恭喜吉林省电力科学研究院有限公司;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院;东北电力大学毕正军获国家专利权
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龙图腾网恭喜吉林省电力科学研究院有限公司;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院;东北电力大学申请的专利一种燃烧热值变化对调峰机组电出力的定量计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119089713B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411582131.5,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种燃烧热值变化对调峰机组电出力的定量计算方法是由毕正军;孙首珩;王行;姚莹莹;洪文鹏;王艳红;张继权;高重晖;邹致宏;胡鹏飞设计研发完成,并于2024-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种燃烧热值变化对调峰机组电出力的定量计算方法在说明书摘要公布了:本发明适用于热力设备性能监测技术领域,提供了一种燃烧热值变化对调峰机组电出力的定量计算方法,包括主蒸汽流量计算方程的推导、机组电出力计算方法的推导和机组电出力变化的求解步骤。本发明依据煤质低位热值变化后机组的质量和能量守恒原理得到煤低位热值变化前后主蒸汽流量的变化量,然后依据热力学和水蒸汽做功转换原理推导获得主蒸汽流量变化对机组发电功率影响的定量计算方程,采用计算迭代的思想结合水蒸汽状态方程和汽轮机流量变化的变工况方程校核主蒸汽流量计算的精确性,进而达到对煤热值变化后调峰机组主蒸汽流量和机组发电功率定量计算的目的。解决了目前锅炉无法针对燃料热值变化对调峰机组电出力定量计算的技术难题。
本发明授权一种燃烧热值变化对调峰机组电出力的定量计算方法在权利要求书中公布了:1.一种燃烧热值变化对调峰机组电出力的定量计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、主蒸汽流量计算方程的推导:采用能量和质量守恒原理,结合微分思想,构建主蒸汽流量随燃料热值变化的微分方程;步骤2、机组电出力计算方法的推导:采用汽轮机的能量方程,结合微分思想,构建热值变化对机组电出力变化影响的数学模型;步骤3、机组电出力变化的求解:将过热蒸汽看作理想气体,通过气体理想状态方程验证压力P和温度t的正确性;采用弗留格尔公式验证主蒸汽流量的正确性,采用验证后的主蒸汽流量变化计算机组发电功率变化;所述步骤1的具体过程如下:在忽略锅炉排污的情况下,由锅炉的能量平衡方程得:方程1:;式中:Dgr为过热蒸汽流量;hgr为过热蒸汽焓;hfw为锅炉给水焓;Dzr为再热蒸汽流量;为再热蒸汽出口焓;为再热蒸汽进口焓;Bi为锅炉的计算燃料量;为锅炉煤质低位发热量;为锅炉热效率;对方程1变形整理,获得主蒸汽流量的计算方程为:方程2:;令再热蒸汽和过热蒸汽在同一负荷下的吸热比例不变,即:方程3:;式中:f为再热蒸汽吸热比例;结合方程3,方程2进一步变形为:方程4:;锅炉的计算燃料量表示为:方程5:;式中:q4为锅炉固体未燃尽碳热损失;B为实际送入锅炉的燃料量;将方程5带入方程2中,得到:方程6:;在燃料量和给水温度不变时,方程6中过热蒸汽流量的变化量表示为:方程7:;式中:θpy为排烟温度;为燃料热值的变化量;为过热蒸汽流量的变化量;其中:方程8:;方程9:;方程10:;方程11:; q 4表示为:方程12:;式中:为1千克燃料中未燃烧的碳量;33727为每千克纯碳的发热量;因此表示为:方程13:;锅炉热效率的计算方程为:方程14:;式中:q2为锅炉排烟热损失;q3为锅炉化学不完全燃烧热损失;q4为锅炉固体未燃尽碳热损失;q5为锅炉散热热损失;q6为锅炉灰渣物理热损失;锅炉热效率对锅炉排烟热损失和固体不完全燃烧热损失的变化量表示为:方程15:;锅炉的排烟热损失表示为:方程16:;式中:Vg为烟气总容积;cgp为烟气的定压比热;t0为环境温度;假定煤低位热值变化不影响烟气量和烟气的定压比热,分别对方程16求偏导,获得排烟热损失对煤低位发热量和排烟热损失对排烟温度的偏导数分别为:方程17:;方程18:;其中锅炉的排烟温度表示为:方程19:;式中:a为过量空气系数,ae为额定负荷下的过量空气系数;te为额定负荷下的环境温度;t为实际环境温度;为额定蒸汽负荷;为额定负荷下的锅炉排烟温度;在方程7中,不考虑过量空气系数变化的影响,被表示为:方程20:;联立方程1~18,得到燃料热值变化对主蒸汽流量的变化量为:方程21:;方程21即为燃料热值变化对调峰机组主蒸汽流量的定量计算方程;所述步骤2的具体过程如下:汽轮发电机的能量方程为:方程22:;式中:Pel为汽轮机发电功率;为汽轮机的理想焓降;为汽轮机的平均相对内效率;为汽轮机的机械效率;为汽轮机的电气效率;为考虑回热情况的对主蒸汽流量的修正系数;忽略机械效率、电气效率以及主蒸汽流量的修正系数变化的影响,采用微分思想得出汽轮机功率的变化量为:方程23:;式中:为汽轮发电机组发电功率的变化量;采用步骤1进行计算;取150;所述步骤3的具体过程如下:将过热蒸汽看作理想气体,因此Pv与汽温、汽压的关系如下:方程24:;式中:θ为锅炉主蒸汽温度;P为锅炉的主蒸汽压力;v为锅炉主蒸汽的比容;当燃料热值变化后,先选择一个,计算出;再选择一个,计算出,依据P1和求出v1;将P1、和v1代入方程24,若左右两式相等,即证明选择正确,在完成压力和温度的校验后,由新的P1和通过蒸汽方程计算得到h1,并计算,的微分化为差分的形式:方程25:;式中:下标0表示初始值;下标1表示变工况后参数;带入方程21计算得到,当计算出后,求出,并代入如下方程:方程26:;若满足方程26,则证明所选择的和和计算求得的完全正确;然后由方程23计算燃料热值变化对调峰机组发电功率变化的影响,即。
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