1、火電廠熱工過程自動化DAS & SIS教師：張燕平教師：張燕平2007.10參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)SISn林萬超林萬超 火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論西交大出版社，火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論西交大出版社，1998n葉濤，熱力發(fā)電廠，中國電力出版社，葉濤，熱力發(fā)電廠，中國電力出版社，2004DASn馬明建，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，西安交通大小馬明建，數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，西安交通大小出版社，出版社，2005n肖忠祥，數(shù)據(jù)采集原理，西北工業(yè)大小出版社，肖忠祥，數(shù)據(jù)采集原理，西北工業(yè)大小出版社，2001DAS:n數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)nData Acquisition SystemSISn廠級信息系統(tǒng)廠級信息系統(tǒng)n廠

2、級性能監(jiān)控信息系統(tǒng)廠級性能監(jiān)控信息系統(tǒng)nSupervisor Information System of plantDAS和和SIS在電廠自動化中的地位在電廠自動化中的地位實時監(jiān)控最優(yōu)啟停廠級計算壽命管理經(jīng)濟(jì)計算狀態(tài)檢修負(fù)荷分配測試仿真故障診斷運(yùn)行優(yōu)化SIS大型實時大型實時/歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫MISDCS發(fā)電機(jī)組DASSIS部分內(nèi)容部分內(nèi)容第一章第一章 SISSIS的基本發(fā)展情況及結(jié)構(gòu)的基本發(fā)展情況及結(jié)構(gòu)第二章第二章 性能分析基本理論性能分析基本理論第三章第三章 性能計算方法性能計算方法第四章第四章 機(jī)組熱力性能試驗機(jī)組熱力性能試驗第五章第五章 負(fù)荷優(yōu)化分配、循環(huán)水優(yōu)化負(fù)荷優(yōu)化分配、循環(huán)水優(yōu)

3、化第六章第六章 設(shè)備狀態(tài)評價設(shè)備狀態(tài)評價第一章第一章 SIS的基本發(fā)展及結(jié)構(gòu)的基本發(fā)展及結(jié)構(gòu)SISSIS系統(tǒng)在我國的發(fā)展系統(tǒng)在我國的發(fā)展SISSIS的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)SISSIS的拓樸結(jié)構(gòu)的拓樸結(jié)構(gòu)SISSIS的分析功能的分析功能1.1 SIS的發(fā)展的發(fā)展DCS（分散控制系統(tǒng)）（分散控制系統(tǒng)）伴隨機(jī)組的發(fā)展n機(jī)組關(guān)鍵控制系統(tǒng)：機(jī)組級控制機(jī)組關(guān)鍵控制系統(tǒng)：機(jī)組級控制n長期受到重視長期受到重視n實現(xiàn)機(jī)組的安全運(yùn)行實現(xiàn)機(jī)組的安全運(yùn)行MIS（管理信息系統(tǒng)）（管理信息系統(tǒng)）80年代n初級：財務(wù)、辦公、人事和統(tǒng)計功能初級：財務(wù)、辦公、人事和統(tǒng)計功能n擴(kuò)展：增加檢修管理、資產(chǎn)管理、成本管理等擴(kuò)展：增加檢修

4、管理、資產(chǎn)管理、成本管理等MIS的核心內(nèi)容的核心內(nèi)容n未涉足實時生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理未涉足實時生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理電力生產(chǎn)管理的層次：電力生產(chǎn)管理的層次： n下層的控制操作層，面向運(yùn)行操作者下層的控制操作層，面向運(yùn)行操作者DCSn中間的生產(chǎn)管理層，面向生產(chǎn)和技術(shù)管理者；中間的生產(chǎn)管理層，面向生產(chǎn)和技術(shù)管理者；n上層的經(jīng)營管理層，面向行政和經(jīng)營理者上層的經(jīng)營管理層，面向行政和經(jīng)營理者M(jìn)ISSIS發(fā)展發(fā)展SIS的背景的背景n我國供電煤耗現(xiàn)狀：我國供電煤耗現(xiàn)狀：逐年逐年降低降低 392g/kwhg/kwh (2000) 366g/kwhg/kwh (2006) 國內(nèi)機(jī)組平均供電煤耗歷年情況國內(nèi)機(jī)組平

5、均供電煤耗歷年情況( (g/g/kwhkwh) )年份年份2000 2001200220032004200520066MW以上以上392387381379376370366與先進(jìn)水平差距大與先進(jìn)水平差距大(50g左右左右)節(jié)能法規(guī)給電廠施加的壓力節(jié)能法規(guī)給電廠施加的壓力20032003：節(jié)能中長期專項規(guī)劃：節(jié)能中長期專項規(guī)劃n節(jié)能目標(biāo)：節(jié)能目標(biāo)：2003-20202003-2020年年均節(jié)能年年均節(jié)能1414 億標(biāo)準(zhǔn)煤億標(biāo)準(zhǔn)煤n火電供電煤耗火電供電煤耗 2010年年360 g/kwhg/kwh 、2020年年320 g/kwhg/kwh20062006：第十一個五年規(guī)劃綱要：第十一個五年規(guī)劃綱

6、要n節(jié)能目標(biāo)：節(jié)能目標(biāo)：2020年萬元GDP能耗降低20%n萬元萬元GDPGDP能耗：能耗： 由2005 年 1.43 t標(biāo)煤下降到2010年1.141.14 t標(biāo)煤， 年均節(jié)能率約8200 萬8300 萬t標(biāo)煤調(diào)度政策發(fā)展趨勢：調(diào)度政策發(fā)展趨勢：n電網(wǎng)安全性因素電網(wǎng)安全性因素n供電煤耗供電煤耗廠內(nèi)各機(jī)組間的生產(chǎn)信息不能共享廠內(nèi)各機(jī)組間的生產(chǎn)信息不能共享電廠關(guān)注供電成本電廠關(guān)注供電成本SISn統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺：（各臺機(jī)組主機(jī)、輔控等）統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺：（各臺機(jī)組主機(jī)、輔控等）n實現(xiàn)廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度、性能技術(shù)、優(yōu)化運(yùn)實現(xiàn)廠級負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度、性能技術(shù)、優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)行指導(dǎo)n全廠信息的共享全廠信息的共享n為

7、全廠綜合自動化服務(wù)為全廠綜合自動化服務(wù)SIS系統(tǒng)在電廠中的定位系統(tǒng)在電廠中的定位集團(tuán)生產(chǎn)信息網(wǎng)集團(tuán)生產(chǎn)信息網(wǎng)技術(shù)中心技術(shù)中心集團(tuán)生產(chǎn)集團(tuán)生產(chǎn)廠級廠級自動化自動化信息平臺信息平臺機(jī)組生產(chǎn)機(jī)組生產(chǎn)信息平臺信息平臺MIS系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)組DCSPLC輔控輔控SIS實時實時/歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫SIS功能模塊功能模塊SIS發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀300MW以上機(jī)組廣泛配置以上機(jī)組廣泛配置功能各有區(qū)別功能各有區(qū)別示例示例n耒陽電廠耒陽電廠2300MW機(jī)組機(jī)組w性能分析性能分析w負(fù)荷優(yōu)化負(fù)荷優(yōu)化w設(shè)備狀態(tài)評價設(shè)備狀態(tài)評價1.2 SIS的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)實時計算實時計算分析模塊分析模塊實時監(jiān)視實時監(jiān)視與查詢

8、模塊與查詢模塊運(yùn)行操作運(yùn)行操作指導(dǎo)模塊指導(dǎo)模塊廠級系統(tǒng)故廠級系統(tǒng)故障分析模塊障分析模塊全廠能量全廠能量審計模塊審計模塊系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù)模模 塊塊實時熱經(jīng)濟(jì)實時熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計算性指標(biāo)計算目標(biāo)值計目標(biāo)值計 算算機(jī)組負(fù)荷機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化計算優(yōu)化計算SISSIS應(yīng)用模塊功能構(gòu)成應(yīng)用模塊功能構(gòu)成汽輪機(jī)組汽輪機(jī)組壽命評價壽命評價煤耗偏差分析煤耗偏差分析設(shè)備狀態(tài)設(shè)備狀態(tài)評價分析評價分析汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷組故障診斷在線熱力試驗在線熱力試驗金屬狀態(tài)金屬狀態(tài)檢測監(jiān)督檢測監(jiān)督 1.3 SIS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基于基于 Client/Server 結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（C/S結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)）n包含服務(wù)器部分和客戶端部分包含服務(wù)器部分

9、和客戶端部分n顯示等功能放在客戶端，而數(shù)據(jù)庫及其處理功能等放在顯示等功能放在客戶端，而數(shù)據(jù)庫及其處理功能等放在服務(wù)器端服務(wù)器端n“胖胖” 客戶機(jī)、客戶機(jī)、“瘦瘦”服務(wù)器服務(wù)器基于基于 Browser/Server 結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（ B/S結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)）n由兩層由兩層 C/S 發(fā)展而來的發(fā)展而來的 3 層層 C/S（在（在 Web上應(yīng)用）上應(yīng)用）nWeb 瀏覽器瀏覽器/ Web 服務(wù)器服務(wù)器/DB 服務(wù)器服務(wù)器n優(yōu)勢：靈活性、安全性、開放性、優(yōu)勢：靈活性、安全性、開放性、 Internet連接連接服務(wù)器服務(wù)器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序應(yīng)用程序客戶端客戶端客戶端客戶端客戶端客戶

10、端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)C/S 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Web服務(wù)器服務(wù)器實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫瀏覽器瀏覽器瀏覽器瀏覽器瀏覽器瀏覽器DB服務(wù)器服務(wù)器B/S 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Browser/Server 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)DCS系統(tǒng)系統(tǒng)DEH系統(tǒng)系統(tǒng)輔控系統(tǒng)輔控系統(tǒng)其它系統(tǒng)其它系統(tǒng)前端前端數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫用用 戶戶DB服務(wù)器服務(wù)器Web瀏覽器瀏覽器實時數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)Web服務(wù)器服務(wù)器Web服務(wù)器服務(wù)器1.4 SIS中的實時中的實時/歷史數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是SISSIS系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ), , SISSIS系統(tǒng)的所有應(yīng)用功能都建立在實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)的所

11、有應(yīng)用功能都建立在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之上。庫系統(tǒng)之上。 實時數(shù)據(jù)庫基本要求：實時數(shù)據(jù)庫基本要求：nSISSIS數(shù)據(jù)庫需要保存海量的數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫需要保存海量的數(shù)據(jù)信息n滿足生產(chǎn)現(xiàn)場對數(shù)據(jù)采集刷新速度的要求，保滿足生產(chǎn)現(xiàn)場對數(shù)據(jù)采集刷新速度的要求，保證數(shù)據(jù)有證數(shù)據(jù)有12s s的刷新速度的刷新速度 數(shù)據(jù)庫的選擇數(shù)據(jù)庫的選擇實時數(shù)據(jù)庫基本概念實時數(shù)據(jù)庫基本概念電廠生產(chǎn)中工藝過程電廠生產(chǎn)中工藝過程信息信息的一個重要特點的一個重要特點: :實時性。它是數(shù)據(jù)與時間的函數(shù)實時性。它是數(shù)據(jù)與時間的函數(shù),與時間有與時間有一一映射關(guān)系一一映射關(guān)系,稱為稱為實時數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)。相應(yīng)存儲實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫稱為相應(yīng)存儲實時數(shù)據(jù)

12、的數(shù)據(jù)庫稱為實時數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)庫庫。管理實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)平臺稱為實時數(shù)據(jù)管理實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)平臺稱為實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。庫管理系統(tǒng)。實時數(shù)據(jù)庫對實時數(shù)據(jù)庫對時間的響應(yīng)時間的響應(yīng)有非常嚴(yán)格的要有非常嚴(yán)格的要求。求。實時數(shù)據(jù)庫的功能實時數(shù)據(jù)庫的功能數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的最新性最新性，即盡可能地保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的，即盡可能地保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的狀態(tài)為當(dāng)前現(xiàn)實世界最真實狀態(tài)的映像；狀態(tài)為當(dāng)前現(xiàn)實世界最真實狀態(tài)的映像；數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)值的時間一致性時間一致性，即確保事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)是，即確保事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)是時間一致的；時間一致的；事務(wù)處理的事務(wù)處理的實時性實時性，即確保事務(wù)的及時處理；，即確保事務(wù)的及時處理；具有高效的具有

13、高效的實時壓縮實時壓縮算法，即用較小的可接收的算法，即用較小的可接收的存儲空間保存大量的數(shù)據(jù)，因為當(dāng)前的大型流程存儲空間保存大量的數(shù)據(jù)，因為當(dāng)前的大型流程工業(yè)每時每刻都在產(chǎn)生著成千上萬的數(shù)據(jù)。工業(yè)每時每刻都在產(chǎn)生著成千上萬的數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)客戶軟件訪問層客戶軟件訪問層實時數(shù)據(jù)處理層實時數(shù)據(jù)處理層（數(shù)據(jù)接收、歸檔、查詢、發(fā)布等）（數(shù)據(jù)接收、歸檔、查詢、發(fā)布等）數(shù)據(jù)采集接口層數(shù)據(jù)采集接口層DCSPLC其它控制系統(tǒng)其它控制系統(tǒng)選擇選擇SIS系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的一般原則系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫的一般原則1)數(shù)據(jù)存儲效率和最大采集標(biāo)簽點數(shù)數(shù)據(jù)存儲效率和最大采集標(biāo)簽點數(shù);2)數(shù)據(jù)備份和安全機(jī)制數(shù)據(jù)備份

14、和安全機(jī)制;3)數(shù)據(jù)存儲性能數(shù)據(jù)存儲性能;4)二次開發(fā)能力、開發(fā)性二次開發(fā)能力、開發(fā)性;5)系統(tǒng)訪問結(jié)構(gòu)系統(tǒng)訪問結(jié)構(gòu);6)接口技術(shù)接口技術(shù);7)數(shù)據(jù)緩沖功能和容錯功能數(shù)據(jù)緩沖功能和容錯功能;8)可移植性和可擴(kuò)展性可移植性和可擴(kuò)展性;9)價格價格(或性價比或性價比)。典型實時典型實時/歷史數(shù)據(jù)庫軟件歷史數(shù)據(jù)庫軟件美國美國OSI公司公司PI（Plant Information） 國內(nèi)選用較多國內(nèi)選用較多美國美國GE Fanuc公司公司iHistorian 國內(nèi)少量電廠應(yīng)用國內(nèi)少量電廠應(yīng)用美國美國InStep公司公司eDNA 較少較少英國英國Wonderware公司的公司的INSQL 較少較少第二章

15、第二章 性能分析的基本理論性能分析的基本理論概述概述熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法（常規(guī)熱平衡法）（常規(guī)熱平衡法）等效熱降法等效熱降法循環(huán)函數(shù)法循環(huán)函數(shù)法其它方法其它方法2.1 概述概述性能分析的目的性能分析的目的n對機(jī)組進(jìn)行實時性能監(jiān)測和優(yōu)化運(yùn)行分析，對機(jī)組進(jìn)行實時性能監(jiān)測和優(yōu)化運(yùn)行分析，為電廠管理層的決策提供真實、可靠的實為電廠管理層的決策提供真實、可靠的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，為市場經(jīng)濟(jì)下的發(fā)電企業(yè)提時運(yùn)行數(shù)據(jù)，為市場經(jīng)濟(jì)下的發(fā)電企業(yè)提供科學(xué)、準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，利于競價上供科學(xué)、準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，利于競價上網(wǎng)網(wǎng)n應(yīng)用專家系統(tǒng)的知識理論給出優(yōu)化運(yùn)行的應(yīng)用專家系統(tǒng)的知識理論給出優(yōu)化運(yùn)行的操作指導(dǎo)，指

16、導(dǎo)運(yùn)行人員實時調(diào)整運(yùn)行參操作指導(dǎo)，指導(dǎo)運(yùn)行人員實時調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，提高操作水平，從而降低機(jī)組發(fā)電成數(shù)，提高操作水平，從而降低機(jī)組發(fā)電成本，提高電廠機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)電本，提高電廠機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，增強(qiáng)電廠的競爭力廠的競爭力性能監(jiān)測（分析）的基本內(nèi)容性能監(jiān)測（分析）的基本內(nèi)容實時熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的計算實時熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的計算優(yōu)化目標(biāo)值的計算優(yōu)化目標(biāo)值的計算耗差分析耗差分析優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo) n性能優(yōu)化指導(dǎo)性能優(yōu)化指導(dǎo) n機(jī)組啟停優(yōu)化機(jī)組啟停優(yōu)化 n鍋爐吹灰優(yōu)化鍋爐吹灰優(yōu)化 n循環(huán)水泵優(yōu)化循環(huán)水泵優(yōu)化 性能監(jiān)測的效益：性能監(jiān)測的效益： 某某575MW575MW機(jī)組熱耗率下機(jī)組熱耗率下降約降約20

17、0KJ/kwh200KJ/kwh； 某某670MW670MW機(jī)組的年運(yùn)行機(jī)組的年運(yùn)行費(fèi)用減少費(fèi)用減少4040萬美元。萬美元。 計算內(nèi)容計算內(nèi)容n計算全廠、汽輪發(fā)電機(jī)組的各項熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算全廠、汽輪發(fā)電機(jī)組的各項熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 如：汽輪機(jī)內(nèi)效率、煤耗率、機(jī)組熱耗率等如：汽輪機(jī)內(nèi)效率、煤耗率、機(jī)組熱耗率等n分析某參數(shù)變化對整個機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響分析某參數(shù)變化對整個機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響如：主汽壓力變化對煤耗率的影響量如：主汽壓力變化對煤耗率的影響量 再熱噴水量對煤耗率的影響量再熱噴水量對煤耗率的影響量n分析局部系統(tǒng)變化對整個機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響分析局部系統(tǒng)變化對整個機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響如：高壓加熱器停運(yùn)等對煤

18、耗率的影響量如：高壓加熱器停運(yùn)等對煤耗率的影響量計算依據(jù)計算依據(jù)定功率計算（或定功率計算（或定流量計算）定流量計算）關(guān)鍵：關(guān)鍵：確定各汽水流量確定各汽水流量(回?zé)岢槠?、排汽量、新蒸汽量等回?zé)岢槠?、排汽量、新蒸汽量?計算基本方程計算基本方程n加熱器熱平衡式加熱器熱平衡式n汽輪機(jī)物質(zhì)平衡式汽輪機(jī)物質(zhì)平衡式n汽輪機(jī)功率方程式汽輪機(jī)功率方程式流出熱量或流入熱量放熱量吸熱量hgmigmiewDWP03600zjczjcDDD1101或圖發(fā)電廠熱力系統(tǒng)示意發(fā)電廠熱力系統(tǒng)示意Boiler汽輪機(jī)汽輪機(jī)鍋鍋爐爐回?zé)峒訜崞骰責(zé)峒訜崞鱭rhD1DiDzD0DcDzrD1Di計算方法計算方法:熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法熱

19、力系統(tǒng)串聯(lián)解法n最基本的方法最基本的方法l易于理解易于理解等效熱降法等效熱降法n在熱平衡法的基礎(chǔ)上發(fā)展在熱平衡法的基礎(chǔ)上發(fā)展n主要用于局部定量計算主要用于局部定量計算n較容易理解較容易理解循環(huán)函數(shù)法循環(huán)函數(shù)法n在熱平衡法的基礎(chǔ)上發(fā)展在熱平衡法的基礎(chǔ)上發(fā)展n主要用于局部定量計算主要用于局部定量計算n較復(fù)雜較復(fù)雜各種計算方法對比各種計算方法對比計算各段回?zé)岢槠浚ǔ槠禂?shù)）、凝汽量的計算各段回?zé)岢槠浚ǔ槠禂?shù)）、凝汽量的途徑不同；途徑不同；關(guān)鍵：確定各物質(zhì)流量；關(guān)鍵：確定各物質(zhì)流量；熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計算相同（同樣的計算公式）熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計算相同（同樣的計算公式）001/zirhrhjjccWD hD

20、 qD hD hkJh0QWiicpbpimg 3600ecpnetcpPBq000()fwrhrhQDhhD q汽輪機(jī)內(nèi)功率汽輪機(jī)內(nèi)功率汽輪機(jī)內(nèi)效率汽輪機(jī)內(nèi)效率全廠效率全廠效率電廠煤耗電廠煤耗熱耗熱耗2.2 2.2 熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法 計算過程計算過程 n1 1整理原始資料整理原始資料n2 2進(jìn)行各級回?zé)岢槠康挠嬎氵M(jìn)行各級回?zé)岢槠康挠嬎鉵3 3凝汽系數(shù)或新汽耗量的計算凝汽系數(shù)或新汽耗量的計算n4 4計算結(jié)果校核計算結(jié)果校核n5 5熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和各處汽水流量計算熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和各處汽水流量計算特點特點n易于理解易于理解n局部熱力系統(tǒng)發(fā)生變化時必須進(jìn)行全面局部熱力系統(tǒng)發(fā)生變化時必須進(jìn)

21、行全面重新計算，計算工作量大重新計算，計算工作量大常規(guī)熱平衡法計算圖示常規(guī)熱平衡法計算圖示, ,回顧方法回顧方法Boiler汽輪機(jī)汽輪機(jī)鍋鍋爐爐回?zé)峒訜崞骰責(zé)峒訜崞鱭rhD1DiDzD0DcDzrD1Di2.3 2.3 等效熱降法等效熱降法 特征：特征：n基于熱力學(xué)的熱工轉(zhuǎn)換原理，考慮設(shè)備質(zhì)量、基于熱力學(xué)的熱工轉(zhuǎn)換原理，考慮設(shè)備質(zhì)量、熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)特點，經(jīng)過理論推導(dǎo)，得熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)特點，經(jīng)過理論推導(dǎo)，得出出抽汽等效熱降抽汽等效熱降和和抽汽效率抽汽效率兩個熱力分析參量，兩個熱力分析參量，用以研究熱工轉(zhuǎn)換及能量利用程度用以研究熱工轉(zhuǎn)換及能量利用程度特點：特點：n不需要全盤重新計算就能查明

22、系統(tǒng)變化后的經(jīng)不需要全盤重新計算就能查明系統(tǒng)變化后的經(jīng)濟(jì)性，即用簡捷的局部運(yùn)算代替整個系統(tǒng)的繁濟(jì)性，即用簡捷的局部運(yùn)算代替整個系統(tǒng)的繁雜計算。雜計算。n局部定量計算用得多局部定量計算用得多2.3.1 熱力系統(tǒng)簡捷計算熱力系統(tǒng)簡捷計算實質(zhì)實質(zhì)n常規(guī)熱平衡法的改進(jìn)常規(guī)熱平衡法的改進(jìn)特點特點n將熱力系統(tǒng)中的繁多的參數(shù)整理為將熱力系統(tǒng)中的繁多的參數(shù)整理為3類類給水在加熱器中的焓升給水在加熱器中的焓升 （j）蒸汽在加熱器中的放熱量（蒸汽在加熱器中的放熱量（ qj ）疏水在加熱器中的放熱量（疏水在加熱器中的放熱量（ j ）n把加熱器分為把加熱器分為2類類匯集式匯集式(見圖見圖)疏水放流式疏水放流式(見圖見

23、圖)加熱器分類加熱器分類j=tj-tj-1qj =hj-tsjj=tsj1-tsj疏水放流式疏水放流式匯集式匯集式hjhjhjtj-1tjtsj+1tsjtj-1tjtj-1tjtsjtsj+1tsj+1j=tj-tj-1qj =hj-tj-1j=tsj1-tj-1j2.3.2 等效熱降理論等效熱降理論等效熱降概念等效熱降概念純凝汽機(jī)組純凝汽機(jī)組h0hn回?zé)釞C(jī)組回?zé)釞C(jī)組h0hn1z純凝汽式機(jī)組：純凝汽式機(jī)組： Hh0hn1kg新蒸汽的作功：新蒸汽的作功：回?zé)崞啓C(jī)組：回?zé)崞啓C(jī)組： H(h0hn)1(h1-hn) 2(h2-hn) z(hz-hnH與與H都是指都是指1kg新蒸汽在汽輪機(jī)中新蒸汽

24、在汽輪機(jī)中的實際作功。為了區(qū)別，將的實際作功。為了區(qū)別，將H 稱為稱為等效熱降。等效熱降。抽汽等效熱降抽汽等效熱降汽輪機(jī)汽輪機(jī)h0hn鍋爐鍋爐除氧器q3純熱量純熱量q3進(jìn)入系統(tǒng)，使進(jìn)入系統(tǒng)，使No3抽汽減少抽汽減少1kg該該1kg蒸汽返回汽輪機(jī)蒸汽返回汽輪機(jī)后在各抽汽口的分配：后在各抽汽口的分配：h3h2h1No.1No.2No.3222/q1121/)1(q211c11c抽汽等效熱降抽汽等效熱降汽輪機(jī)汽輪機(jī)h0hn鍋爐鍋爐除氧器q3No3排擠排擠1kg蒸汽返回蒸汽返回汽輪機(jī)的作功：汽輪機(jī)的作功：)()()(112233nnnhhhhhhHjjjqH /抽汽效率抽汽效率j抽汽等效熱降抽汽等效熱

25、降HjNo.1No.2No.3h3h2h1抽汽等效熱降抽汽等效熱降Hj及抽汽效率及抽汽效率j 的計算的計算n計算原則：從壓力最低加熱器開始計算原則：從壓力最低加熱器開始汽輪機(jī)汽輪機(jī)h0hn鍋爐鍋爐除氧器1、No.1加熱器 H1=h1-hn 1=H1/q1No.1No.2No.3h3h2h12、No.2加熱器 H2=(h2-hn)-1/q1(h2-hn) 2=H2/q23、No.3加熱器 略略抽汽等效熱降抽汽等效熱降Hj的計算通式的計算通式kgkJHqAhhHjrrrrnjj/)(11r加熱器加熱器j后更低壓力抽汽口腳碼后更低壓力抽汽口腳碼qr加熱器加熱器r 中的中的1kg抽汽的放熱量抽汽的放熱

26、量Ar加熱器加熱器r 中的給水焓升中的給水焓升r 或疏水放熱量或疏水放熱量r1111)1()(jjjjjjHqhhH疏水放流式加熱器與同它相鄰加熱器等效熱降間的關(guān)系疏水放流式加熱器與同它相鄰加熱器等效熱降間的關(guān)系rjmrrrmmjjHqHhhH1)(兩匯集式加熱器等效熱降間的關(guān)系兩匯集式加熱器等效熱降間的關(guān)系再熱機(jī)組等效熱降再熱機(jī)組等效熱降考慮再熱蒸汽的吸熱量及其作功量的影響考慮再熱蒸汽的吸熱量及其作功量的影響計算稍有不同計算稍有不同HhhAjjnrrrj()111kg1kg再熱蒸汽吸熱量，再熱蒸汽吸熱量，kJ/kgkJ/kg 11()jrjjnrrrAHhhHq即：2.3.3 新蒸汽等效熱降

27、新蒸汽等效熱降定義：定義：1kg新蒸汽的實際做功新蒸汽的實際做功 HM(h0-hn) -1(h1-hn) - 2(h2-hn) - -z(hz-hn)同抽汽等效熱降處理同抽汽等效熱降處理：凈等效熱降：凈等效熱降： 輔助成分的做功能力損失輔助成分的做功能力損失汽輪機(jī)內(nèi)效率汽輪機(jī)內(nèi)效率： i=H/QkgkJHqhhHZrrrrnM/)(10kgkJHqhhHZrrrrn/)(102.3.4 等效熱降計算示例等效熱降計算示例計算計算N100-90-535機(jī)組的等效熱降機(jī)組的等效熱降 H1=208.9 kJ/kg 1=0.08943 H2=349.44 2=0.14919 H3=385.06 3=0.

28、17515 H4=489.51 4=0.22095 H5=636.81 5=0.26678 H6=733.62 6=0.30708 H7=801.56 7=0.34439除氧器No.1No.2No.3No.7HM1023.2611.24H HM-=1012.02Q=2500.6i=H/Q=0.40472.3.5 等效熱降應(yīng)用基本法則等效熱降應(yīng)用基本法則應(yīng)用目的：應(yīng)用目的：n系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生熱量和工質(zhì)損失，或是熱量和工質(zhì)利系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生熱量和工質(zhì)損失，或是熱量和工質(zhì)利用于系統(tǒng)時，裝置熱經(jīng)濟(jì)性的改變。用于系統(tǒng)時，裝置熱經(jīng)濟(jì)性的改變。內(nèi)部熱量利用內(nèi)部熱量利用H1kg新蒸汽的實際做功新蒸汽的實際做功(新

29、蒸汽等效熱降新蒸汽等效熱降)Q 循環(huán)吸熱量循環(huán)吸熱量 H內(nèi)部熱力回收利用的作功內(nèi)部熱力回收利用的作功外部熱量利用外部熱量利用QHHiQQHHi2.3.6 裝置效率變化的計算裝置效率變化的計算變化后的效率變化后的效率iHHQQ 變化前的效率變化前的效率iHQ效率的絕對變化效率的絕對變化iiiHHHQQQ效率的相對變化效率的相對變化()/iiiHHHHHQQQQQiiHQHH 2.3.7 等效熱降應(yīng)用示例等效熱降應(yīng)用示例示例一：大同第二發(fā)電廠示例一：大同第二發(fā)電廠N200-12.7-535/535型型, 回?zé)嵯到y(tǒng)中各加熱器端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響分析回?zé)嵯到y(tǒng)中各加熱器端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響分析項目項

30、目1 號 低號 低加加2 號 低號 低加加3 號 低號 低加加4 號 低號 低加加1號高加號高加2 號 高號 高加加3 號 高號 高加加加熱器端差設(shè)加熱器端差設(shè)計值計值/4431-122加熱器端差實加熱器端差實際值際值/2520108101116裝置效率相對裝置效率相對下降下降/%0.3910.13450.08130.08020.09440.09440.379汽輪機(jī)熱耗升汽輪機(jī)熱耗升高高/kJkg-132.8411.306.836.737.927.9231.84發(fā)電煤耗升高發(fā)電煤耗升高/g(kWh)-11.2590.4330.2610.2580.3040.3041.220單機(jī)年多耗標(biāo)單機(jī)年多耗

31、標(biāo)煤煤/t125943326125830430412202.4 2.4 循環(huán)函數(shù)法循環(huán)函數(shù)法 發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的構(gòu)成：發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的構(gòu)成：n鍋爐、汽輪機(jī)、主蒸汽及再熱蒸汽管道和凝汽設(shè)鍋爐、汽輪機(jī)、主蒸汽及再熱蒸汽管道和凝汽設(shè)備的連接系統(tǒng)；備的連接系統(tǒng)；n回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)；回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)；n除氧器和給水箱系統(tǒng)；除氧器和給水箱系統(tǒng)；n補(bǔ)充水系統(tǒng)；補(bǔ)充水系統(tǒng)；n連續(xù)排污及熱量利用系統(tǒng)；連續(xù)排污及熱量利用系統(tǒng)；n（供熱機(jī)組）對外供熱系統(tǒng)等。（供熱機(jī)組）對外供熱系統(tǒng)等。方法的引出方法的引出 回?zé)嵫h(huán)的實際循環(huán)效率(即汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率)n當(dāng)循環(huán)的初終參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)及其汽水參數(shù)一定當(dāng)循環(huán)的初終參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)及其

32、汽水參數(shù)一定時，式中除時，式中除c外的各量均為定值外的各量均為定值n若若c能以回?zé)嵯到y(tǒng)的汽水參數(shù)來表征，則能以回?zé)嵯到y(tǒng)的汽水參數(shù)來表征，則c與與i呈單值循環(huán)函數(shù)關(guān)系，熱力系統(tǒng)計算可簡化呈單值循環(huán)函數(shù)關(guān)系，熱力系統(tǒng)計算可簡化 基本思路基本思路: 將熱力循環(huán)及其系統(tǒng)劃分為將熱力循環(huán)及其系統(tǒng)劃分為主循環(huán)主循環(huán)和若干并列的和若干并列的輔助循環(huán)輔助循環(huán)所組成所組成21011ccifwqqqhh 循環(huán)函數(shù)法的特點循環(huán)函數(shù)法的特點把汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)劃分成若干個單元，分別求取把汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)劃分成若干個單元，分別求取各單元的進(jìn)水系數(shù)各單元的進(jìn)水系數(shù)dGi，進(jìn)而求得凝汽系數(shù)，進(jìn)而求得凝汽系數(shù) k 某單元內(nèi)參數(shù)改變

33、或計算失誤時，只對該單元進(jìn)某單元內(nèi)參數(shù)改變或計算失誤時，只對該單元進(jìn)行重新計算或修正，不影響其它單元的運(yùn)算結(jié)果行重新計算或修正，不影響其它單元的運(yùn)算結(jié)果 把各種輔助循環(huán)完全從主循環(huán)中獨立出來，單獨把各種輔助循環(huán)完全從主循環(huán)中獨立出來，單獨計算它們對熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的影響計算它們對熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的影響 對輔助汽水的考慮可通過計算一系列綜合特性系對輔助汽水的考慮可通過計算一系列綜合特性系數(shù)（如進(jìn)汽多耗系數(shù)，再熱多耗系數(shù)），組成汽數(shù)（如進(jìn)汽多耗系數(shù)，再熱多耗系數(shù)），組成汽輪機(jī)與電廠的方程式，將全部循環(huán)中的各部分聯(lián)輪機(jī)與電廠的方程式，將全部循環(huán)中的各部分聯(lián)系起來。系起來。 對回?zé)嵯到y(tǒng)主循環(huán)的分析簡單易行，但

34、對由各種對回?zé)嵯到y(tǒng)主循環(huán)的分析簡單易行，但對由各種附加熱流組成的附加循環(huán)的處理卻較復(fù)雜附加熱流組成的附加循環(huán)的處理卻較復(fù)雜 加熱單元和進(jìn)水系數(shù)的概念加熱單元和進(jìn)水系數(shù)的概念 加熱單元概念加熱單元概念: : 為簡化為簡化, ,將相鄰幾個加熱器作為一個整體來建立其熱平衡將相鄰幾個加熱器作為一個整體來建立其熱平衡式式, ,該整體稱為一個加熱單元。該整體稱為一個加熱單元。加熱單元特征：加熱單元特征：無疏水流入流出單元無疏水流入流出單元 加熱單元劃分：加熱單元劃分：n將每一個混合式加熱器或帶疏水泵的表面式加熱器，包將每一個混合式加熱器或帶疏水泵的表面式加熱器，包括對該混合式加熱器或該表面式加熱器的疏水逐

35、級自流括對該混合式加熱器或該表面式加熱器的疏水逐級自流的前面幾個表面式加熱器在內(nèi)，組成一個加熱單元。的前面幾個表面式加熱器在內(nèi)，組成一個加熱單元。n若最后一個加熱器的疏水逐級自流到凝汽器，則與凝汽若最后一個加熱器的疏水逐級自流到凝汽器，則與凝汽器或熱井劃分為一個加熱單元。器或熱井劃分為一個加熱單元。加熱單元劃分示例：加熱單元劃分示例：進(jìn)口300 MW 機(jī)組熱力系統(tǒng)單元劃分第一單元第一單元第二單元第二單元第三單元第三單元第四單元第四單元優(yōu)化引進(jìn)型300 MW 機(jī)組熱力系統(tǒng)單元劃分？劃分為幾個單元？劃分為幾個單元第一單元第一單元第二單元第二單元660 MW 機(jī)組熱力系統(tǒng)單元劃分（同進(jìn)口300MW）

36、第一單元第一單元第二單元第二單元第三單元第三單元第四單元第四單元進(jìn)水系數(shù)進(jìn)水系數(shù)取每一加熱單元的出水量為取每一加熱單元的出水量為1kg時，該單元的時，該單元的抽汽、疏水、進(jìn)水的份額，分別稱為單元抽汽抽汽、疏水、進(jìn)水的份額，分別稱為單元抽汽系數(shù)、單元疏水系數(shù)、單元進(jìn)水系數(shù)。系數(shù)、單元疏水系數(shù)、單元進(jìn)水系數(shù)。 第一單元第一單元第二單元第二單元1kg進(jìn)水系數(shù)及凝汽系數(shù)的計算進(jìn)水系數(shù)及凝汽系數(shù)的計算第二單元進(jìn)水系數(shù)第三單元進(jìn)水系數(shù)dG6第四單元進(jìn)水系數(shù)dG7凝汽系數(shù)ccdG3dG4dG6dG7第一單元第一單元第二單元第二單元第三單元第三單元第四單元第四單元dG3dG4dG6dG7第一單元第一單元進(jìn)水系

37、數(shù)進(jìn)水系數(shù)2.5 2.5 其它方法簡介其它方法簡介2.5.1 等效抽汽法等效抽汽法n把回?zé)嵫h(huán)的級抽汽設(shè)想成一個抽象的抽汽把回?zé)嵫h(huán)的級抽汽設(shè)想成一個抽象的抽汽n該抽汽的抽汽量該抽汽的抽汽量 等于級抽汽量之和等于級抽汽量之和n該抽汽的焓值該抽汽的焓值he等于各級抽汽焓的加權(quán)平均值。等于各級抽汽焓的加權(quán)平均值。n等效抽汽法以等效抽汽法以1kg的凝汽為計算基準(zhǔn)的凝汽為計算基準(zhǔn)nhe越小越小, 越大越大,循環(huán)的熱耗率也越低。循環(huán)的熱耗率也越低。n因此等效抽汽的焓值因此等效抽汽的焓值he能夠反映循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)能夠反映循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)性性,當(dāng)蒸汽的初終參數(shù)和給水參數(shù)一定時當(dāng)蒸汽的初終參數(shù)和給水參數(shù)一定時,等效

38、等效抽汽是級抽汽的抽汽是級抽汽的“重心重心”。2.5.2 矩陣分析法矩陣分析法特點：特點：n采用矩陣形式表達(dá)回?zé)嵯到y(tǒng)及輔助系統(tǒng)的熱平衡式；采用矩陣形式表達(dá)回?zé)嵯到y(tǒng)及輔助系統(tǒng)的熱平衡式；n便于用計算機(jī)求解；便于用計算機(jī)求解；n可建立適用于各型機(jī)組的通用矩陣方程可建立適用于各型機(jī)組的通用矩陣方程通用矩陣熱平衡方程的形式為通用矩陣熱平衡方程的形式為 AD+AfDf+ADw+Q=D0A,Af,A:回?zé)嵯到y(tǒng)、輔助蒸汽、輔助水流的結(jié)構(gòu)矩陣D,Df,Dw:抽汽流量、輔助蒸汽流量和輔助水流向量Q、:外熱量和給水在各加熱器中的焓升組成的向量。國產(chǎn)國產(chǎn)300MW機(jī)組矩陣熱平衡方程機(jī)組矩陣熱平衡方程11122222

39、3333333444444444555555555556666666666666777777777777777777788888700fffffffqqDqqDqqDqqDqDqqDqqDqqD123456777788888fffffffffDDDDDDDqDAD+AfDf+ADw+Q=D0111222233333444444055555556666666677777777788777788880wfwwwwwwwDQDQDQDQDDQDQDQDQ 12345678 AD+AfDf+ADw+Q=D0發(fā)電廠熱力系統(tǒng)計算理論小結(jié)發(fā)電廠熱力系統(tǒng)計算理論小結(jié)常規(guī)熱平衡法常規(guī)熱平衡法（熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法）

40、（熱力系統(tǒng)串聯(lián)解法）等效熱降法等效熱降法循環(huán)函數(shù)法循環(huán)函數(shù)法其它方法：其它方法：n等效抽汽法等效抽汽法n矩陣法矩陣法n熱耗變換系數(shù)法熱耗變換系數(shù)法第三章第三章 發(fā)電廠性能計算方法發(fā)電廠性能計算方法廠級性能指標(biāo)的計算廠級性能指標(biāo)的計算 目標(biāo)值計算目標(biāo)值計算耗差分析耗差分析回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)耗差分析（等效熱降法）回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)耗差分析（等效熱降法） 主蒸汽參數(shù)的耗差分析主蒸汽參數(shù)的耗差分析 爐側(cè)運(yùn)行參數(shù)的耗差分析爐側(cè)運(yùn)行參數(shù)的耗差分析 運(yùn)行方式的耗差分析運(yùn)行方式的耗差分析3.1 3.1 廠級性能指標(biāo)的計算廠級性能指標(biāo)的計算 主要廠級性能指標(biāo)：主要廠級性能指標(biāo)： n鍋爐效率鍋爐效率n鍋爐各項損失、爐膛過量空

41、氣系數(shù)、空氣預(yù)熱鍋爐各項損失、爐膛過量空氣系數(shù)、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)系數(shù)等；器漏風(fēng)系數(shù)等；n汽輪機(jī)內(nèi)效率汽輪機(jī)內(nèi)效率n汽輪機(jī)各缸內(nèi)效率、熱耗率、汽耗率等；汽輪機(jī)各缸內(nèi)效率、熱耗率、汽耗率等；n全廠效率、發(fā)電煤耗率、廠用電率、供電煤耗全廠效率、發(fā)電煤耗率、廠用電率、供電煤耗率、機(jī)組效率等。率、機(jī)組效率等。部分指標(biāo)計算部分指標(biāo)計算3600ecpnetcpPBqcpeecpQPBqP360036001epbgmipb00iaiitriaWWWQQW cpcpsb123. 0292703600汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率全廠總效率全廠總效率全廠煤耗全廠煤耗標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電煤耗率標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電煤耗率%,10011r

42、bQQq鍋爐效率鍋爐效率3.2 目標(biāo)值計算目標(biāo)值計算 目標(biāo)值的概念：目標(biāo)值的概念：在當(dāng)前運(yùn)行工況條件下機(jī)組所能達(dá)到的最佳工況在當(dāng)前運(yùn)行工況條件下機(jī)組所能達(dá)到的最佳工況下的各參數(shù)，包括運(yùn)行參數(shù)及熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)下的各參數(shù)，包括運(yùn)行參數(shù)及熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 當(dāng)前值（實時值）概念：當(dāng)前值（實時值）概念：機(jī)組運(yùn)行中各參數(shù)的實際（測量）值機(jī)組運(yùn)行中各參數(shù)的實際（測量）值目標(biāo)值的作用：目標(biāo)值的作用：n衡量機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的比較基準(zhǔn)衡量機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的比較基準(zhǔn) n當(dāng)前值和目標(biāo)值的接近程度反映了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性當(dāng)前值和目標(biāo)值的接近程度反映了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的好壞的好壞n耗差分析的基礎(chǔ)耗差分析的基礎(chǔ) 3.2.1 目標(biāo)值確定方法目標(biāo)值確

43、定方法取機(jī)組設(shè)計值或熱力試驗數(shù)據(jù)取機(jī)組設(shè)計值或熱力試驗數(shù)據(jù)n簡便易行，但過于理想，與實際相差大簡便易行，但過于理想，與實際相差大 取機(jī)組實際運(yùn)行記錄的最佳值取機(jī)組實際運(yùn)行記錄的最佳值n通過對大量歷史運(yùn)行記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析，歸納出各負(fù)通過對大量歷史運(yùn)行記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析，歸納出各負(fù)荷工況條件下的最佳值荷工況條件下的最佳值n方法合理，但受歷史記錄限制，且對眾多運(yùn)行參數(shù)的方法合理，但受歷史記錄限制，且對眾多運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計分析較繁瑣統(tǒng)計分析較繁瑣 變工況計算變工況計算n以設(shè)計值為基準(zhǔn)，考慮當(dāng)前機(jī)組發(fā)電功率及運(yùn)行工況以設(shè)計值為基準(zhǔn)，考慮當(dāng)前機(jī)組發(fā)電功率及運(yùn)行工況的變化而求出變動工況下的參數(shù)值的變化而求出變動

44、工況下的參數(shù)值n較合乎實際較合乎實際其它方法（如全局優(yōu)化）其它方法（如全局優(yōu)化）3.2.2 變工況計算的原理變工況計算的原理 計算依據(jù)：計算依據(jù)：n機(jī)組當(dāng)前發(fā)電功率、運(yùn)行工況、設(shè)計參數(shù)機(jī)組當(dāng)前發(fā)電功率、運(yùn)行工況、設(shè)計參數(shù)基準(zhǔn)工況：基準(zhǔn)工況：通常取設(shè)計工況機(jī)組當(dāng)機(jī)組當(dāng)前發(fā)電功率前發(fā)電功率機(jī)組當(dāng)機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行工況前運(yùn)行工況機(jī)組當(dāng)機(jī)組當(dāng)前工況下的目標(biāo)值前工況下的目標(biāo)值變工況計算變工況計算計算模型：計算模型： 各級回?zé)岢槠麎毫τ嬎愀骷壔責(zé)岢槠麎毫τ嬎?排汽壓力的確定排汽壓力的確定 調(diào)節(jié)級、末級相對內(nèi)效率的確定調(diào)節(jié)級、末級相對內(nèi)效率的確定 各級抽汽焓的計算各級抽汽焓的計算 加熱器出口水焓的確定加熱器出口水

45、焓的確定基準(zhǔn)工況基準(zhǔn)工況機(jī)組當(dāng)機(jī)組當(dāng)前發(fā)電功率前發(fā)電功率機(jī)組當(dāng)機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行工況前運(yùn)行工況機(jī)組當(dāng)前工機(jī)組當(dāng)前工況下的目標(biāo)值況下的目標(biāo)值變工況計算變工況計算確定基準(zhǔn)工況參數(shù)確定基準(zhǔn)工況參數(shù)開始開始確定主蒸汽流量的初始值確定主蒸汽流量的初始值D0計算各級回?zé)岢槠麎毫τ嬎愀骷壔責(zé)岢槠麎毫τ嬎愀邏焊着牌麎毫τ嬎愀邏焊着牌麎毫τ嬎隳Y(jié)水溫度計算凝結(jié)水溫度計算低壓缸排汽壓力計算低壓缸排汽壓力確定各級組內(nèi)效率確定各級組內(nèi)效率輔助汽水流量及汽水參數(shù)輔助汽水流量及汽水參數(shù)熱平衡計算，確定主蒸汽流量熱平衡計算，確定主蒸汽流量D0及相關(guān)參數(shù)及相關(guān)參數(shù)D0- D015%的洗中煤的洗中煤及長焰煤及長焰煤褐煤褐煤K13.5

46、53.573.62K20.440.620.90排煙含氧量偏差引起的鍋爐效率變化排煙含氧量偏差引起的鍋爐效率變化鍋爐效率相對變化：鍋爐效率相對變化：221()%100bbbpypytqqK22100%bbbbqq 11121 ()%1002121bstnowtKOO22121pyO11121 ()/100%1002121bbbbstnowtKOO（2)排煙溫度偏差的分析排煙溫度偏差的分析 排煙溫度偏離引起鍋爐效率的絕對變化量：排煙溫度偏離引起鍋爐效率的絕對變化量：鍋爐效率的相對變化值鍋爐效率的相對變化值 100%pypybbbbKt 100%bbbpypyKt bK Kpypy排煙溫度每變化排煙

47、溫度每變化11的熱損失修正值，見下頁表的熱損失修正值，見下頁表t tpypy排煙溫度偏差，排煙溫度偏差，ttpypyt tpypyttpypy，tpy、 tpy排煙溫度實時值及目標(biāo)值，排煙溫度實時值及目標(biāo)值，b b、b b鍋爐效率實時值及目標(biāo)值鍋爐效率實時值及目標(biāo)值負(fù)號表示效率變化的方向與排煙溫度的變化方向相反負(fù)號表示效率變化的方向與排煙溫度的變化方向相反排煙溫度每變化排煙溫度每變化11的熱損失修正值的熱損失修正值燃煤燃煤種類種類無煙煤、半無無煙煤、半無煙煤、貧煤煙煤、貧煤褐褐 煤煤煙煙 煤煤泥泥 煤煤油頁巖油頁巖Kpy0.510-30.510-30.510-30.7110-30.5610-3

48、100%bbbpypyKt （3)3)飛灰含碳量偏差的分析飛灰含碳量偏差的分析 鍋爐效率的絕對變化：鍋爐效率的絕對變化：鍋爐效率的相對變化：鍋爐效率的相對變化：4432700()100100bbbfhfhyfhdfhfhqqCCAaQCC32700()/100100fhfhybbfhbbdfhfhCCAaQCC（4） 燃煤低位發(fā)熱量的偏差分析燃煤低位發(fā)熱量的偏差分析燃煤由固定碳、揮發(fā)分、灰分、水分四部分燃煤由固定碳、揮發(fā)分、灰分、水分四部分組成，其中任一部分的含量發(fā)生變化，都會組成，其中任一部分的含量發(fā)生變化，都會導(dǎo)致燃煤的低位發(fā)熱量發(fā)生變化導(dǎo)致燃煤的低位發(fā)熱量發(fā)生變化低位發(fā)熱量變化時：低位發(fā)

49、熱量變化時：n排煙熱損失排煙熱損失q2發(fā)生變化發(fā)生變化n固體未完全損失固體未完全損失q4 發(fā)生變化發(fā)生變化鍋爐效率變化：鍋爐效率變化：推導(dǎo)略24%bbbqq 計算實例一計算實例一對一臺100MW機(jī)組，若灰分增加使人爐煤低發(fā)熱量降低1 MJkg，由此會使鍋爐效率下降約068個百分點，煤耗增加267gkwh。若年發(fā)電量按5億kWh，標(biāo)煤單價按500元/t計，則年增加燃料費(fèi)約130萬元.計算實例二計算實例二若水分增加使人爐煤低發(fā)熱量降低1MJkg，由此會使鍋爐效率下降約0337個百分點，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加132gkWh。若年發(fā)電量按5億kwh，標(biāo)煤單價按500元t計算，則年增加燃料費(fèi)約65萬元。125

50、、300MW機(jī)組爐側(cè)參數(shù)耗差分析結(jié)果機(jī)組爐側(cè)參數(shù)耗差分析結(jié)果項目項目機(jī)組供電煤耗增加（機(jī)組供電煤耗增加（g/kWh）N125-13.5/550/550N300-16.18/535/535鍋爐排煙溫度鍋爐排煙溫度（每升高（每升高10）1.931.87飛灰含碳量飛灰含碳量（每升高（每升高1）1.221.17再熱噴水再熱噴水（每增加（每增加1）1.320.89某某600MW超臨界機(jī)組的爐側(cè)參數(shù)耗差分析超臨界機(jī)組的爐側(cè)參數(shù)耗差分析飛灰含碳量飛灰含碳量排煙溫度排煙溫度排煙含氧量排煙含氧量參數(shù)偏離額定值比參數(shù)偏離額定值比爐渣含碳量爐渣含碳量煤耗率相對變化煤耗率相對變化煤耗率相對變化煤耗率相對變化3.3.4

51、 3.3.4 汽輪機(jī)及回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)耗差分析汽輪機(jī)及回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)耗差分析 分析參數(shù)分析參數(shù)n各缸效率（高、中、低壓缸）各缸效率（高、中、低壓缸）n加熱器端差加熱器端差n抽汽壓損抽汽壓損n給水溫度給水溫度n凝汽器端差、凝結(jié)水過冷度等凝汽器端差、凝結(jié)水過冷度等對熱經(jīng)濟(jì)性的影響對熱經(jīng)濟(jì)性的影響n通過汽輪機(jī)內(nèi)效率通過汽輪機(jī)內(nèi)效率 i體現(xiàn)體現(xiàn)耗差計算模型耗差計算模型b = -ibb g/kwh （1）缸效率的耗差分析）缸效率的耗差分析各缸效率的定義：各缸效率的定義：蒸汽在各汽缸中蒸汽在各汽缸中的實際焓降與的實際焓降與等熵焓降的比值。等熵焓降的比值。123prpcpcHtHi%iLtHH456缸效率變化對機(jī)

52、組的影響：缸效率變化對機(jī)組的影響：n影響汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率影響汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率n影響循環(huán)吸熱量影響循環(huán)吸熱量缸效率的耗差分析依據(jù)缸效率的耗差分析依據(jù)等效熱降分析理論等效熱降分析理論n缸效率變化引起新蒸汽等效熱降變化缸效率變化引起新蒸汽等效熱降變化 H0；n缸效率變化引起循環(huán)吸熱量變化缸效率變化引起循環(huán)吸熱量變化 Q 0；n缸效率變化引起汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率的變化：缸效率變化引起汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率的變化：0000iiHQHH缸效率的耗差分析模型缸效率的耗差分析模型n新蒸汽等效熱降：新蒸汽等效熱降：001()znrrrHhh 00_nHoutMinnhhhhhh引入高壓缸效率及中低壓缸效率：引入高壓缸

53、效率及中低壓缸效率：0_0_HoutiHtHoutthhHHhh_MinniMLtMinn thhHHhh00_1()()zHouttHMinn tMLrrrHhhhh n新蒸汽等效熱降變化量新蒸汽等效熱降變化量 H0 （當(dāng)新蒸汽等效熱降變化量在容許范圍內(nèi)時）（當(dāng)新蒸汽等效熱降變化量在容許范圍內(nèi)時）00_1()()zHouttHMinn tMLrrrHhhhh 00_()()HouttHMinn tMLHhhhhn高壓缸效率變化時：高壓缸效率變化時：00_()HouttHHhhn中低壓缸效率變化時：中低壓缸效率變化時：0_()Minn tMLHhhn循環(huán)吸熱量及其變化量循環(huán)吸熱量及其變化量：n

54、同樣引入缸效率：同樣引入缸效率：00_()zrMinHoutgsQhhhh00_00_()()zrMinzrHoutHgsQhhhhhh0_()zrMinHoutHQhhn高壓缸效率變化時：高壓缸效率變化時：0_()zrMinHoutHQhhn中低壓缸效率變化時：中低壓缸效率變化時：00Q高、中低壓缸效率變化的耗差分析模型：高、中低壓缸效率變化的耗差分析模型：計算實例計算實例1：300MW300MW機(jī)組缸效率耗差分析結(jié)果機(jī)組缸效率耗差分析結(jié)果0000iiHQHH名稱名稱參數(shù)變化參數(shù)變化對熱耗率的影對熱耗率的影響響(kJ/kWh)對發(fā)電煤耗率對發(fā)電煤耗率的影響的影響g/kWh年發(fā)電量年發(fā)電量17

55、億度節(jié)煤億度節(jié)煤t高壓缸效率高壓缸效率降低降低116.30.6111026.9中壓缸效率中壓缸效率降低降低123.60.8841486.8低壓缸效率低壓缸效率降低降低138.11.4272400.4計算實例計算實例2 計算原始數(shù)據(jù)計算原始數(shù)據(jù)（NK200127535535型汽輪機(jī)）參參 數(shù)數(shù)目標(biāo)值目標(biāo)值運(yùn)行值運(yùn)行值主蒸汽壓力主蒸汽壓力Mpa12.74913主蒸汽溫度主蒸汽溫度535527.4再熱冷段蒸汽壓力再熱冷段蒸汽壓力2.4432.589再熱冷段蒸汽溫度再熱冷段蒸汽溫度220.61319.29再熱熱段蒸汽壓力再熱熱段蒸汽壓力2.1742.234再熱熱段蒸汽溫度再熱熱段蒸汽溫度535528.

56、3低壓缸排汽壓力低壓缸排汽壓力0.00980.0157低壓缸排汽焓低壓缸排汽焓2488.82603.9高壓缸相對內(nèi)效率每降低1，煤耗增加0.85中低壓缸相對內(nèi)效率每降低1，煤耗增加3.44計算結(jié)果計算結(jié)果（NK200127535535型汽輪機(jī)）項目項目目標(biāo)值目標(biāo)值運(yùn)行值運(yùn)行值偏差偏差高壓缸相對內(nèi)效率85.3574.9210.43供電煤耗(g/kWh)344.15353.048.89中低壓缸相對內(nèi)效率89.9783.726.25供電煤耗344.15365.6621.51（2）加熱器端差的耗差分析）加熱器端差的耗差分析端差概念回顧端差概念回顧上端差：上端差：加熱器汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）加熱器

57、汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）水側(cè)出口溫度水側(cè)出口溫度下端差：下端差：加熱器疏水冷卻器出口水溫加熱器進(jìn)加熱器疏水冷卻器出口水溫加熱器進(jìn)口水溫。口水溫。 上端差上端差下端差下端差j上端差的定性分析：上端差的定性分析：端差增大，出口水溫減小，本級抽汽回?zé)岫瞬钤龃?，出口水溫減小，本級抽汽回?zé)嶙龉Ρ葴p小，高一級抽汽的回?zé)嶙龉Ρ茸龉Ρ葴p小，高一級抽汽的回?zé)嶙龉Ρ仍龃?，熱?jīng)濟(jì)性降低（整機(jī)增大，熱經(jīng)濟(jì)性降低（整機(jī)XrXr降低）降低） 上端差上端差下端差下端差上端差變化的定量分析（等效熱降理論）上端差變化的定量分析（等效熱降理論）j級加熱器的端差偏離目標(biāo)值對應(yīng)的焓差為級加熱器的端差偏離目標(biāo)值對應(yīng)的焓差為jj j

58、表示給水在加熱器表示給水在加熱器N No oj j中的加熱不足，對中的加熱不足，對 j、 j1級抽汽的影響：級抽汽的影響：n使使j+1j+1級加熱器的抽汽熱量增加級加熱器的抽汽熱量增加j j ，使新蒸汽的作功損使新蒸汽的作功損失失j jj+1j+1 n使使j j級加熱器的抽汽熱量減少級加熱器的抽汽熱量減少j j，使新蒸汽的作功增加，使新蒸汽的作功增加j j j j jjj1j j使新蒸汽等效熱降降低：使新蒸汽等效熱降降低： 011()jjjjjjjH jjj1j j對循環(huán)吸熱量無影響：對循環(huán)吸熱量無影響：00Q0000000iiHQHHHHHj j引起裝置效率的相對降低：引起裝置效率的相對降低

59、：注意：注意：在實際應(yīng)用中，應(yīng)針對加熱器的具體情況在實際應(yīng)用中，應(yīng)針對加熱器的具體情況對以上公式進(jìn)行修改。對以上公式進(jìn)行修改。（1）流經(jīng)份額不是）流經(jīng)份額不是1（2)當(dāng)當(dāng)j+1級加熱器有疏水冷卻段級加熱器有疏水冷卻段（3)當(dāng)當(dāng)j+1級加熱器是匯集型時級加熱器是匯集型時（4）最高壓力的加熱器：）最高壓力的加熱器： 還應(yīng)考慮循環(huán)吸熱量的變化。還應(yīng)考慮循環(huán)吸熱量的變化。01()jjjH01()HjjjH加熱器端差分析示例加熱器端差分析示例300MW機(jī)組分析機(jī)組分析名稱名稱參數(shù)變化參數(shù)變化對熱耗率的影對熱耗率的影響響(kJ/kWh)對發(fā)電煤耗率對發(fā)電煤耗率的影響的影響g/kWh年發(fā)電量年發(fā)電量17億度

60、節(jié)煤億度節(jié)煤t1號高加端差號高加端差增加增加1 1.8950.071119.42號高加端差號高加端差增加增加1 1.070.04067.43號高加端差號高加端差增加增加1 0.8860.03355.85 號低加端差號低加端差增加增加1 1.1510.04372.56 號低加端差號低加端差增加增加1 1.1590.043737號低加端差號低加端差增加增加1 0.8420.032538 號低加端差號低加端差增加增加1 0.9250.03558.3某某600MW超臨界機(jī)組的加熱器上端差耗差分析超臨界機(jī)組的加熱器上端差耗差分析上端差增加值，上端差增加值，煤耗率相對變化煤耗率相對變化加熱器編號加熱器編號（3）凝