火电厂锅炉主要运行参数的耗差分析论文_李延明

摘要：当锅炉主要运行参数偏离目标值时，会引起锅炉热效率的下降，导致机组发电煤耗升高。为此，分析了煤气锅炉热效率的计算要点，并提出了适用于煤气锅炉的煤耗偏差分析模型，给出了锅炉运行过程中排烟温度、排烟氧量、排烟ＣＯ含量变化时的发电煤耗偏差计算模型。实际计算结果表明，该模型能够较准确地计算出锅炉主要运行参数偏离目标值所引起的煤耗偏差，可为机组的优化运行提供数据依据。

关键词：煤气锅炉；运行参数；煤耗偏差

火电厂对锅炉性能进行在线监测和分析的目的在于了解锅炉运行过程中的热经济性和煤耗偏差情况，以使锅炉尽量处于高效率的运行状态。煤耗偏差是指机组当前运行参数值偏离目标值所造成的煤耗变化量。在对锅炉效率和各项热损失进行在线计算的基础上进行耗差分析，可了解导致锅炉效率变化的影响因素及其影响的程度，以指导运行，使锅炉时刻处于最佳或接近最佳运行状态，从而提高锅炉的运行经济性。

１煤耗偏差计算模型

机组运行参数偏离目标值时的煤耗偏差计算模型为：

式中：（Δｂ）ｉ为某项运行参数偏离目标值导致的机组发电煤耗变化量，ｇ／（ｋＷ·ｈ）；（δＥ）ｉ为某项运行参数偏离目标值导致的机组热经济性指标的相对变化量；ｂｂ为发电标准煤耗率ｇ／（ｋＷ·ｈ），其中Ｑｄｗ为煤气低位发热量，ｋＪ／ｍ３，Ｖｇ为单位发电量对应的煤气耗量，ｍ３／（ｋＷ·ｈ）。排烟氧量、排烟温度、排烟ＣＯ含量等锅炉运行参数对机组热经济性的影响主要通过锅炉热效率反映，将上式变换为：

式中，（δηｂ）ｉ为某项运行参数偏离目标值导致的锅炉热效率的相对变化量，％。因此，只需计算出由于锅炉运行参数改变所引起的锅炉热效率相对变化量，即可求出煤耗偏差。

２煤气锅炉热效率计算模型

煤气锅炉热效率ηｂ一般采用热损失法：

式中：ｑ２为排烟热损失，％；ｑ３为可燃气体未完全燃烧热损失，％；ｑ４为机械未完全燃烧热损失，％；ｑ５为锅炉散热损失，％；ｑ６为灰渣物理热损失，％。煤气锅炉不存在机械未完全燃烧热损失ｑ４和灰渣物理热损失ｑ６，因此这２项均为０。其中，排烟热损失ｑ２在煤气锅炉中所占比例最大。锅炉的排烟热损失ｑ２是由于排烟温度高于外界空气温度造成的热损失。在锅炉的各项热损失中，ｑ２是最大的一项，一般为4%~8%。影响ｑ２的主要因素有排烟温度和排烟容积，其计算公式为：

式中：Ｖｇｙ为实际干烟气量，ｍ３／ｍ３（煤气）；ＶＨ２Ｏ为烟气中所含水蒸气容积，ｍ３／ｍ３（煤气）；θｐｙ为排烟温度，℃；ｔ０为基准温度，℃；ｃｐ，ｇｙ为干烟气在ｔ０至θｐｙ温度间的平均比定压热容，ｋＪ／（ｍ３·Ｋ）；ｃｐ，Ｈ２Ｏ为水蒸气在ｔ０至θｐｙ温度间的平均比定压热容，ｋＪ／（ｍ３·Ｋ）；Ｑｒ为输入热量，ｋＪ／ｍ３（煤气）；ｃｐ，ｒ为煤气在ｔ０至ｔｒ温度间的平均比定压热容，ｋＪ／（ｍ３·Ｋ）；ｔｒ为煤气温度，℃。

３参数变化时煤耗偏差模型

３．１排烟温度

当排烟温度偏离基准值时，排烟热损失会发生变化，进而导致锅炉热效率变化。排烟温度变化引起的排烟热损失变化量为：

锅炉效率相对变化量为：

由此得到排烟温度变化引起的发电煤耗偏差为：

３．２排烟氧量

排烟氧量变化引起的排烟热损失变化量为：

锅炉效率相对变化量为：

由此得到排烟氧量变化引起的发电煤耗偏差为：

３．３排烟ＣＯ含量

排烟ＣＯ含量的变化会同时影响排烟热损失和气体未完全燃烧热损失，进而影响锅炉热效率。排烟ＣＯ含量变化引起的排烟热损失变化量为：

根据前面的式子可得，排烟ＣＯ含量变化引起的气体未完全燃烧热损失变化量为：

故锅炉效率相对变化量为：

由此得到排烟ＣＯ含量变化引起的发电煤耗偏差为：

４计算实例

某钢铁企业自备电厂２２０ｔ／ｈ纯燃高炉煤气锅炉，采用高温高压参数，过热蒸汽温度为５４０℃，过热蒸汽压力为９．８１ＭＰａ。选取２个典型负荷工况，采用本文模型进行计算，结果见表１。

由表１可见，排烟温度、排烟氧量、排烟ＣＯ含量对机组发电煤耗均有较大影响。以额定负荷工况为例，排烟温度每升高或降低１℃，发电煤耗将增加或减少０．３２５７ｇ／（ｋＷ·ｈ）；排烟氧量每升高或降低０。１％，发电煤耗将增加或减少０．１８１１ｇ／（ｋＷ·ｈ）；而排烟ＣＯ含量每升高或降低０．１％，发电煤耗将增加或减少２．６０６１ｇ／（ｋＷ·ｈ）。

结语

锅炉主要运行参数偏离基准值时，会引起锅炉热效率的下降，增加机组发电煤耗。为此，本文针对煤气锅炉的主要运行指标进行煤耗偏差分析，给出煤耗偏差计算模型，并给出了锅炉运行过程中排烟温度、排烟氧量、排烟ＣＯ含量变化时的发电煤耗偏差计算模型，可为煤气锅炉优化运行提供数据依据。

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论文作者:李延明

论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期

论文发表时间:2019/3/12

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