[发明专利]一种单轴联合循环机组燃机功率的计算方法

说明书

本发明涉及一种单轴联合循环机组燃机功率的计算方法，该方法首先假定某一燃气轮机功率，通过燃气轮机热平衡计算得到透平排气流量、透平排气组分参数；其次，通过正平衡计算出透平排气在余热锅炉内的放热量；最后，将此放热量与反平衡计算得到的透平排气放热量进行对比；若两者误差超过限定值，则在初始燃气轮机功率上增加或减少某一值，进行迭代计算，直至正、反平衡得到的放热量误差符合要求，即可获得燃机功率。与现有技术相比，本发明具有计算精度高等优点。

技术领域

本发明涉及单轴联合循环机组领域，尤其是涉及一种单轴联合循环机组燃机功率的计算方法。

背景技术

近年来，全新的H级重型燃气轮机开始在发电行业中投入运营，由于燃烧初温更高，对冷却空气系统要求更高。OTC系统的投入能进一步降低透平入口温度，同时利用压气机抽气的热量加热余热锅炉给水，使燃机出力进一步提升，还能提高联合循环机组的经济性。

为了进一步提高联合循环机组的经济性，需要对燃机和汽机的性能参数进行准确的监测，首要任务就是要获取燃机功率和汽机功率。对于单轴联合循环机组来说，燃机和汽机共同拖动一台发电机，无法剥离出燃机功率。

目前电厂获取燃机功率和汽机功率的方式主要是通过设备制造商提供的蒸燃功比曲线，根据机组实时运行总功率来进行分割。但是一般设备制造商提供的蒸燃功比曲线往往在特定燃料组分和大气环境工况下获得，对于不同燃料组分和大气环境下的蒸燃比，完全利用设备制造商提供的曲线计算得到的燃机功率，并不能准确反应机组真实运行状态。

经过检索，单绍荣等发表了《一种单轴联合循环机组燃机功率和汽机功率的计算方法》，介绍了将燃气轮机和余热锅炉作为整体，通过整体热平衡计算主要中间变量过量空气质量流量(相比较ASME PTC 22-2014中确定的燃气轮机热平衡理论，缺乏理论共识)，进一步通过燃气轮机热平衡的方式计算燃气轮机功率的方法，没有给出具体的实施案例。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种单轴联合循环机组燃机功率的计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种单轴联合循环机组燃机功率的计算方法，该方法首先假定某一燃气轮机功率，通过燃气轮机热平衡计算得到透平排气流量、透平排气组分参数；

其次，通过正平衡计算出透平排气在余热锅炉内的放热量；

最后，将此放热量与反平衡计算得到的透平排气放热量进行对比；若两者误差超过限定值，则在初始燃气轮机功率上增加或减少某一值，进行迭代计算，直至正、反平衡得到的放热量误差符合要求，即可获得燃机功率。

作为优选的技术方案，所述的某一燃气轮机功率采用联合循环总功率乘以某一固定系数作为初值。

作为优选的技术方案，该方法具体包括以下步骤：

步骤101：首先选取焓值计算的基准温度T₀，后续计算各类物质的焓都采用该温度作为基准

步骤102：通过测量获得参数；

步骤103：通过燃气质量流量M_fuel和燃气组分分数，计算出燃气各组分摩尔流量，然后通过燃气成分中可燃组分燃烧所需氧气量，进一步获得燃气完全化学计量燃烧所需湿空气的摩尔流量Mol_air；

步骤104：根据大气组分，进一步得到完全燃烧所需湿空气的质量流量M_air；

步骤105：根据燃气完全燃烧引起的湿空气中组分的变化，确定完全燃烧产物的成分；

步骤106：根据完全燃烧产物的质量份额、测量得到的透平排气温度、选择的基准温度，得到透平排气完全燃烧产物的焓h_comb；