燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算.doc
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火力发电厂技术经济指标计算方法(DL/T 904-2004)目次前言1范围2规范性引用文件3燃料技术经济指标4锅炉技术经济指标5锅炉辅助设备技术经济指标6汽轮机技术经济指标7汽轮机辅助设备技术经济指标8燃气—蒸汽联合循环技术经济指标9综合技术经济指标10其他技术经济指标前言本标准是根据原国家经济贸易委员会《关于下达1999年电力行业标准制、修订计划项目的通知》(电力[1999]40号文)安排制定的。
本标准是推荐性标准。
火力发电厂既是能源转换企业,又是耗能大户,因此技术经济指标对火力发电厂的生产、经营和管理至关重要。
火电厂技术经济指标计算不仅反映电力企业的生产能力、管理水平,还可以指导火电厂电力生产、管理、经营等各方面的工作。
该标准涉及到火力发电厂发电生产全过程的技术经济指标计算,按火力发电厂的生产流程进行编写,共分燃料、锅炉、锅炉辅助设备、汽轮机、汽轮机辅助设备、燃气—蒸汽联合循环、综合、其他等8个方面的技术经济指标。
本标准具有一定的理论深度和广度,有较强的实用性和可操作性,利于促进电力工业火力发电厂技术经济、节能管理的提高和技术进步,也有利于加强管理,科学规范火力发电厂技术经济指标体系和分析体系。
本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。
本标准由电力行业电站汽轮机标准化技术委员会和电力行业电站锅炉标准化技术委员会归口管理。
本标准起草单位:大唐国际发电股份有限公司、华北电力科学研究院有限责任公司、华北电网公司、浙江省能源集团有限公司等单位。
本标准主要起草人:祝宪、杜作敏、王刚、伍小林、杨顺虎、林英、蒋明昌。
本标准委托大唐国际发电股份有限公司及华北电力科学研究院解释。
火力发电厂技术经济指标计算方法1范围本标准规定了火力发电厂技术经济指标的计算方法。
本标准适用于火力发电厂技术经济指标的统计计算和评价。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
热电联产系统技术经济分析本文简要介绍了热电联产生产的技术方案,并结合北京某燃气—蒸汽联合循环热电联产机组数据,分析经济运行的重点。
标签:热电联产;技术;经济运行0 引言在能源供应结构中,煤、天然气属于一次能源,而热、电属于二次能源。
热电联产,即为既生产电能又对用户供热的生产方式,这种发电厂称为热电厂。
在所有供热形式中,热电联产的能源利用效率是最高的。
1 热电联产系统的技术优势一套火力发电机组包括锅炉、蒸汽轮机、发电机等主要设备,燃料在锅炉中燃烧,将水加热成高温、高压的过热蒸汽,蒸汽在汽轮机中做功带动发电机发电,形成化学能向电能的转变。
从汽轮机排出失去做功能力的低压蒸汽,必须通过凝汽器散热凝结为水后才能回到锅炉中重新循环,称为“纯凝式汽轮机”。
由于排气被冷却的过程是热量散失的过程,系统热效率并不高,仅有不到45%的燃料热能被转化为电能。
单纯的凝汽式汽轮发电机组只生产电能,并不具备供热的功能,其他型式的汽轮机才具备热电联产功能。
1.1 背压式汽轮机背压式汽轮机,即排汽压力高于大气压力的汽轮机。
与凝汽式汽轮机相区别的是,将从汽轮机发电做功后的蒸汽压力保持在大气压力以上,可以通过管道直接输送给工业蒸汽用户使用,或者通过加热器加热热水,以热水作为媒介向外供热,汽轮机组就具备了热电联产的功能。
由于热量绝大部分被热用户利用,不存在凝结散热损失,所以背压机的热效率较高,一般能达到70%~85%。
主要缺点是发电量取决于供热量,不能同时满足热用户和电用户的需要,多用于热负荷稳定的热电厂。
1.2 抽汽凝汽式汽轮机抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出一部分已经做过功、具有适合压力的蒸汽供给热用户,其余蒸汽进入低压部分继续膨胀做功,最后排入凝汽器的汽轮机。
抽汽压力根据热用户需要确定,发电功率为高、低压部分所生产功率之和,由进汽量和流经低压部分蒸汽量所决定。
抽汽凝汽式汽轮机可同时满足热、电负荷需要,在供热抽汽量为零时相当于一台凝汽式汽轮机,若将进入高压缸的蒸汽全部抽出供给热用户,则相当于一台背压式汽轮机,适用于负荷变化幅度较大的区域性热电厂中。
燃气蒸汽联合循环效率计算哎呀,说起燃气蒸汽联合循环效率计算,这可真是个技术活儿,得有点耐心和细心才能搞定。
不过别担心,我尽量用大白话给你讲讲,咱们就像聊天一样,慢慢来。
首先,咱们得知道燃气蒸汽联合循环是个啥玩意儿。
简单来说,就是用燃气轮机和蒸汽轮机一起发电的一种方式。
燃气轮机先烧天然气,产生高温高压的气体推动涡轮转动,然后这些气体再用来加热水,产生蒸汽,推动蒸汽轮机转动发电。
这样,同一份燃料就能发两次电,效率自然就高了。
好了,现在咱们来聊聊怎么计算这个效率。
效率嘛,就是输出的能量和输入的能量之比。
在燃气蒸汽联合循环中,输出的能量就是发电量,输入的能量就是烧掉的天然气。
咱们先说说发电量。
这个好算,就是燃气轮机和蒸汽轮机发的电加起来。
但是,这个发电量是按照电能来算的,单位是千瓦时(kWh)。
所以,咱们得知道燃气轮机和蒸汽轮机各自的发电量。
然后是输入的能量,也就是烧掉的天然气。
这个也好算,就是天然气的热值乘以烧掉的天然气量。
天然气的热值就是单位体积的天然气能产生多少热量,单位是焦耳/立方米(J/m³)。
烧掉的天然气量就是体积,单位是立方米(m³)。
有了这两个数据,咱们就可以计算效率了。
公式就是:效率 = (发电量 / 输入的能量)× 100%。
注意,发电量和输入的能量单位要统一,都是千瓦时(kWh)。
举个例子,假设燃气轮机发电100万千瓦时,蒸汽轮机发电50万千瓦时,总共就是150万千瓦时。
同时,烧掉的天然气是10万立方米,热值是35兆焦耳/立方米。
那么,输入的能量就是10万立方米× 35兆焦耳/立方米 = 350万兆焦耳。
然后,咱们把发电量和输入的能量都转换成千瓦时。
1兆焦耳 = 0.2778千瓦时,所以350万兆焦耳 = 350万× 0.2778 = 97.23万千瓦时。
最后,咱们就可以计算效率了:效率 = (150万千瓦时 / 97.23万千瓦时)× 100% ≈ 154.6%。
(精编)火力发电厂技术经济指标计算方法目次前言1范围2规范性引用文件3燃料技术经济指标4锅炉技术经济指标5锅炉辅助设备技术经济指标6汽轮机技术经济指标7汽轮机辅助设备技术经济指标8燃气—蒸汽联合循环技术经济指标9综合技术经济指标10其他技术经济指标前言本标准是根据原国家经济贸易委员会《关于下达1999年电力行业标准制、修订计划项目的通知》(电力[1999]40号文)安排制定的。
本标准是推荐性标准。
火力发电厂既是能源转换企业,又是耗能大户,因此技术经济指标对火力发电厂的生产、经营和管理至关重要。
火电厂技术经济指标计算不仅反映电力企业的生产能力、管理水平,还可以指导火电厂电力生产、管理、经营等各方面的工作。
该标准涉及到火力发电厂发电生产全过程的技术经济指标计算,按火力发电厂的生产流程进行编写,共分燃料、锅炉、锅炉辅助设备、汽轮机、汽轮机辅助设备、燃气—蒸汽联合循环、综合、其他等8个方面的技术经济指标。
本标准具有一定的理论深度和广度,有较强的实用性和可操作性,利于促进电力工业火力发电厂技术经济、节能管理的提高和技术进步,也有利于加强管理,科学规范火力发电厂技术经济指标体系和分析体系。
本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。
本标准由电力行业电站汽轮机标准化技术委员会和电力行业电站锅炉标准化技术委员会归口管理。
本标准起草单位:大唐国际发电股份有限公司、华北电力科学研究院有限责任公司、华北电网公司、浙江省能源集团有限公司等单位。
本标准主要起草人:祝宪、杜作敏、王刚、伍小林、杨顺虎、林英、蒋明昌。
本标准委托大唐国际发电股份有限公司及华北电力科学研究院解释。
火力发电厂技术经济指标计算方法1范围本标准规定了火力发电厂技术经济指标的计算方法。
本标准适用于火力发电厂技术经济指标的统计计算和评价。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
图2 汽机功率随高压蒸汽压力变化的修正曲线当燃机排烟参数及余热锅炉高压主蒸汽温度确定以后,提高汽轮机高压主蒸汽进汽压力会导致高压汽包的压力增加,从而提高了高压蒸汽的饱和温度,而高压部分的节点温度不变,导致高压汽包后的烟气温度升高,经过中压蒸发段及过热段的烟气温差增大。
由温差的变化导致高压主蒸汽流量降低,中压蒸汽流量增加。
综合因素的影响导致低压蒸汽流量的增加。
从图3 汽机功率随再热蒸汽压力变化的修正曲线2.3 低压补汽压力优化当燃机排烟参数及余热锅炉其他参数确定以后,低压过热器入口的烟气温度便已确定,并且不随低压蒸汽压力变化而变化,而低压换热区烟气出口温度则由低压汽包压力和低压汽包的节点温差确定。
此时,提高汽轮机低压补汽压力会导致低压汽包的压力增加,从而提高了余热锅炉低压蒸汽的饱和温度,图4 汽机功率随低压蒸汽压力变化的修正曲线2.4 高压/再热蒸汽温度优化当燃机排烟参数及余热锅炉高压/再热蒸汽压力确定以后,节点温度不变,汽包的饱和温度不变,则通过蒸发器出口的烟温一定,而高压/再热蒸汽温度上升引起热端温差减小。
因此,高压/再热段总吸热量增加。
因此,随着高压/再热蒸汽进汽温度的增加,汽机功率增加。
但是,由于燃机排烟温度和热端温差的要求,余热锅炉出口温度不可能无限制增加。
因此,汽轮机进口温度也不可能无图5 汽机功率随高压/再热蒸汽温度变化的修正曲线 结束语本文通过利用GT-PRO软件建模对9F级燃气—蒸汽联合循环机组进行仿真模拟,形成了不同参数下的经济性数据,通过分析对比,结合锅炉和汽机的实际情况,确定了蒸汽循环最佳的参数,为同类型燃机的蒸汽参数设计提供了参考。
参考文献[1] 段立强,杨勇平,林汝谋,等.联合循环中蒸汽底循环系统设计优化。
对燃气-蒸汽联合循环机组效益计算及运行优化的研究发布时间:2022-01-10T06:42:44.019Z 来源:《科技新时代》2021年11期作者:田海滨[导读] 但是目前国际天然气价格的飙升以及燃机电厂机组频繁的调峰启停使得发电成本一直处于高位状态。
在这样的背景下,要提高经济效益就必须对机组运行进行优化。
华电(北京)热电有限公司北京市 100055摘要:随着我国用电量的不断增长以及对环境保护的要求越来越高,该如何对燃气与蒸汽联合循环机组的运行优化并对其效益简单计算成为现阶段最为主要的问题。
本文主要从机组概况介绍、整体优化思路、效益计算以及优化分析这几个方面来进行探讨,以供参考。
关键词:燃气与蒸汽联合循环;效益计算;运行优化一、引言大环境驱使下传统的能源结构已经不符合我国经济发展需求,尤其是电厂方面在能源使用上逐步从煤炭转向天然气,这就使得天然气的应用与发展有了进一步的提升空间,越来越多的燃气与蒸汽联合循环机组在电厂中投入了使用。
但是目前国际天然气价格的飙升以及燃机电厂机组频繁的调峰启停使得发电成本一直处于高位状态。
在这样的背景下,要提高经济效益就必须对机组运行进行优化。
二、燃气-蒸汽联合循环机组概况机组设备的总体情况:本企业燃气热电工程共有两套254MW的E级高效燃气与蒸汽联合循环发电机组,每一套联合循环发电机组的配置都是完全相同的,都包含有一台燃气轮机、一台燃机发变组、一台蒸汽轮机、一台汽机发变组、一台无补燃双压余热锅炉以及上述相关设备所配套的一些辅助设备所组成。
2.1 燃气-蒸汽联合循环机组结构组成燃气循环系统与余热锅炉汽轮机汽水系统共同组成了联合循环机组的热力系统,在本企业中机组是按照“一拖一”的方式来运行。
其中燃气轮发电机组由上海电气-西门子公司提供,其型号为SGT5-2000E(V94.2),其基本负荷为166MW,尖峰负荷为170MW,极限负荷为173MW。
汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的联合循环双压抽汽凝汽式汽轮机(LZC80-7.80/0.65/0.15型),额定功率为81.55MW,冬季供热工况功率为57.354MW。
燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算
.燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算word教育资料目录1 概述12 燃气—蒸汽联合循环基本理论13 燃气—蒸汽联合循环技术经济指标计算23.1 燃气轮机技术经济指标23.1.1 压气机进气温度23.1.2 压气机进气压力23.1.3 压气机排气温度33.1.4 压气机排气压力33.1.5 燃气轮机排气温度33.1.6 燃气轮机排气压力33.1.7 压气机压缩比33.1.8 燃料流量43.1.9 燃料温度43.1.10 燃气轮发电机组热耗率43.1.11 燃气轮发电机组热效率43.2 余热锅炉技术经济指标53.2.1 余热锅炉主蒸汽流量53.2.2 余热锅炉主蒸汽压力53.2.3 余热锅炉主蒸汽温度53.2.4 余热锅炉再热蒸汽流量53.2.5 余热锅炉再热蒸汽压力53.2.6 余热锅炉再热蒸汽温度53.2.7 余热锅炉排烟温度63.2.8 余热锅炉热端温差63.2.9 余热锅炉节点温差63.2.10 余热锅炉接近点温差63.2.11 余热锅炉烟气侧压损73.2.12 余热锅炉热效率73.3 联合循环汽轮机技术经济指标73.3.1 联合循环汽轮机主蒸汽流量73.3.2 联合循环汽轮机主蒸汽压力83.3.3 联合循环汽轮机主蒸汽温度83.3.4 联合循环汽轮机再热蒸汽压力83.3.5 联合循环汽轮机再热蒸汽温度83.3.6 联合循环汽轮机其他技术经济指标83.4 联合循环技术经济指标83.4.1 联合循环功率83.4.2 联合循环蒸燃功比93.4.3 联合循环蒸功百分率93.4.4 联合循环投入率93.4.5 联合循环热耗率93.4.6 联合循环热效率103.4.7 联合循环厂用电功率103.4.8 联合循环厂用电率113.4.9 联合循环等效发电煤耗率113.4.10 联合循环等效供电煤耗率113.4.11 联合
循环机组等效标煤耗量121 概述本文根据电力行业标准《火力发电厂技术经济指标计算方法DL/T 904-2004》编写而成,提供了燃气—蒸汽联合循环的技术经济指标计算方法,以指导燃气—蒸汽联合循环机组的性能计算使用。
2 燃气—蒸汽联合循环基本理论所谓燃气-蒸汽联合循环,实质上是把在高温区工作的燃气轮机布雷登(Brayton)循环和在中低温区工作的蒸汽轮机朗肯(Rankine)循环叠置,组成总能利用系统。
它利用燃气轮机和蒸汽轮机这两种早已成熟的动力机械装置,通过余热锅炉耦合在一起,实现了热能的梯级利用,简称为“联合循环”。
图1燃气—蒸汽联合循环机组示意图如图1所示,燃气—蒸汽联合循环机组的主要设备有:
燃气透平(燃气轮机有两种语义,一种是仅指涡轮机,另一种语义是包括涡轮机、燃烧室、压气机的一个整体,注意区分,本文提到的燃气轮机指后一种语义,用燃气透平指前一种语义),压气机,燃烧室,余热锅炉,汽轮机,发电机,凝汽器,给水加热器等。
当燃气轮机工作时,压气机从外界大气中吸入空气,并把它压缩到某一压力,同时空气温度也相应提高,然后将空气送入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气,进入燃气透平中膨胀做功,直接带动发电机发电。
燃气轮机的排气导入余热锅炉,用以产生高温高压蒸汽驱动汽轮机带动发动机发电。
汽轮机排汽再进入凝汽-2 燃气—蒸汽联合循环基本理论所谓燃气-蒸汽联合循环,实质上是把在高温区工作的燃气轮机布雷登(Brayton)循环和在中低温区工作的蒸汽轮机朗肯(Rankine)循环叠置,组成总能利用系统。
它利用燃气轮机和
蒸汽轮机这两种早已成熟的动力机械装置,通过余热锅炉耦合在一起,实现了热能的梯级利用,简称为“联合循环”。
图1燃气—蒸汽联合循环机组示意图如图1所示,燃气—蒸汽联合循环机组的主要设备有:
燃气透平(燃气轮机有两种语义,一种是仅指涡轮机,另一种语义是包括涡轮机、燃烧室、压气机的一个整体,注意区分,本文提到的燃气轮机指后一种语义,用燃气透平指前一种语义),压气机,燃烧室,余热锅炉,汽轮机,发电机,凝汽器,给水加热器等。
当燃气轮机工作时,压气机从外界大气中吸入空气,并把它压缩到某一压力,同时空气温度也相应提高,然后将空气送入燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气,进入燃气透平中膨胀做功,直接带动发电机发电。
燃气轮机的排气导入余热锅炉,用以产生高温高压蒸汽驱动汽轮机带动发动机发电。
汽轮机排汽再进入凝汽:rzg=PqjPlh*100式中,rzg——联合循环蒸功百分率,%Plh——联合循环功率,kWPqj——汽轮机出线端电功率,kW3.4.4 联合循环投入率指多轴联合循环中,当燃气轮机运行时,余热锅炉累计运行时间与燃气轮机累计运行时间的百分比(%),即:联合循环投入率=余热锅炉运行小时数燃气轮机运行小时数*1003.4.5 联合循环热耗率指联合循环机组发电热耗量与其输出功率的比值,即:
qlh=Gf*Qar_netPlh式中,qlh——联合循环热耗率,kJ/(kWh)Gf——燃料的流量,kg/h或m3/hQar_net——燃料的低位发热量,kJ/kg或kJ/m3Plh——联合循环功率,kW3.4.6 联合循环热效
率指联合循环发电机组发电量的相当热量与供给燃料热耗量的百分比,即:
ηlh=3600*PlhGf*Qar_net*100=3600qlh*100式中,ηlh——联合循环的热效率,%qlh——联合循环热耗率,kJ/(kWh)Gf——燃料的流量,kg/h或m3/hQar_net——燃料的低位发热量,kJ/kg或kJ/m3Plh——联合循环的输出功率,kW由于联合循环将燃气轮机循环和汽轮机循环联合在一起,故其热效率还可表示为:
ηlh=ηrj+ηqj式中,ηrj——燃气轮发电机组热效率,%ηqj——汽轮发电机组热效率,%3.4.7 联合循环厂用电功率公式:
Pcyd=Plh-联合循环投入率=余热锅炉运行小时数燃气轮机运行小时数*1003.4.5 联合循环热耗率指联合循环机组发电热耗量与其输出功率的比值,即:
qlh=Gf*Qar_netPlh式中,qlh——联合循环热耗率,kJ/(kWh)Gf——燃料的流量,kg/h或m3/hQar_net——燃料的低位发热量,kJ/kg或kJ/m3Plh——联合循环功率,kW3.4.6 联合循环热效率指联合循环发电机组发电量的相当热量与供给燃料热耗量的百分比,即:
ηlh=3600*PlhGf*Qar_net*100=3600qlh*100式中,ηlh——联合循环的热效率,%qlh——联合循环热耗率,kJ/(kWh)Gf——燃料的流量,kg/h或m3/hQar_net——燃料的低位发热量,kJ/kg或kJ/m3Plh——联合循环的输出功率,kW由于联合循环将燃气轮机循环和汽轮机循环联合在一起,故其热效率还可表示为:
ηlh=ηrj+ηqj式中,ηrj——燃气轮发电机组热效率,%ηqj——汽轮发电机组热效率,%3.4.7 联合循环厂用电功率公式:
Pcyd=Plh:Pcyd——联合循环机组厂用电功率,MWPsw——联合循环机组上网功率,MWPlh——联合循环机组发电功率,MW联合循环机组上网功率测点一般是采不到的,一般算法是不考虑母线功率损失,在计算中采用主变压器功率近似表示:Psw=Pzb其中:Psw——联合循环机组上网功率,MWPzb——联合循环机组主变压器功率,MW实际使用公式:
Pcyd=Plh-Psw=Pzb其中:
Psw——联合循环机组上网功率,MWPzb——联合循环机组主变压器功率,MW实际使用公式:
Pcyd=Plh:ηcyd=PcydPlh*100其中:ηcyd——联合循环机组厂用电率,%Pcyd——联合循环机组厂用电功率,MWPlh——联合循环机组发电功率,MW3.4.9 联合循环等效发电煤耗率公式:b1_dx=1000*qlhQbmdw其中:
b1_dx——等效发电煤耗率,g/(kWh)qlh——联合循环热耗率,kJ/(kWh)Qbmdw——标准煤的低位发热量,kJ/kg,一般取值29307.63.4.10 联合循环等效供电煤耗率公式:
b2_dx=b1_dx1-ηcyd——联合循环机组厂用电率,%Pcyd——联合循环机组厂用电功率,MWPlh——联合循环机组发电功率,MW3.4.9 联合循环等效发电煤耗率公式:
b1_dx=1000*qlhQbmdw其中:
b1_dx——等效发电煤耗率,g/(kWh)qlh——联合循环热耗率,kJ/(kWh)Qbmdw——标准煤的低位发热量,kJ/kg,一般取值29307.63.4.10 联合循环等效供电煤耗率公式:
b2_dx=b1_dx1:b2_dx——联合循环等效供电煤耗率,g/(kWh)b1_dx——联合循环等效发电煤耗率,g/(kWh)ηcyd——联合循环机组厂用电率,%3.4.11 联合循环机组等效标煤耗量公式:Bdxbm=Gf*Qar_netQbmdw其中:
Bdxbm——机组等效标煤耗量,kg/hGf——燃料的流量,kg/h 或m3/hQar_net——燃料的低位发热量,kJ/kg或kJ/m3Qbmdw——标准煤的低位发热量,kJ/kg,取定值29307.6 达到当天最大量API KEY 超过次数限制。