DLT1629-2016 火电机组供电煤耗率构成分析技术导则 基于热力学第二定律方法.pdf
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1、ICS 27.010 F02 备案号:57181-2017 中华人民共和国电力行业标准 DL/ T 1629 -2016 火电机组供电煤耗率构成分析技术导则 基于热力学第二定律方法 The technical guidelines for the second law-based component analysis of the net coal consumption rate of thermal power unit 2016-12-05发布2017-05-01实施 国家能源局发布 DL I T 1629-2016 目;欠 前言. .II 1 范围. 2 规范性引用文件 3 术语和定义
2、. 4 总则.2 5 火电机组供电煤耗率构成计算方法. 2 6机组性能指标.H.16 附录A(资料性附录火电机组供电煤耗率构成分析算例.21 附录B(资料性附录锅炉烟气余热利用的节能评价案例.“.34 DL/T 1629一2016 目IJ 本标准依据GB厅1.1-2009标准化工作导则第l部分:标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业节能标准化技术委员会归口。 本标准提供了“火电机组供电煤耗率构成分析算例”(参见附录A)和“锅炉烟气余热利用的节能 评价案例”(参见附录B)等两则资料性附录,以供参考。 本标准起草单位:华北电力大学。 本标准主要起草人:
3、用少样、孔维盈、刘浩、李瑶、孙泽洋、魏子置、郭桂洋、宋彬。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二 条一号,100761)。 II 火电机组供电煤耗率构成分析技术导则 基于热力学第二定律方法 DL I T 1629-2016 1 范围 本标准规定了基于热力学第二定律的火电机组供电煤耗率构成分析的计算方法。 本标准适用于火电机组能源转换与利用过程中能源利用完善程度的计算和评价。 2 规范性引用文件/ 1 下列文件对于本文化的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引琦圣件,其最新版本(包括所有的修改单)适用
4、于本文件。 GB厅212煤的汇亚分析方法 GB厅213煤的发热量测定方法 GB厅10184电E自锅炉性能试验规程I GB厅8117.2汽轮机热力性能验收试验规程第2部分z生7法B各种类型加容量的汽轮机宽准确 度试验 GB厅14909能量系统佣分析技术导页 DL厅606.3火b发电厂能量平衡导则第3部分z热平衡 DL厅904火力发地厂技术经济指标计算办法 3 术语和定义 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 下列术语和定义适用守本文件。 烟exergy 热力学体系从所处的热功掌状态经可逆过程达到与环境相平衡的状态时所做的功。 炯损失exergy loss 系统内不可逆性造成的姻的减少。 娴分析
5、exergy analysis 对能量传递与转化过程的佣变化开展的分析。 注:可以揭示能源利用过程中佣的传递、 利用和损失等情况。 比烟specific exergy 以单位工作介质、单位燃料量及单位产品产量计盘的烟值。 摘分析entropy analysis 对能量传递与转化过程及环境的烟变开展的分析。 注:可以揭示不可逆性因素的构成及其影响。 DL I T 1629 -2016 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 摘产entropy generation 不可逆困素所致的环境娟增。 发电煤耗率coal consump“on rate of electricity generation
6、 火电机组的燃料消耗量与发电量之比。 供电煤耗率net coal consumption rate 火电机组扣除厂用电之后的燃料消耗量。 绝热燃烧温度adiabatic combustion temperature 对于锅炉输入燃料量、各次风量和温度,经绝热燃烧所达到的烟气温度。 参考环境reference environment 热力学计算的基准,其热力学参数如环境温度骂、环境压力(Po)以及环境空气成分应为确定 的数值。 4 总则 火电机组供电煤耗率及构成计算应采用本标准规定的基于热力学第二定律的方法进行计算。 本标准执行所需的热力参数及其计算和检测应遵循相关引用标准规定。 为清晰揭示各热
7、力设备或热力过程的不可逆损失对机组供电煤耗率的贡献,应认真仔细开展相应 热力设备或热力过程的参数检测。 本标准中,所有燃料均以标准煤计量。 5 火电机组供电煤耗率构成计算方法 5.1 火电机组的第二定律分析方法 a)火电机组的烟平衡式 2 火电机组的调平衡用式(1)计算 Ber.风01eP+L:J; 式中z B一一机组标准煤耗量,kg或者k件: 吭d一一机组供电量,kWh或者kW; eP一一电的比如,eP= lkWh/k:Wh或者lkW/kW; 巧一一火电机组任一热力过程或设备j的不可逆损失(或烟损失),kWh或者kW; ef,s一一以标准煤计量的燃料比烟,kWh/kg。 b)燃料比烟er 燃
8、料的比姻er为lkg燃料理论上最大的发电量,用式(2)计算z i-qo 3600 式中: q一一燃料热值,kJ/kg。 标准煤热值q=29308 kJ/kg,其比烟为er=29308/3600 =8.141 (kWh/kg)。 (1) (2) DL I T i 629 -2016 c)不可逆损失导致的附加煤耗 任一热力设备或热力过程j的不可逆损失导致的附加煤耗Bj用式。)计算: B,=l-!klB立 1 I Be J e (3) d)不可逆损失导致的附加煤耗率 任一热力设备或热力过程j的不可逆损失导致的附加煤耗率马用式(4)计算: _ Bj _ 1; 可吭吭.icte俗 (4) e)发、供电理
9、论最低煤耗率 发、供电理论最低煤耗率为100%效率的理想条件下的煤耗率brrtln用式(5)计算: bmin导一0.12283 (kg/kWh) e 8.141 f) 机组供电煤耗率及构成 机组供电煤耗率b及构成用式(6)计算: b乒主L ”not - not- =bm叫Z鸟 =0.12283+L鸟 g) 热力设备或热力过程的不可逆损失 热力设备或热力过程的不可逆损失Jr用式(7)计算: J=Tosscn 式中: To一一环境的热力学温度,K,To = 298.15K; sgen一一热力设备或热力过程的情产,kW.辰。 5.2 锅炉系统摘产 5.2.i 锅炉输出热量及工质服热平均温度 锅炉输出
10、热量用式(8)计算: Q寸(Dgqhgq+Dh +Dm1hm1+ i,Dq1hq1-Dgs 式中z QI一每lkg标准煤燃料的锅炉输出热量,kJ/kg; B一锅炉标准煤耗量,kg/h; D剖二锅炉主蒸汽流量,kg/h; hgq一一锅炉主蒸汽比烛,kJ/kg; n:一一锅炉再热器出口蒸汽流量,kg/h; h锅炉再热器出口蒸汽比焰,kJ/kg; D时一一锅炉明漏量(如排污等),kg/h; hml一锅炉明漏工质比焰,kJ/kg; Dqt一一锅炉其他输出流量(包括吹灰、疏水及抽汽等自用蒸汽),kg/h: (5) (6) (7) (8) 3 DL/T 1629一2016 hqt一一锅炉其他输出(包括吹灰
11、、疏水及抽汽等蒸汽比焰,kl/kg; Dgs一一锅炉主给水流量,kg/h; h;一一锅炉给水比焰,kJ/kg; D一一冷再热蒸汽流量,kg/h; h一一冷再热蒸汽比焰,kl/kg; Djw一一减温水流量(包括过热器和再热器减温水),kg/h; 句w一减温水比烛,kl/kg。 工质进出锅炉的总;脑变M,用式(9)计算: b.S1=k(Dgqs8q + D卅 式中: ssq一一锅炉主蒸汽比恼,kl/(kg K); s一一锅炉再热器出口蒸汽比;脯,kl/Ckg K); sm1一一锅炉明漏流体比脯,kl/(kg K); sq1一一锅炉其他输出(包括吹灰、疏水及抽汽等)蒸汽比俑,kJ/(kg K); s
12、;一一锅炉给水比烟,kl/(kg K); s一一冷再热蒸汽比俏,kJ/(kg K); sjw一一减温水(包括过热器、再热器减温水)比俐,kJ/(kg K)。 工质吸热过程的热力学平均温度Tb(K)用式(10)计算: ?!_ Tb二 b.S 一D阴h8q+Dh斗Dm,i+IDqrhqr一Dgsh:一Dh一Djw鸟w D8qs阴n:s:+Dm1sm1+ IDq1sqr-Dsss;一Ds-Djwsjw 5.2.2 炉内过程摘产 a)不完全燃烧;脑产 (9) ClO) 气体不完全燃烧热损失q3(%)和固体不完全燃烧热损失仇%)造成的娟产用式(ll)计算: 4 sgcn =sq(仇q4)垒土鱼( ll)
13、 也q,瓦 式中: Q3一一气体不完全燃烧热损失,kJ/h; Q4一一固体不完全燃烧热损失,kJ/h。 b)空气预热器娟产 Q3=Bqq3 Q4=Bqq4 空气预热器回收的烟气热量Q.用式(12)计算 式中: Q,=M. C阳(T.,恫一马) M.=M1+M2 T.,1cyq=(Mkyq +M2Ii,炯)l(M1+M2) 02) M1一一I次风流量,kg/h; M与一2次风流量,kg/h; Ma一一1 、2次风流量之和,kg/h; C阳一一宅气平均比热容,kJ/(kg K); T1州一一空气预热器出口1的风温,K; T2,kyq一一空气预热器出口2的风温,K; 丑,kyq一一空气预热器出口l、
14、2风温的平均值,K。 空气预热器中空气吸热平均温度T血近似用武(13)计算: -T_一T., Ta1c= ln(乙二心 / 空气预热器回收的烟气热量Q.还可以用式04)计算: Q.=MycPY(TjC -TPY) 式巾: /J. MY空气预热器的伊气流量,kg/h; 二w一空气预鹅梆气平均比热容,时(kg K): T”一一空气预热器入口烟温(省煤器出炯温),K: 凡一一空气预热唏出口烟温锅炉排姻温度),K。 空气预热器巾烟气放热平均温度T然用式(15)计算z -L -1. . T-y ln(Tre /TPY) 空气预热器换热,过程的情产s:用式(16)计算z 项刮主古) c)燃尽煤绝热燃烧煽产
15、 锅炉燃尽燃煤量B用式(17)计算z B=(1-q3-q4)B 燃料与预热空气绝热燃烧的号均温度Tir用式(18)近似计算: 一L-T. T;,剧 -In(几IT山) 式中: 几一一绝热燃烧温度,K。 燃尽煤绝热燃烧造成的娟产sjCD用式(19)计算: scn坐立豆豆g. ,. Tir T础 d)锅炉散热损失娟产 散热损失Qs造成的摘产sCll用式(20)近似计算: 二l1 1 s:Qsl r;于;:j 式中: 8一一散热损失,kJ/h。 DL /T 1629一2016 (13) (14) (15) (16) Cl 7) (18) (19) (20) 5 DL /T 1629-2016 e)锅
16、炉排烟热损失;脑产 排烟热损失Q2造成的情产s:;n用式(21)计算: 式中: CECll-n ( !一土l qi均lTo Tq,) Tq2=Ci;,y一马)几n(I;,yI骂) Tq2一一排烟进入大气并降至环境温度过程的热力学平均温度,L Q2一一排烟热损失,kJ/h。 f) 灰渣热损失;脑产 灰渣热损失Q6造成的:脑产s:用式(22)计算: -gen门i土一土i -q. = l鸟Tq.) Tq产(凡.fo)/ln(ThzI马) 式中z Tq.一一灰渣冷却至环境温度的热力学平均温度,K; Thz一一灰渣出锅炉的温度,K: 马一一固体灰渣热损失,kJ/h。 g)烟气放热过程的情产 (21) (
17、22) 燃尽煤绝热燃烧产物获得的热量CQed=BQ.)转化为烟气放热量造成的:脑产scn用式(23) 计算t _B门QQl凡Q6B矿Qa -=-1-十十=-2-一一气r一一 旦TyT yk Tq2 Tjr Tq. Tjr Ty=(几Tyc)/ln(马/Tye) 式中z Ty一一炉内燃烧放热平均温度,L L一一省煤器出口烟温,K。 h)炉内过程总娴产 炉内过程总蜻产L,S用式(24)计算: L.SSq.十s=+stcn+s:;n+scn+s:;u+s!cn _BQ1也Q3也Qs马 Ty马 (23) (24) 5.2.3 锅炉换热过程摘产 6 a)给水流动阻力娴产 给水流动阻力娟产so;.用式(2
18、5)计算: srs.=D8q(s8q-sgq (25) 式中2 s;q一一以主蒸汽出口比恰弘和给水压力Pgs计算或查水和水蒸气物性参数表得到蒸汽比婿,kl/ (kg K)。 b)再热器蒸汽流动阻力娟产 DL IT 1629-2016 再热器蒸汽流动阻力娟产s用式(26)计算: s:D(s -s:) (26) 式中: s;一一以再热蒸汽出口比始和再热器入口蒸汽压力p计算或查水和水蒸气物性参数表得到蒸 汽比;脯,kJ/(kg K)。 c)锅炉传热过程焰产无阻力 工质无阻力等压吸热过程的总娟M:变为: M-i(Dgqs +D如Dm1sm1+LDq1sq1-Ds.-s:-Ds -Djwsjw) (27
19、) 工质等压吸热平均温度去用式(28)计算: Tb去 _ Dsqhgq十D几十Dm1h时十三Dqthqt-Dg.hDh -D;wh;w Dgqs;q十n:s:+nm巾:LDq1s11-Ds.-s;:一Ds-Diws 锅炉传热过程;脑产(无阻力用式(29)计算: 得BQ去一去) d)锅炉传热过程孀产 (28) (29) 锅炉传热过程捕产:LS!cn等于给水流动阻力炮产、再热器蒸汽流动阻力及无阻力锅炉传热过程;崎产 之和,用式(30)计算: :Ls:,cn=s:二十s:;S:. 叫去一去) 5.2.4 锅炉系统总摘产 锅炉系统总娴产Ls;cn等于炉内过程娟产和传热过程娟产之和,用式。1)计算: L
20、s;on=:LS四十LS!cn 5.3 汽轮机热力系统摘产 5.3.1 汽轮机主蒸汽流量 _BQ1 1 -=-1-了(Q2+Q3+Q4十鸟Q6) Tb 1o 旦圣王垒 f b骂 汽轮机主蒸汽流量D叫用式(32)计算: D呵Dgs-Db1-Dmi一D,1 式中: Db,一一炉侧不明泄漏量,kg/h; D,1一一汽包水位的变化当量,kg/ho (30) (31) (32) 7 DL IT 1629-2016 5.3.2 汽轮机再热蒸汽流量 汽轮机再热蒸汽流量Dxr用式(33)计算: Dxr=D叫一Dg1-Dgn-r.Dcq -D.-D 式中: Ds1一一高压门杆漏汽量,kg/h; Dgn一一高压缸
21、前后轴封漏汽虫,kg/h; wcq一一高压缸抽汽至高压加热器汽量之和,kg/h; D.一一高压缸漏至中压缸漏汽盐,kg/h; D呻一一冷段再热蒸汽供厂用抽汽等其他用汽量,kg/h. 5.3.3 汽轮机热耗量 汽轮机耗热量Qhr用式(34)计算: Qhr=D啕Dghv,s+Dxrh.zr -D1zr1zz 式中: Qhr一一汽轮机热耗量,kJ/h; h叫一一汽轮机主蒸汽比焰,kJ/kg; hgs一一给水比焰,kJ/kg; hxt一一汽轮机再热蒸汽比焰,kJ/kg; D一一冷再热蒸汽流量,kg/h; 1zz一一冷再热蒸汽比焰,kJ/kg。 5.3.4 汽轮机耗热莹的热力学平均温度 对应于汽轮机耗热
22、量鸟,汽轮机系统出入口工质的总灿变t:hlhr用式(35)计算: t:hlhr=D呵S呵D8,s8,+D.zrsxr-D1zrS1zr 式中: S呵一一汽轮机主蒸汽比蛐,kJ/(kg K); 如一一给水比烟,kJ/(kg K); Su一一汽轮机再热蒸汽比俐,kJ/(kg K); S1zr一一冷再热蒸汽比焰,kJ/(kg K)。 汽轮机耗热盐的热力学平均温度Tqj (K)用式(36)计算: 一.Qhr T叼一一一 /lShr _D呵Dgshga | 5.17 在1热器出口蒸汽压力MPa 4.85 再号码器进口燕汽温度 352.6 锅炉 i再换器出口杰汽温度 603 1 阵热器进口给水温度 I r
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