[发明专利]一种余热锅炉性能试验方法

说明书

本发明公开了一种余热锅炉性能试验方法，其特征是首先基于目前测量水平和仪器精度测量相关可测准的物理参数，然后根据这些准确的测量结果进行计算，分别计算出余热锅炉热效率，出力以及汽水侧和烟气侧压降。本发明在相关试验标准的基础上考虑到现场实际情况、测量仪器以及测量水平等因素，给出了一种实际可操作的试验方法，简化了试验过程，提高了试验结果的准确性和可信度。

技术领域

本发明涉及燃气蒸汽联合循环机组余热锅炉性能试验技术领域，更具体地说是一种余热锅炉性能试验方法。

背景技术

新能源发电负荷不稳定，随着时间发生变化，比如风电随着风速变化而变化，光伏发电随着日照的强度而发生变化。因此，新能源发电具有间歇性和波动性的特征。大规模快速增长的新能源发电并网后必然对电网的电压、电流和频率产生较大冲击，影响电网的电能质量。为了消除这些不利影响，需要增加快速调峰机组的容量。调峰性能好、运行灵活的燃气蒸汽联合机组将会用于适应装机规模和发电量不断增长的新能源发电。燃气蒸汽联合机组包括压气机、燃气轮机、余热锅炉、汽轮机和发电机等主要设备。随着燃气蒸汽联合机组的发展，余热锅炉作为余热利用的关键设备，其性能指标是比较重要的技术参数。在机组建设之后或者检修前后，需要对余热锅炉的性能进行测量试验，对新建的余热锅炉进行性能考核或者对已投产的余热锅炉的检修工作提供参考与建议，并将检修前与检修后的余热锅炉性能指标进行比较，以确定检修的效果。

目前，针对联合循环余热锅炉性能试验，国家能源局2015年发布了DL/T 1427-2015《联合循环余热锅炉性能试验规程》，规程对联合循环余热锅炉性能试验过程做了详细规定，从试验前的准备，试验执行过程以及试验报告的格式均做了详细介绍，并对测量的仪器和测量方法也做了规定，给出了试验数据处理与计算的过程，通过算例进行演示。尽管如此，在目前的测量水平和测量装备下，规程中给出的试验方法更多的停留在理论阶段，不具有可操作性，并不适用于各种类型的余热锅炉性能试验的现场实际情况。根据目前的测量水平，规程中有些参数并不能直接准确获得，比如：余热锅炉的蒸汽流量无法准确测量，同轴燃气蒸汽联合循环机组的燃气轮机做功发电功率与蒸汽轮机做功发电功率不能完全分开计量等。正是由于相当一些关键参数在实际现场的条件下无法直接准确测量，因此现有规程中从能量守恒角度提出的试验方法在实际应用过程中不具有可操作性。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存的不足，提供一种余热锅炉性能试验方法，根据现场实际可准确测量的数据，并依据质量守恒的原则给出针对现场测量情况的计算方法，使得对于余热锅炉性能试验具有可操作性，试验结果更加准确与可信。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明余热锅炉性能试验方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、确定余热锅炉烟道中进口烟气组分和摩尔分数，所述进口烟气组分包括N₂、O₂、CO₂、H₂O、Ar和SO₂，一一对应的摩尔分数为X_Ar和无补燃余热锅炉烟道中出口烟气组分和摩尔分数与进口相同；

步骤2、计算获得余热锅炉进口烟气焓值H_in

确定进口烟气温度T_in，并根据进口烟气温度T_in计算获得进口烟气中各组分的焓值，包括：

进口烟气中N₂的焓值为：

进口烟气中O₂的焓值为：

进口烟气中CO₂的焓值为：

进口烟气中H₂O的焓值为：

进口烟气中Ar的焓值H_Ar为：