Page 91 - 电力与能源2024年第三期
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黄伟栋,等:燃气轮机改造节能量计算方法研究 365
用于计算燃煤机组和热电联产机组的节能量。文 大,同一个负荷在冬季和夏季的实际热耗率并不
献[7]对热电联产机组煤耗指标与节能量计算方 相同。因此,本次评估负荷的分段以当时环境条
法进行了探究,提出了社会节能量指标,用于客观 件下基本负荷 P 百分比(负荷率)为依据,而不是
评价节能量。 根据其绝对负荷值进行分段。
燃气轮机改造后的节能量也可遵循统计报告 另外,因机组供热,燃机的负荷通常维持着较
期能耗与校准能耗的差值的原则进行评估。为了 高的负荷率,所以本次评估将燃机的负荷共分成
申请节能补贴,实际统计节能量往往是企业的年 如下 5 个负荷段:(100%~95%)P Base Load;(95%~
节约标煤量,但燃气轮机的性能受环境因素影响 90%) P Base Load;(90%~85%) P Base Load;(85%~
较大,同一个燃机负荷,夏季和冬季的燃机热耗率 80%)P Base Load;80%P Base Load 以下。
存在较大差异,计算节能量时不能以特定时刻、特 1.3 负荷率的判断依据
定燃机负荷(通常是平均负荷)的热耗率变化为 在判断燃机的负荷率时,可以利用制造厂提
基准。 供的修正曲线计算出在当前条件下燃机的基本负
针对上述问题,本文提出一种燃气轮机节能 荷,然后把燃机当前负荷除以计算出的基本负荷
改造后节能量计算方法,并以某热电联产燃气轮 值得到负荷率。然而,如果以该方法计算燃机整
机联合循环机组先进热通道改造为例,计算改造 个年度的负荷率,其计算量会特别大。
前后的节能量。 燃气轮机的负荷率与压气机的进口可转导叶
系统(IGV)角度对应,为此本文选取多个负荷进
1 节能量评估方法
行试验,计算试验的负荷率,拟合出负荷率与 IGV
1.1 计算方法 角度的对应关系式,再利用这个关系式计算负荷
为了能够准确计算燃气轮机改造前后的节能 段内的 IGV 角度区间,根据 IGV 角度来确定实际
量,首先,将机组的负荷按照负荷率进行分段,利 负荷所在的负荷段。
用性能试验和历史数据分析,分别计算改造前后
2 节能量计算示例
各负荷段内中间负荷率的热耗率,两者相减,以该
差值作为此负荷段的热耗率变化量;然后,统计机 某热电联产联合循环机组燃气轮机进行了先
组一年的发电量,得出燃机在各负荷段发电量的 进热通道改造,提高了燃气轮机额定出力和全负
年分布情况;最后,将各负荷段热耗率变化量与发 荷的效率,如果采用改造前后某个燃机负荷(这里
电量相乘,计算各负荷段的年节约热耗量,将各负 采用的燃机负荷是 220 MW)为基础,计算该负荷
荷段的节约热耗量求和,得出燃机的年节约热耗 改造前后的热耗率变化,据此计算节能量,得到了
量,最终求得改造后燃机的年节约标煤量。改造 改造前后年节约标煤量为 8 643 t。根据本文提出
后节约标煤量计算公式如下: 的方法,计算改造前后的节能量如下。
后
前
5 Q i ×( HR i - HR i ) 2.1 机组性能计算
ΔB = ∑ (1)
i = 1 1 000 × q B 改造前机组性能计算的结果如图 1 和图 2 所
式中 ΔB——机组年节约标煤量; Q i——第 i 个 示,改造前机组性能如表 1 所示。对计算结果进
前
负荷段的发电量; HR i ——机组改造前第 i 个负 行拟合,得到改造前热耗率与负荷率以及 IGV 角
荷段的热耗率差值,这里取负荷段内中间负荷率 度与负荷率的关系式。
后
的热耗率; HR i ——机组改造后第 i 个负荷段的 热耗率-负荷率关系式如下:
热耗率差值,取值如 HR i ; q B——标煤热值,其值 y = 0. 034x - 8. 201 3x + 622. 46x - 4 372. 6
前
2
3
为 29 307 kJ·kg 。 (2)
−1
1.2 负荷段的确定 式中 y——热耗率;x——负荷率。
燃气轮机的绝对负荷受环境因素的影响较 IGV 角度-负荷率关系式如下: