Page 92 - 电力与能源2024年第三期
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366                       黄伟栋,等:燃气轮机改造节能量计算方法研究

                                                                     热耗率-负荷率关系式如下:
                                                                               3
                                                                                         2
                                                                  y=-0. 036 7x +10. 429x -1 002. 4x+42 219
                                                                                                         (4)
                                                                     IGV 角度-负荷率关系式如下:
                                                                                        2
                                                                             3
                                                                 y = 0. 000 5x  - 0. 113 6x  + 9. 904 1x-241. 57
                         图 1 改造前热耗率与负荷率关系曲线                                                              (5)
                                                                 2.2 机组年负荷分布分析
                                                                     为了统计机组在年度内的负荷分布情况,下
                                                                 载了机组全年的负荷和 IGV 角度数据,数据间隔
                                                                 为 1 min,对 1 h 的数据进行平均,得到机组每隔 1 h
                                                                 的负荷平均值和 IGV 角度平均值。同时,机组在

                        图 2 改造前 IGV 角度与负荷率关系曲线                   这 1 h 内的发电量(以 MWh 为单位)与负荷平均
                             表 1 改造前机组性能                         值相等。再根据 IGV 角度对负荷平均值进行筛
                       项目                    数值                  选,确定该负荷所在的负荷段。最后将负荷段内
                     负荷率/%        100    89.6   85.3   75.3      所有的负荷值求和,得出该负荷段内燃机的总发
                             -1
                 热耗率/(kJ·kWh )    9 825  9 990  10 130  10 498
                                                                 电量。通过统计分析,机组每月在各负荷段的发
                   IGV 角度/(°)      84    72.3   67.8   60.8
                                                                 电量如表 3 所示。
                                3
                                            2
                  y = -0. 000 8x  + 0. 215 6x  - 19. 111x +
                                                                     机组在各负荷段内的发电量占比柱状图如图
                                   603. 92              (3)
                                                                 5 所示。从图 5 可以看出,由于是供热机组,全年
                式中 y——IGV 角度;x——负荷率。
                                                                 的负荷率都较高,几乎一半的负荷在 95% 以上,
                    改造后机组性能计算的结果如图 3 和图 4 所
                                                                 负荷率低于 80% 的情况较少。
                示,改造后机组性能如表 2 所示。根据结果拟合
                                                                 2.3 节能量计算
                出改造后热耗率与负荷率以及 IGV 角度与负荷
                                                                     利用求得的改造前后热耗率与负荷率的关系
                率的关系式。
                                                                 式,求得各负荷段中间负荷率的热耗率和热耗率
                                                                 差值,结果如表 4 所示。因为机组负荷率在 80%
                                                                 以下的发电量占比较少,所以 80% 以下的负荷段
                                                                 改造前后热耗率的变化值以 80% 负荷率的热耗

                                                                 率变化量计算。结合负荷分布统计分析的结果,
                                                                 将负荷段内中间负荷热耗率差值乘以该段负荷的
                         图 3 改造后热耗率与负荷率关系曲线
                                                                 发电量,得到该段负荷的节能量,再把所有负荷段
                                                                 的节能量相加,即可求出总的节能量。

                                                                     改 造 前 后 的 节 能 量 计 算 如 下 :ΔB=
                                                                                  后
                                                                            前
                                                                 5  Q i ×( HR i -HR i )      1
                                                                ∑                   =               × (20 333
                                                                 i=1   1 000×q B       1 000× 29 307
                                                                 940×348+37  680  097×340+252  809  156×
                        图 4 改造后 IGV 角度与负荷率关系曲线
                                                                 290+37 680 097×340+252 809 156×290+545
                             表 2 改造后机组性能                         299 040×235+7 677 164 144×230)=13 572 (t)。
                      项目                    数值
                                                                     经过计算,机组进行先进热通道改造后的节
                    负荷率/%        100    92.2    89.5   83.4
                            -1
                 热耗率/(kJ·kWh )   9 563  9 682  9 729   9 865     能量为 13 572 t 标煤,比以某个负荷为基础计算的
                   IGV 角度/(°)     88    78.2    75.6   69.8      节能量(8 643 t)增加了 4 929 t。这是由于机组改
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