计值，试验值，或运行统计最佳值。一般地，对新机组或缺少试验资料时，往往以设计值作为运行的基准值。

2、而经过大小修以后的机组，总是以优化试验结果作为基准值，必要时也可以用运行统计最佳值作为基准值。比如滑压运行机组的滑压曲线，就是主汽压力的基准曲线。曲线上对应某个负荷的主汽压力，就是主汽压力在该负荷时的基准值。耗差是指当某一运行参数偏离基准值时，对机组运行经济性的影响大小，其单位一般为“克/千瓦小时”。例如，额定负荷下，主汽压力偏差，机组供电煤耗影响克/千瓦小时，即此时主汽压力的耗差为克/千瓦小时。影响机组经济性的主要耗差有四十余项，下表列出了其部分内容：耗差项目名称1 . 主蒸汽压力  2 . 主蒸汽温度  3 . 再热蒸汽温度4 . 再热系统压降5 . 凝汽器真空 6 .

3、 给水加热器上端差7 . 给水加热器下端差8 . 辅汽流量9 . 系统补水流量10. 过热器减温水流量11. 再热器减温水流量12. 锅炉出口氧量13. 锅炉排烟温度14. 飞灰可燃物含量二、耗差计算的流程要实时计算一个参数的耗差，必须有：（1）该参数的实时测量值；（2）该参数的基准曲线；（3）该参数的耗差修正曲线（或耗差模型）。然后，根据耗差计算流程进行耗差计算。三、耗差与经济考核从上述的耗差计算流程可以看出，当某个参数的实际运行资料偏离了基准值以后，计算机马上能给出该偏差对机组运行经济性的影响程度（耗差值），实际上就是给出了运行人员的操作控制水平（可控耗差部分）或设备的健康水平（不可控耗差

4、部分）的量化值。我们知道，参数的基准值是机组运行最经济或最合理的值。一般是通过对大量的优化试验结果进行分析、整理而得出的资料。它为运行的优化操作提供了方向，即通过操作调整达到参数的偏差为零。需要指出的是，运行人员应以系统的观念对耗差进行分析，并在保证设备和系统安全的前提下进行调整。当某个耗差值出现负值时（赢利了），并不一定说明整个机组的经济性变好了。例如，当你增加循泵，真空的耗差值可能变成了负值，但循泵用电量耗差会增大，最后，整个机组反而不经济。同时，也不能为了减少某一项耗差，导致跳机或设备损坏。如果把可控耗差部分按值进行月度平均累计，根据各值的平均累计数大小进行排名，则可代替传统的小指针竞赛

5、方法，进行值间经济考核。这种考核方式具有以下特点：它是连续的、动态的考核方法。由于可控耗差的计算每时每刻都在进行，它记录了运行人员从上班到下班的整个操作过程，比较准确地反映了运行人员的操作控制水平和责任心。由于耗差计算和统计是在计算机内自动完成的，克服了手工抄表、手工计算带来的弊病。使结果更加准确，并减轻了劳动量，消除了一些不必要的人为因素。耗差考核方式更接近机组实际运行的要求。不同的负荷，要求的基准值也不同。调峰负荷下的参数，不能以额定负荷时的基准值进行考核。由于耗差计算中的基准值是以曲线方式存在的，其结果也就更接近机组实际运行的要求，比较科学、合理。用可控耗差月平均进行考核的方法，免去了对

6、小指标项目进行加权的工作，减少了人为因素，使考核结果更加合理。近年来，我国电力工业迅速发展，高参数、大容量机组日益增多，计算机在火电厂中得到广泛的应用。随着国民经济可持续性发展的要求和“厂网分开、竞争上网”这一电力体制改革政策的实施，火电厂节能降耗将是独立发电公司增强竞争能力的重要措施1。在这种情况下，火电厂热力系统耗差分析软件就应运而生了，该软件是利用火电厂节能理论、以热力系统为中心，对主要的热力设备、系统、运行方式和运行环境进行能耗偏差分析，实时的反映出机组运行的热经济性状况，为现场运行人员提供一个明确的运行指导，以实现火电厂安全、经济和稳定运行。整个软件的核心是实时、准确的进行火电厂热力

7、系统耗差分析，这其中有三个关键问题，分别是：准确计算热力系统热经济性指标、合理确定参数运行标准值和合理分配总煤耗偏差。下面本文就对这三个问题进行较为深入的探讨。1        准确计算热力系统热经济性指标热力系统热经济指标的准确计算是火电厂热力系统耗差分析的基础，适于在热力系统耗差分析软件中应用的热力系统热经济指标计算方法要具备两个特点，一是计算速度要快、结果要准确，二是使用要方便，特别是要便于使用计算机实现。现有的热力系统解法都能对其热经济性指标进行计算，但各自繁简不同，原始参数也略有差别。1.1 热力系统串联解法热力系统串联解法2是伴随着热力发电工

8、程而出现的最原始的方法，也是目前应用最广泛的一种热力系统解法。该方法是采用逐级热平衡法串联求解各级抽汽量，从而确定系统的汽水分布，并利用功率方程及吸热量方程最终求解热力系统的热经济性指标，其概念清晰、明确，是计算火电厂热力系统热经济性指标的最基本的方法。目前出现的循环函数法3和等效热降法4对热力系统串联解法都做了很多合理简化，都可以看作是简化了的串联解法。等效热降法近年来得到广泛的应用，在热力系统局部定量分析中，它具有简捷、方便和准确的特点，正因为如此，绝大多数的火电厂热力系统耗差分析软件都将该方法作为其分析模型的理论基础。1.2 热力系统并联解法相对于热力系统串联解法，矩阵法5被称为热力系统

9、并联解法。最初的矩阵法是以热力系统热平衡原理为基础列出其热平衡线性方程组，再将其组成热力系统的结构矩阵进行求解，其特点是一次可以求出许多未知参数。在应用中，人们发现这种矩阵法仍不能避免要为各级加热器列十分复杂的热平衡方程式，在求解时存在着矩阵求逆运算，使用起来不太方便。近几年，矩阵法得到了进一步的发展，出现了与火电厂热力系统拓朴结构一一对应的火电厂热力系统热经济性状态方程6,7，该方程可以根据一定的规则直接写出，热力系统结构变化改变状态方程结构，而运行环境、运行方式和设备性能改变只改变方程中某些元素的数值，它可以用于直接计算热力系统的热经济性指标，使用方便，通用解析，已经成为火电厂热力系统分析

10、中一种强有力的工具。1.3 准确计算热力系统热经济性指标要解决的问题由前面的叙述可知，只要原始参数测量准确，使用串联解法和并联解法都能准确计算热力系统热经济性指标。一般地，就目前测量设备状况来说，压力和温度参数是能够做到准确测量的，而一些流量参数，特别是像主凝结水流量和主蒸汽流量这样的大流量参数是很难做到准确测量的8，因此，在计算中避免使用这样的大流量参数是准确计算火电厂热力系统热经济性指标的关键。关于这方面的研究很多，其中一个主要途径就是研究如何准确测量或计算汽轮机低压缸排汽干度，或者如何准确计算其排汽焓。该问题的研究已经取得了一定进展，已有资料表明9，在没有假设和循环迭代的情况下已经能对汽

11、轮机低压缸排汽焓进行较为准确的计算，其成果应用在火电厂热力系统耗差分析软件中能提高排汽焓的计算精度和速度，增强该软件的实时性。2        合理确定参数运行标准值火电厂热力系统耗差分析软件最主要的功能就是对火电厂热力系统进行能量损失诊断和节能潜力分析，因而，合理确定机组在变工况下各项参数运行标准值十分重要，只有正确确定各项参数运行标准值，才能准确计算出参数偏离其标准值所造成的热经济性损失。另外各项损失合理归类也与参数运行标准值的确定有关，因而也就影响到软件所提供分析结果的准确性与运行指导的合理性。通常火电厂热力系统参数运行标准值的确定方法有试验法和变

12、工况计算法两种10,11。2.1 试验法确定参数运行标准值机组在运行一段时间以后，各方面的性能会发生一些变化，运行参数的最优值及其组合也会偏离初始的设计情况，此时，对机组进行全面的热力试验，由试验的结果来确定机组参数运行标准值是最可靠的方法，理论上结果也最合理。但实际上，机组的热力试验只能在有限的几个工况下进行，以这些有限的几个工况的试验值去确定机组在所有工况下的参数运行标准值会有很大的偏差。再者，以试验法确定机组参数运行标准值也无法确定由于机组本身的缺陷所造成的煤耗偏差，而这项内容也是热力系统耗差分析的主要内容之一。试验法确定参数运行标准值的另一个缺点就是费用昂贵，如果所有参数的运行标准值都

13、用该方法进行确定，所需费用甚至远超出火电厂热力系统耗差分析软件本身的开发费用，这也制约着该方法在实际中的应用。2.2 变工况计算法确定参数运行标准值变工况计算法是确定火电厂热力系统参数运行标准值常用方法。在确定参数运行标准值时，热力系统变工况计算基础是机组设计工况下的数据组合，由变工况计算结果确定参数运行标准值所得到的能耗偏差反映的是机组当前能耗与机组最优运行工况下能耗的偏差，这其中就包括了由于机组本身缺陷所造成的能耗偏差。到目前为止，工程界已经积累了较为丰富的机组变工况计算方法，其中包括汽轮机本体、凝汽器、加热器、过热器、再热器和给水泵等的变工况计算。这种方法反映了设备的工作原理，物理意义明

14、确，其不足之处在于有些设备无法进行变工况计算，或者其变工况计算非常繁杂，不适于在线计算12，而简化了的变工况计算有时计算误差又太大。因此，在实际应用中常采用试验法与变工况计算法相结合的方法来确定参数运行标准值，先用机组变工况计算程序计算出主要的参数运行标准值，然后根据试验数据对变工况结果进行修正。2.3 各项损失归类热力系统耗差分析中，各项损失一般分为两类，即可控损失和不可控损失，相应的参数为可控参数和不可控参数。火电厂热力系统的众多参数中，哪些参数是可控参数、哪些参数是不可控参数，至今还没有一个确定的说法，比较多的是把主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽压力、给水温度、过热减温水量、再热减温水量

15、等化归为可控参数，而把加热器端差、凝汽器过冷度、再热蒸汽压损、抽汽管道压损等化归为不可控参数13。这种分类方法比较直观，但也比较笼统，没有考虑到总煤耗偏差分配时的层次性，因而也就不能从更深层次上揭示火电厂热力系统耗差分析的实质。本文建议对火电厂热力系统的各项损失使用图1所示的分类方法。3 合理分配总煤耗偏差3.1 煤耗偏差计算方法分配总煤耗偏差是热力系统耗差分析最为重要的一个问题，它建立在准确计算热力系统热经济性指标和合理确定参数运行标准值基础之上。一般地，热力系统耗差分析分配总煤耗偏差时都是使用下面的方法进行：将机组在实际运行值下的煤耗与假定机组在某一参数运行标准值下运行时的煤耗作对比，两者

16、差值就是该参数所造成的煤耗偏差，对每一个运行参数都这样计算，就可得到每一个运行参数偏离其运行标准值时所造成的煤耗偏差，这样就可以把总的煤耗偏分配到每一个运行参数中去。这种分配方法是基本合理可行的。3.2 总煤耗偏分配的层次性本文认为，确定参数运行标准值和分配总煤耗偏差这两个问题有内在联系，在使用上述煤耗偏计算方法时不应割舍这种联系，基于不同的比较标准计算出的参数运行标准值是不同的，由此而得到的煤耗偏差数值也不同，其所反映的物理意义也就不同。比较标准的不同，也就是总煤耗偏分配的层次不同，确定不同的比较标准，也就是确定合理分配总煤耗偏差的层次。机组额定工况通常是该机组的最优运行工况，额定工况下的参

17、数值可以作为参数运行标准值，在比较标准上，它处于最高层次。实际运行中的机组受各种外界因素的制约，其当前最优运行工况很难达到额定工况，因此，本文把总煤耗偏差的分配划分为几个层次，在机组的实际运行工况和额定工况之间增加了两个假想工况，即是当前运行方式下的应达工况和当前最优运行工况，如图2所示。就目前国内单台机组运行水平来说，一般只有两种运行方式可进行选择：一是定压运行方式，即在全负荷范围内只采用一个主蒸汽压力来运行，比如取额定主蒸汽压力；二是滑压运行方式，即完全按照汽轮机生产厂家所提供的滑压运行曲线来运行。这两种运行方式的优劣目前还没有定论，但对于特定的机组，通过热力试验与变工况计算相结合的办法基

18、本上能够确定它在某一工况下的最优运行工况，显然，这是一理想工况。至于当前运行方式下的应达工况可以按照前面所述参数运行标准值的确定方法进行确定。这两个假想工况下的各参数运行标准值确定后，结合实际运行工况和额定工况下就可以合理分配总煤耗偏差。当前最优运行工况是机组在当前负荷和当前环境下最理想的一种工作状态，这种工作状态可以通过对机组进行检修和运行参数调整后达到，依照图2所示的煤耗偏差分配层次的划分，实际运行工况与当前最优运行工况两者之间的煤耗偏差为可控损失。如前所述，机组额定工况是其最佳的工作状态，但在给定负荷、给定运行环境（比如环境温度）下，机组不可能达到这种最佳工作状态，因此当前最优运行工况与额定工况之间的煤耗偏差为不可控损失