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:
   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96