[发明专利]燃气‑蒸汽联合循环机组供热性能计算方法

摘要

本发明涉及一种燃气‑蒸汽联合循环机组供热性能计算方法，包括步骤有(1)通过背压模式下供热性能试验，得到背压模式下二拖一运行和一拖一运行情况下供热蒸汽量和供热量与燃气轮机功率之间的函数关系式，(2)抽凝模式下供热性能，建立抽凝模式下机组群负荷、供热量的数学模型；(3)模型得到联合循环机组的供热性能和调峰性能。本发明以某地区F级燃气‑蒸汽联合循环机组为例，通过运行试验和数学建模的方法得到典型联合循环机组在各种运行模式下的供热能力及调峰性能，为电网和热网更好的协调调控提供了数据支撑。

主权项

一种燃气‑蒸汽联合循环机组供热性能计算方法，其特征在于包括步骤如下：(1)通过背压模式下供热性能试验，得到背压模式下联合循环机组的供热量；①二拖一运行试验时通过改变燃气轮机负荷调整供热量，每个工况点稳定运行10min～15min，记录高压、中压、低压情况下的蒸汽量(kg/s)，记录燃气轮机、蒸汽轮机的负荷(MW)，并记录3组数据取平均值，数据列表，将供热蒸汽量和供热量分别拟和为燃气轮机功率的函数，如式(1)和式(2)所示，GDH＝322.19+0.683PGT+1.909×10‑4(PGT)2  (1)QDH＝931.12+1.973PGT+5.516×10‑4(PGT)2  (2)式中，GDH为供热蒸汽量，t/h；QDH为供热量，GJ/h；PGT为机组群中燃气轮机的功率，MW；根据式(1)、(2)式得到，在确定的环境温度下联合循环机组背压运行时，供热量和机组群负荷存在一一对应的关系，即当供热量一定时，背压运行的联合循环机组不具备调峰能力；②一拖一运行一拖一背压模式试验时，首先将一台燃气轮机进行解汽，其余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽走旁路，由另一台燃气轮机拖动蒸汽轮机运行，试验过程中按照上述步骤①的方式记录原始数据，数据列表，将供热蒸汽量和供热量分别拟和为燃气轮机功率的函数，如式(3)和式(4)所示，GDH＝41.67+2.02PGT‑0.00311(PGT)2  (3)QDH＝124.18+6.03PGT‑0.00926(PGT)2  (4)同理可知,一拖一机组在确定的环境温度下联合循环机组背压运行时，供热量和机组群负荷存在一一对应的关系，即当供热量一定时，背压运行的联合循环机组也不具备调峰能力；(2)抽凝模式下供热性能，建立抽凝模式下机组群负荷、供热量的数学模型；①数学模型根据厂家提供的各工况机组的热力性能参数，然后将不同工况下联合循环参数列表，通过相同边界条件下的参数比对，得到背压工况和纯凝工况汽轮机功率、供热蒸汽量与燃气轮机负荷率的关系，通过比对纯凝工况和背压工况下蒸汽轮机的功率，计算得到蒸汽在低压缸中的焓降，将蒸汽在低压缸中的焓降拟合成燃气轮机负荷率的函数，即ΔhLP＝0.651‑0.345XGT+1.360(XGT)2‑0.924(XGT)3  (5)式中，XGT为燃气轮机的负荷率；ΔhLP为蒸汽在低压缸中的焓降，MJ/kg。以背压试验工况下汽轮机的负荷为基础，得到抽凝工况下汽轮机的负荷为:PSTCN=PSTB+[(GDHB-GDHCN/3.6)]ΔhLPηmηg---(6)]]>式中，分别为抽凝模式、背压模式下汽轮机的功率，MW；分别为抽凝模式、背压模式下的供热蒸汽量，t/h；ηm、ηg分别为机械效率和发电机效率，②抽凝模式下机组群的负荷为:PGTCC=PSTCN+PGT---(7)]]>式中，PGTCC为机组群功率，MW；(3)模型得到联合循环机组的供热性能和调峰性能通过上述模型可以计算得到二拖一和一拖一抽凝模式下，机组群负荷与供热量的关系曲线，由关系曲线图可得:当供热量一定时，随着燃气轮机负荷率的下降，机组群负荷也是逐渐降低的，机组群存在最大功率和最小功率，随着供热量的增大，机组群的最大功率与最小功率之差越来越小，说明在较高供热量的情况下，联合循环机组的调峰性能变差。