DL∕T 1629-2016 火电机组供电煤耗率构成分析技术导则 基于热力学第二定律方法

2016-12-05发布2017-05-01实施国家能源局发布I Ⅱ 12规范性引用文件 13术语和定义 1 25火电机组供电煤耗率构成计算方法 26机组性能指标 附录A(资料性附录)火电机组供电煤耗率构成分析算例 附录B(资料性附录)锅炉烟气余热利用的节能评价案例 34Ⅱ1火电机组供电煤耗率构成分析技术导则基于热力学第二定律方法本标准规定了基于热力学第二定律的火电机组供电煤耗率构成分析的计算方法。本标准适用于火电机组能源转换与利用过程中能源利用完善程度的计算和评价。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T10184电站锅炉性能试验规程GB/T8117.2汽轮机热力性能验收试验规程第2部分：方法B各种类型和容量的汽轮机宽准确度试验GB/T14909能量系统烟分析技术导则DL/T606.3火历发电厂能量平衡导则第3部分：热平衡DL/T904火力发电厂技术经济指标计算办法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。热力学体系从所处的热力学状态经可逆过程达到与环境相平衡的状态时所做的功。烟损失exergyloss系统内不可逆性造成的烟的减少。烟分析exergyanalysis对能量传递与转化过程的烟变化开展的分析。以单位工作介质、单位燃料量及单位产品产量计量的烟值。熵分析entropyanalysis对能量传递与转化过程及环境的熵变开展的分析。2熵产entropygeneration发电煤耗率coalconsumptionrateofelectricitygeneration供电煤耗率netcoalconsumptionrate绝热燃烧温度adiabaticcombustiontemperature参考环境referenceenvironment4总则为清晰揭示各热力设备或热力过程的不可逆损失对机组供电煤耗率的贡献，应认真仔细开展相应5火电机组供电煤耗率构成计算方法a)火电机组的烟平衡式火电机组的州平衡用式(1)计算：Be⁵⁸=We²+ΣI;(1)B——机组标准煤耗量，kg或者kg/h;b)燃料比烟e燃料的比烟ef为1kg燃料理论上最大的发电量，用式(2)计算：标准煤热值q⁸=29308kJ/kg,其比烟为e⁸=29308/3600=8.141(kWh/kg)。3c)不可逆损失导致的附加煤耗任一热力设备或热力过程j的不可逆损失导致的附加煤耗B;用式(3)计算：f)机组供电煤耗率及构成机组供电煤耗率b及构成用式(6)计算：g)热力设备或热力过程的不可逆损失热力设备或热力过程的不可逆损失I用式(7)计算：I¹=T₀Sn5.2锅炉系统熵产锅炉输出热量用式(8)计算：4M₄=M₁+M₂5式中：B'=(1-q₃-q₄)B67D=D-D-Dm-D85.3.2汽轮机再热蒸汽流量D₂=D-Dg-Dm-ZD-Dx-Dzgt式中：5.3.3汽轮机热耗量式中：5.3.4汽轮机耗热量的热力学平均温度5.3.5汽轮机物质平衡关系9=Dasu+Z?D₂s₁+D.s+2"D₂sk,+DGsz+Drs,z+Dxg⁵x-Dasa-DaSa5.3.10回热加热器熵产Sn=Dk,s,s+D₅Sk-1g-(Ds+Dx-1,sk-1s+Dsk,+Dk,₂rsk,z)k——加热器序号，通常k=1～8(对于高压加热器，k=1,2,3;对于低压加热器，k=5,6,7,8),如果所计算的回热系统加热器级数不同，可根据流程做相应的调整。流，则取0。除氧器(k=4)为混合式加热器，其熵产用式(46)计算：S=D⁵k,z+Dm³s,rm-(Dn³cka+Dzfrnzm)d)轴封加热器疏水进入凝汽器造成的熵产f)凝汽器熵产产之和，用式(56)计算：ZQ=D.(h-hm)+D(h,x-hm)+Dn,s(5.3.13汽轮机系统熵产由式(36),式(58)可以写成：b)管道阻力熵产(65)计算：5.5机组机械损耗造成的熵产5.6机组电机损耗造成的熵产(68)计算：对于电驱动给水泵，除工质升压过程的熵产，还需考虑电机和传动环节的损耗。这部分熵产用式(69)计算：5.8机组总熵产ZSS=ZSg+ZS5+ZS+S+Sg+Σ锅炉总体热平衡用式(84)计算：(86)计算：(资料性附录)火电机组供电煤耗率构成分析算例A.1火电机组热平衡数据实例计算针对某1000MW超超临界机组。汽轮机为凝汽式、超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽汽轮机，额定输出功率为1000MW。锅炉系统为超超临界变压运行直流锅炉，采用I型布置、单炉膛、分级送风燃烧系统、反向双切圆燃烧方式。主要设计参数如表A.1所示。机组主蒸汽压力为25MPa,温度为600℃;再热蒸汽压力为4.63MPa,再热蒸汽温度为600℃;锅炉热效率为93.98%,给水温度为299.5℃。机组标准煤耗量为77.47kg/s。机组采用定压一滑压一定压运行方式。汽轮机具有八级非调整回热抽汽，额定转速为3000r/min。机组TMCR工况热平衡图如图AT所示。表A.1为热平衡计算数据。其他计算所需参数如表A.7～表A.13所示。锅炉过热蒸汽出口压力℃再热器进口蒸汽压力再热器出口蒸汽压力℃℃℃℃℃℃%℃再热蒸汽进口压力℃高压缸排汽压力中压缸排汽压力低压缸排汽压力高压缸效率%中压缸效率%%S⑤国℃54.9pD11830HHEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up6(1779),7713)EQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up6(1835),779)427.1HpTT空气预热器灰渣热损失熵产给水流动阻力再热流动阻力锅炉温差传热(无阻力)%%TTTZ主蒸汽管道阻力再热热段管道阻力主蒸汽管道散热再热蒸汽管道散热机组第二定律发电效率(反平衡)%机组第二定律发电效率(正平衡)%附加燃料煤耗率空气预热器灰渣热损失熵产给水流动阻力再热流动阻力锅炉温差传热(无阻力)锅炉系统附加煤耗率之和汽轮机系统附加煤耗率之和管道系统主蒸汽管道阻力主蒸汽段管道散热再热热段管道阻力再热热段管道散热管道系统附加煤耗率之和厂用电厂用电附加煤耗率总和%台2%4引风机省煤器进口温度℃省煤器进口压力省煤器进口比焓省煤器进口比熵省煤器出口温度℃省煤器出口压力省煤器出口比焓省煤器出口比熵无势差省煤器出口温度℃无势差省煤器出口压力无势差省煤器出口比焓℃启动分离器给水温度℃启动分离器给水压力LZ晋口市与丽器削易7口开-断器削易4里口-厨器削身聚口飛与卧器脊身/藻竖与李吾乙地EZ%%0%%%%7口甲器详量曾口甲器译量7口飛器懈量聚口飛器详量7口甲器详具(平口甲器详口带器懈具S9'L乙4田口飛器懈下7业步器罩(收昌卧東省煤器烟气出口压力空省煤器烟气出口比熵省煤器烟气出口比焓省煤器给水进口温度℃省煤器给水进口压力省煤器给水进口比摩尔焓省煤器给水进口比摩尔熵省煤器给水出口温度℃省煤器给水出口压力省煤器给水出口比摩尔焓省煤器给水出口比摩尔熵空气预热器烟气进口温度℃空气预热器烟气进口压力空气预热器烟气进口比焓空气预热器烟气进口比熵空气预热器烟气出口温度℃空气预热器烟气出口压力空气预热器烟气出口比焓空气预热器烟气出口比熵空气预热器空气进口温度K空气预热器空气出口温度K空气预热器空气进口比摩尔焓空气预热器空气进口比摩尔熵空气预热器空气出口比摩尔焓空气预热器空气出口比摩尔熵理论燃烧温度下烟气比摩尔焓理论燃烧温度K省煤器出口烟气比摩尔焓省煤器出口烟气比摩尔熵省煤器出口烟气温度K空气预热器出口烟气比摩尔焓空气预热器出口烟气比摩尔熵空气预热器出口烟气温度K设计煤种收到基碳%收到基氢%收到基氧%收到基氮%收到基全硫%收到基灰分%收到基全水分%空气干燥剂水分%收到基低位发热量高压缸进口主蒸汽压力高压缸进口主蒸汽温度℃高压缸进口主蒸汽比焓高压缸进口主蒸汽比熵高压缸一级前的压力高压缸一级前的温度℃高压缸一级前的比焓高压缸一级前的比熵高压缸末级的压力高压缸末级的温度℃高压缸末级的比焓高压缸末级的比熵表A.10(续)中压缸进汽流量中压缸进汽压力中压缸进汽温度℃中压缸进汽比焓中压缸进汽比熵中压缸排汽压力中压缸排汽温度℃中压缸排汽比焓中压缸排汽比熵低压缸进汽压力℃低压缸排汽压力℃凝汽器进口流量(来自低压缸排汽)凝汽器进口流量[来自给水泵汽轮机(BFPT)]凝汽器进口流量(来自高压缸漏气)凝汽器进口流量(来自加热器)凝汽器进口流量(来自凝汽器后的小加热器)凝汽器出口压力℃凝汽器入口流量(来自低压缸排汽)凝汽器入口压力(来自低压缸排汽)凝汽器入口温度(来自低压缸排汽)℃凝汽器入口比焓(来自低压缸排汽)凝汽器入口比熵(来自低压缸排汽)凝汽器入口流量(来自BFPT)凝汽器入口压力(来自BFPT)凝汽器入口温度(来自BFPT)℃凝汽器入口比焓(来自BFPT)凝汽器入口比熵(来自BFPT)凝汽器入口流量(来自高压缸漏气)凝汽器入口压力(来自高压缸漏气)凝汽器入口温度(来自高压缸漏气)℃凝汽器入口比焓(来自高压缸漏气)凝汽器入口比熵(来自高压缸漏气)凝汽器入口流量(来自低压加热器疏水)凝汽器入口压力(来自低压加热器疏水)凝汽器入口温度(来自低压加热器疏水)℃凝汽器入口比焓(来自低压加热器疏水)凝汽器入口比熵(来自低压加热器疏水)凝汽器入口流量(来气漏汽加热器)凝汽器入口压力(来气漏汽加热器)凝汽器入口温度(来气漏汽加热器)℃凝汽器入口比焓(来气漏汽加热器)凝汽器入口比熵(来气漏汽加热器)凝汽器出口压力℃表A.12(续)前置泵进口比焓前置泵进口比熵前置泵出口比焓前置泵出口比熵℃℃除氧器口流量口温度℃口比焓口压力口比熵给水出口温度℃给水出口比焓给水出口压力给水出口比熵表A.13(续)除氧器压力比焓℃比熵℃比焓压力比熵%%电厂锅炉a环境参考态25℃,0.1MPa;Q(E)表示燃料的热值(或烟值)。进汽温度为400℃,流量为62.20kg/s,排烟温度为140℃;窑尾余热锅炉进汽温度为280℃,流量为如表B.1所示，根据第一定律计算的余热利用节煤量为0.90kg