一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，属于火电机组的锅炉领域，计算方法包括了干态运行条件下低负荷稳燃试验、低负荷试验阶段水侧吸热量确定、低负荷试验阶段热负荷分布拟定、锅炉水动力计算校核、最小给水流量确定等步骤。本发明专利技术得到的最小给水流量，可以为燃煤锅炉深度调峰和降负荷后干态运行提供非常有利的参考。确保锅炉在低负荷安全运行的同时，也有良好经济效益。也有良好经济效益。也有良好经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法


[0001]本专利技术属于火电机组的锅炉领域，具体涉及一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法。

技术介绍

[0002]随着利用可再生能源技术的不断发展，新能源电力已经在我国电源结构中占据了重要位置。然而如何吸收新能源，解决新能源造成的电网调峰问题是目前制约我国新能源发展的关键。而燃煤发电机组参与调峰时，锅炉在低负荷的水动力安全评估是关键技术之一。火电调峰的运行过程中，超(超)临界锅炉低负荷下容易转湿态运行，此时锅炉蒸发系统产生大量热量损失，也容易造成机组运行不稳定且不经济，如果锅炉能在低负荷下保持干态运行且在安全范围内减小给水流量，可以大幅度降低机组煤耗，也会大大减少电厂低负荷运行成本，带来较为可观的收益。本专利技术的目的为计算校核超(超)临界锅炉在低负荷下的最小给水流量，为电厂调峰运行提供参考依据，同时计算低负荷下锅炉水动力安全特性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供了一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，该方法在保证燃煤机组锅炉在深度调峰时锅炉低负荷水动力安全，在干态运行条件下，计算得到锅炉最小给水流量，为燃煤锅炉深度调峰的实施提供安全参考依据，同时降低锅炉低负荷运行成本，保证低负荷干态安全运行。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0005]一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、低负荷稳燃试验
[0007]在燃煤电站锅炉低负荷稳燃试验是指不投油最低稳燃试验，在低负荷试验阶段主要测试锅炉运行总体情况，检查各系统运行状态是否正常；
[0008]步骤二、确定低负荷试验阶段水侧吸热量
[0009]根据低负荷稳燃实验结果，整理计算得到水侧总吸热量和热负荷偏差系数；
[0010]步骤三、拟定低负荷试验阶段热负荷偏差
[0011]按照低负荷稳燃试验的主给水流量G和热负荷偏差η
q
以及其它边界条件进行水动力计算校核；
[0012]步骤四、计算和校核锅炉水动力安全特性
[0013]通过水动力计算得到的各受热管流量、压降、出口温度和水冷壁管金属温度，判断受热管出口温度偏差是否大于安全阈值、金属温度是否超温等确定低负荷试验阶段水循环是否安全，如低负荷试验阶段计算安全，则进一步按(G
‑
x)给水流量重新计算水动力特性，x为迭代计算步长，其它计算条件同步骤三；
[0014]步骤五、确定最小给水流量
[0015]若反复迭代计算得到的水动力结果出现安全隐患，则确定最后一次计算的给水流
量与x减给水值之和为最小给水流量，减给水流量计算过程中，假设省煤器出口参数与低负荷试验阶段一致。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，步骤一中，具体包括：
[0017]观测汽水系统、脱硝系统、受热面、送风机、一次风机、引风机、空预器、给水泵、凝结水泵和控制系统主要性能参数，注意观察分离器处液位、温度和压力，保证低负荷阶段处于干态运行；记录锅炉上、下炉膛壁温测点数据，保证各受热面温度在安全范围内，观察低负荷下的锅炉各系统适应性，确保低负荷稳燃期间机组的安全运行。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，步骤一中，低负荷的目标负荷为额定电负荷30％以下。
[0019]本专利技术进一步的改进在于，步骤二中，完成低负荷稳燃试验后，根据低负荷锅炉运行数据计算水冷壁侧的吸热量，具体根据主给水流量、省煤器出口温度、省煤器出口压力、汽水分离器出口温度和汽水分离器出口压力计算锅炉水侧总吸热量，计算如下式(1)所示：
[0020]Q
吸热
＝G(h
出口
‑
h
入口
)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0021]式中Q
吸热
表示水冷壁总吸热量，G为主给水流量，h
出口
和h
入口
分别表示汽水分离器出口位置和省煤器出口工质的焓值大小，焓值大小则由对应位置工质的温度和压力确定；
[0022]完成低负荷稳燃试验后，根据记录水冷壁壁温测点温度大小分布拟合炉膛宽度、深度方向吸热偏差系数，具体拟合方法如下所示：
[0023]根据壁温测点的温度数值推算各测点代表水冷壁管内对应位置工质焓值大小，但各测点位置水冷壁管内工质压力未知，根据低负荷汽水分离器位置压力值作为参考，统一假设水冷壁测点位置处工质压力，得到各测点处水冷壁管工质焓值大小分布，再根据水冷壁入口位置焓值大小，得到每个测点位置焓值增大的差值大小，将每个测点位置的焓增与平均焓增之比作为吸热偏差系数；
[0024]Δh
i
＝f(t
i
，p)
‑
h
入口
[0025]式中Δh
i
为第i测点对应水冷壁管的焓值增量，t
i
为第i测点对应的水冷壁管实测温度，i表示测点编号，p为水冷壁出口位置实测压力，h
入口
为水冷壁入口位置工质焓值，由省煤器出口工质参数决定；
[0026][0027]式中为水冷壁管焓值增量的平均值，i表示测点编号，N为测点总数，Δh
i
为第i测点对应水冷壁管的焓值增量；
[0028][0029]式中η
i
为第i测点位置处水冷壁管吸热偏差系数，i表示测点编号；
[0030]而吸热偏差η
i
又是与热负荷偏差η
t
、各管流量偏差η
q
以及结构偏差η
s
有关：
[0031]η
i
＝η
t
η
q
/η
s
[0032]在初步计算时，假设各管流量偏差和结构偏差均相同，则吸热偏差与热负荷偏差近似相等。
[0033]本专利技术进一步的改进在于，步骤三中，所述水动力计算方法按照相关计算标准执行，得到初步计算结果，根据计算得到各水冷壁管出口温度，比较低负荷水冷壁管实测温度和计算值的误差，如果误差大于10％，则用计算得到的流量偏差修正和吸热偏差修正热负
荷偏差，再代入重新计算，只至水冷壁管出口温度误差小于10％。
[0034]本专利技术进一步的改进在于，步骤三中，所述温度误差小于10％后，根据低负荷稳燃试验阶段锅炉水动力结果判断低负荷试验阶段是否有安全隐患，安全隐患是指水冷壁超温、传热恶化、壁温偏差大于安全阈值。
[0035]本专利技术进一步的改进在于，步骤四中，所述低负荷试验阶段水动力计算结果如果安全，则设置减给水流量x t/h的计算迭代步长，进行迭代计算，计算过程中保持锅炉水侧总吸热量与低负荷稳燃试验阶段锅炉水侧总吸热量一致。
[0036]本专利技术进一步的改进在于，步骤五中，根据计算得到减给水流量后的计算结果，如果锅炉水动力计算结果安全且无其它安全隐患，则继续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、低负荷稳燃试验在燃煤电站锅炉低负荷稳燃试验是指不投油最低稳燃试验，在低负荷试验阶段主要测试锅炉运行总体情况，检查各系统运行状态是否正常；步骤二、确定低负荷试验阶段水侧吸热量根据低负荷稳燃实验结果，整理计算得到水侧总吸热量和热负荷偏差系数；步骤三、拟定低负荷试验阶段热负荷偏差按照低负荷稳燃试验的主给水流量G和热负荷偏差η
q
以及其它边界条件进行水动力计算校核；步骤四、计算和校核锅炉水动力安全特性通过水动力计算得到的各受热管流量、压降、出口温度和水冷壁管金属温度，判断受热管出口温度偏差是否大于安全阈值、金属温度是否超温等确定低负荷试验阶段水循环是否安全，如低负荷试验阶段计算安全，则进一步按(G
‑
x)给水流量重新计算水动力特性，x为迭代计算步长，其它计算条件同步骤三；步骤五、确定最小给水流量若反复迭代计算得到的水动力结果出现安全隐患，则确定最后一次计算的给水流量与x减给水值之和为最小给水流量，减给水流量计算过程中，假设省煤器出口参数与低负荷试验阶段一致。2.根据权利要求1所述的一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，其特征在于，步骤一中，具体包括：观测汽水系统、脱硝系统、受热面、送风机、一次风机、引风机、空预器、给水泵、凝结水泵和控制系统主要性能参数，注意观察分离器处液位、温度和压力，保证低负荷阶段处于干态运行；记录锅炉上、下炉膛壁温测点数据，保证各受热面温度在安全范围内，观察低负荷下的锅炉各系统适应性，确保低负荷稳燃期间机组的安全运行。3.根据权利要求1所述的一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，其特征在于，步骤一中，低负荷的目标负荷为额定电负荷30％以下。4.根据权利要求1所述的一种超临界电站锅炉低负荷最小给水流量的计算方法，其特征在于，步骤二中，完成低负荷稳燃试验后，根据低负荷锅炉运行数据计算水冷壁侧的吸热量，具体根据主给水流量、省煤器出口温度、省煤器出口压力、汽水分离器出口温度和汽水分离器出口压力计算锅炉水侧总吸热量，计算如下式(1)所示：Q
吸热
＝G(h
出口
‑
h
入口
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中Q
吸热
表示水冷壁总吸热量，G为主给水流量，h
出口
和h
入口
分别表示汽水分离器出口位置和省煤器出口工质的焓值大小，焓值大小则由对应位置工质的温度和压力确定；完成低负荷稳燃试验后，根据记录水冷壁壁温测点温度大小分布拟合炉膛宽度、深度方向吸热偏差系数，具体拟合方法如下所示：根据壁温测点的温度数值推算各测点代表水冷壁管内对应位置工质焓值大小，但各测点位置水冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂鑫，周科，刘辉，解冰，周凌宇，成汭珅，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：