单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,运行参数耗差分析,主讲：陈玉良,运行参数耗差分析主讲：陈玉良,1,运行参数耗差分析,一、概述,为节约能源，国内大机组在运行管理中，曾较普遍实行过小指标考核、压红线运行等方法，即把影响供电煤耗的主要因素分解为运行小指标，并把对各小指标的考核、奖励作为提高机组运行经济性的直接动因。应该说，这一方法对推进电厂节能曾经起到了较好的作用。但是，这种方法由于没能权衡小指标内部的矛盾关系，因而实际上是一种较为片面的方法。例如，在调峰运行中，如果一味采用小指标考核，那么调峰时变压运行就变得不经济了，显然这个结论是不正确的。,近年来一种基于耗差分析的优化运行方法开始应用于大机组经济运行。该方法的原理是，通过对设计数据、运行统计数据、专项试验数据的分析和整理，找出适合于现有机组状态的各运行参数是基准值。所谓基准值，是指机组在实现最高经济性时所能达到的各运行参数和性能参数的对应值，因此也是运行操作的目标值。在工况变动时，尽可能调整各参数达到基准值。如果被调参数与基准值发生偏离，则利用计算机实时计算各参数的偏差值对供电煤耗的定量影响（称耗差），并求出它们的代数和即总的耗差。通过恰当调节各运行参数，可以将总的耗差降至最小，从而实现机组的最优运行。,运行参数耗差分析一、概述,2,二、耗差分析原理,耗差分析是运行优化的核心。耗差分为可控耗差和不可控耗差。所谓可控耗差，是指可通过调整机组的运行方式而加以改变的耗差，如主汽温度、排烟温度、减温水量等耗差。不可控耗差则是无法通过运行调整手段进行控制的耗差，例如环境温度耗差、再热汽压降耗差等。机组在某时刻的运行煤耗等于基准煤耗加上总耗差（可控耗差与不可控耗差之和）。显然，当调整可控耗差之和达到最小值时，各参数达到基准值，煤耗降至最低。,运用耗差分析方法可以对运行中各参数偏差的耗差进行定量计算，实时反映机组当前的运行状况，运行人员则可根据各参数的耗差大小确定优先调节对象，使机组始终保持在较佳的运行水平。,下表列出了某机组在600MW负荷某一时刻的各耗差值（锅炉侧），从表中可知，锅炉侧总耗差为3.47g/kW.h（此时机组的总耗差为6.93g/kW.h）。影响煤耗最大的是锅炉排烟温度，排烟温度高出基准值11，影响煤耗2.18g/kW.h，其次是主汽温和再热汽温。运行人员可以根据耗差表，对那些影响机组煤耗大的运行参数首先进行运行方式调整。如为了降低锅炉的排烟温度，可以采取以下措施：1、对锅炉实施吹灰；2、适当降低上层磨煤机出力；3、适当减小锅炉的风量；4、增加燃烧器最上层二次风挡板开度。结合表中主汽温和再热汽温的耗差状况，在当前情况下运行人员可优先选择措施1，加强锅炉尾部烟道尤其是再热器区的吹灰，一方面可以使锅炉的排烟温度下降，同时也可以减小由于再热气温低而造成的耗差。经过吹灰以后，应根据锅炉的主、再热器温度的偏差情况来决定是否进一步采取措施2、3和4。在需要采取措施3时，应密切监视飞灰含碳量的相应变化，防止该项耗差过多上升。总之，在调整运行方式时，某项耗差的下降可能会引起其他几项耗差的变化，而这些耗差的变化也立即实时计算并给出显示，使运行人员在改变运行参数时又量的指导。从而不会出现经调整后的可控耗差的总量反而上升的不利结果。,二、耗差分析原理 耗差分析是运行优化的核心。耗,3,某600MW机组满负荷运行某一时刻各项耗差分布（锅炉侧）,表中第9项和第10项为不可控耗差,序号,名称,单位,基准值,实时值,耗差（g/kW.h),1,锅炉排烟温度,130.21,141.25,2.18,2,排烟O,2,量,3.84,4.03,0.28,3,飞灰含碳量,2.52,2.14,-0.57,4,主汽压力,MPa,16.66,16.45,0.31,5,主汽温度,537,530.6,0.64,6,过热器喷水量,t/h,0,0,0,7,再热蒸汽温度,537,531.58,0.43,8,再热器喷水量,t/h,0,2.11,0.134,9,环境温度,20,16.2,0.67,10,再热器压降,MPa,0.39,0.34,-0.33,11,汽水损失,0.5,0.42,-0.27,12,供电煤耗,g/kW.h,309.05,315.98,3.47,某600MW机组满负荷运行某一时刻各项耗差分布（锅炉侧）,4,三、基准值及其曲线,根据耗差分析原理，参数基准值是可控参数的一组特定取值（称基准参数），他们使机组在最小煤耗下运行。最小煤耗称基准煤耗，它由一组基准值决定。每一参数的基准值都应是最优值，不论该参数从哪个方向偏离基准值，对总煤耗的影响都是不利的。有些基准值对总煤耗是单向影响的，例如主蒸汽温度总是越高越好，但其上线不应超过设计值，因此这类参数（如主汽温度）的基准值就选为他们的设计值。,基准参数的数值应具有可操作性，即他们是运行人员经过调整可以达到的目标，在确定基准参数项时，只需将对机组煤耗影响较大的那些关键参数入选基准参数，而不必也不可能考虑所有的可调参数。各基准参数必须彼此独立，不能互相导出。不然有可能导致耗差的重叠计算而使计算总耗差高于实际总耗差。例如在选定排烟温度、飞灰含碳量和排烟氧量为基准值后，就不可以再将锅炉效率作为基准参数，因此前三者耗差之和就是锅炉效率的耗差值。,所有基准值都是机组负荷的函数。而锅炉侧的基准值有些还同时是煤质和环境温度的函数。以锅炉排烟温度为例，白天与晚间的环境温度差别较大，夜晚气温低时空气预热器进风温度下降，会导致排烟温度降低。如果此时的排烟温度基准值不相应降低，则会导致在不进行任何操作的情况下排烟温度耗差以及总耗差自动减小的现象。这不仅使总的耗差平衡产生问题，也会对运行人员进一步降低排烟温度产生误导。,基准值通过对设计数据、运行统计数据、历次试验数据的分析和整理取得。其准确性和完整性直接影响优化操作的可信性和广度。进行基准值试验时，必须消除设备缺陷，使所有运行设备在较佳的状态下运行。应保证各运行表计和在线监测装置（锅炉飞灰含碳量测定仪）的准确性。通过进行各挡负荷、各小指标变化条件下的煤耗试验，获得各挡负荷的最佳指标（基准值）和各种小指标对煤耗的影响曲线。当然，一些小指标的影响曲线也可以借助计算得到。机组一旦进行检修以后，应根据机组试验的结果对机组各运行参数的基准曲线进行必要的修正。,三、基准值及其曲线 根据耗差分析原理，,5,四、锅炉侧参数（指标）的耗差计算,耗差计算的目的是确定参数x,1,单位变化所造成的煤耗偏差。就锅炉侧而言，这些参数主要是排烟温度、飞灰含碳量、排烟氧量、主汽压力、主汽温度、再热汽温度、过热器减温水、汽水损失等。为便于运行分析，本节还给出其它一些运行参数对锅炉经济性影响的估算公式。这些公式对于从事电厂节能工作的同志是十分有用的。,（一）锅炉效率耗差,锅炉效率耗差是指当锅炉实际运行效率与锅炉基准效率之差为,时，机组煤耗的变化量b,s,。锅炉排烟温度、排烟氧量、飞灰含碳量等基准参数变化对机组煤耗的影响都是通过锅炉效率耗差的计算而得到的。锅炉效率耗差按下式计算：,b,s,=(-b,s,/)(1),式中-锅炉效率（取变化前的值，即基准效率），%；,-锅炉效率变化量，%；,b,s,-供电标准煤耗（取变化前的值，即基准煤耗），,g/kW.h,b,s,-供电标准煤耗变化量，,g/kW.h,基准煤耗按下式计算（或查基准煤耗曲线），即,b,s,=1.229/,p,e,(1-,)10,6,(2),式中,p、,-管道效率、厂用电率；,e,-装置效率，,e,=3600/q,q-汽轮机热耗率，,kJ/kW.h,式（1）表明，锅炉效率变化对煤耗的影响程度，取决于机组煤耗和锅炉效率。机组煤耗越高，锅炉效率越低，则单位锅炉效率变化引起煤耗的变化就越大。,四、锅炉侧参数（指标）的耗差计算 耗差计算的目的是,6,（二）排烟温度耗差,根据GB101841988，排烟损失q,2,(%)的计算式为,q,2,=k(-t,0,)100 (3),k,=(V,y,/Q,net,ar,)c,y,式中,t,0,-环境温度，；,k-相对烟气比热容。,k主要与煤收到基水分M,ar,和排烟过量空气系数,py,有关，其统计计算公式为,k=(0.00054+3.0,10,-6,M,ar,)(,py,/1.5),(4),式（7-3）对排烟温度求偏导数，得每变化1，q,2,的变化量为k。锅炉效率的变化量（与q,2,反号）则为,=-k,100 (5),式中-排烟温度变化量，=-,0,，；,0,-排烟温度基准值，。,取得的值之后，即可按式（1）计算机组煤耗的变化量b,s,（即排烟温度耗差）。排烟温度对经济性影响的大致范围可从式（3）和式（1）计算，列于下表。,注 表中数据的计算条件为,py,=1.31.5，=91%93%，b,s,=300 330,g/kW.h。,煤种,锅炉效率变化量（%）,标准煤耗变化量（g/kW.h）,烟煤、贫煤、无烟煤,0.5,0.6,1.6,2.0,褐煤,0.55,0.7,1.8,2.2,（二）排烟温度耗差 根据GB101841988，排烟,7,（三）环境温度耗差,式（3）中的环境温度t,0,与设计值产生偏差时，会导致排烟损失q,2,的变化，从而使煤耗发生变化。在相同排烟温度下，单独考虑环境温度偏差时的锅炉效率变动按式（6）计算，即,=kt,0,100 (6),式中t,0,-环境温度偏差，t,0,=t,0,-t,0,；,t,0,、t,0,-环境温度实际值、环境温度基准值，；,k-相对烟气比热容，按式（4）计算。,机组煤耗的变化量b,s,仍由式(1)计算。注意这里的t,0,是环境温度而不是空气预热器的入口风温，在暖风器投入的条件下，二者并不相等。,比较式（6）和（5）可知，若环境温度和排烟温度同时升高相同数值，则锅炉效率不变。根据空气预热器的传热特性，当环境温度升高时，排烟温度与环境温度的差值减小。由此可知，若排烟温度的升高仅是由于环境温度升高而引起的，那么锅炉效率不仅不降低反而有所提高。这是因为锅炉效率计算时，环境带入的热量未作为输入热量。,（四）过量空气系数（O,2,量）耗差,令式（3）对过量空气系数,py,求偏导数，得,py,每变化1%时锅炉效率的变化量为,=0.036（-t,0,）,py,（7）,式中,py,-排烟过量空气系数变化量，%,利用=21/(21-O,2,)，将式（7）变为氧量影响关系式,=0.756/(21-O,2,),2,(-t,0,)O,2,（8）,分析式（8），O,2,量变化对锅炉效率的影响程度与排烟温度和排烟O,2,量有关，越高，O,2,量越大，影响越厉害。,（三）环境温度耗差 式（3）中的环境温度t0与设计,8,取得的值之后，即可按式（1）计算出机组煤耗的变化量b,s,（即O,2,量耗差）。,O,2,量对煤耗影响的大致范围可按式（8）计算，列于下表。,（五）飞灰含碳量耗差,机械不完全燃烧损失q,4,(仅考虑飞灰）的计算式为,q,4,=(337A,ar,/Q,net,ar,),fh,(C,fh,/100-C,fh,)100 (9),由此式得到飞灰含碳量C,fh,每变化,C,fh,锅炉效率变化,为,=-bC,fh,100 (10),b=(33700,fh,A,ar,)/Q,net,ar,(100-C,fh,),2,(11),式中 b-系数；,fh,-飞灰系数，取,fh,=0.9,0.95,一般b,100的值在0.4左右，即飞灰含碳量,C,fh,每变化1%，锅炉效率变化约0.4%。式（11）表明，煤质越差（发热量Q,net,ar,低、灰分A,ar,高）、C,fh,越高，C,fh,对锅炉效率的影响也越大。,飞灰含碳量耗差根据值按式（1）计算。,标准煤耗变化量,（g/kW.h）,当,-t,0,=110(,),当,-t,0,=130(,),当O,2,=3.5（%）,1.04,1.22,当O,2,=5.0（%）,1.23,1.46,取得的值之后，即可按式（1）计,9,（六）暖风器耗差,锅炉投入暖风器后，空气预热器进风温度升高，