燃?xì)?mdash;蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算

1、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算13目 錄1概述12燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)基本理論13燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算23.1燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)23.1.1壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度23.1.2壓氣機(jī)進(jìn)氣壓力23.1.3壓氣機(jī)排氣溫度33.1.4壓氣機(jī)排氣壓力33.1.5燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度33.1.6燃?xì)廨啓C(jī)排氣壓力33.1.7壓氣機(jī)壓縮比33.1.8燃料流量43.1.9燃料溫度43.1.10燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組熱耗率43.1.11燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組熱效率43.2余熱鍋爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)53.2.1余熱鍋爐主蒸汽流量53.2.2余熱鍋爐主蒸汽壓力53.2.3余熱鍋爐主蒸汽溫度53.2.4余熱鍋爐再熱蒸汽流量53.2.5余熱鍋

2、爐再熱蒸汽壓力53.2.6余熱鍋爐再熱蒸汽溫度53.2.7余熱鍋爐排煙溫度63.2.8余熱鍋爐熱端溫差63.2.9余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差63.2.10余熱鍋爐接近點(diǎn)溫差63.2.11余熱鍋爐煙氣側(cè)壓損73.2.12余熱鍋爐熱效率73.3聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)73.3.1聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)主蒸汽流量73.3.2聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)主蒸汽壓力83.3.3聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)主蒸汽溫度83.3.4聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)再熱蒸汽壓力83.3.5聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)再熱蒸汽溫度83.3.6聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)83.4聯(lián)合循環(huán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)83.4.1聯(lián)合循環(huán)功率83.4.2聯(lián)合循環(huán)蒸燃功比93.4.3聯(lián)合循環(huán)蒸功百分率93.4

3、.4聯(lián)合循環(huán)投入率93.4.5聯(lián)合循環(huán)熱耗率93.4.6聯(lián)合循環(huán)熱效率103.4.7聯(lián)合循環(huán)廠用電功率103.4.8聯(lián)合循環(huán)廠用電率113.4.9聯(lián)合循環(huán)等效發(fā)電煤耗率113.4.10聯(lián)合循環(huán)等效供電煤耗率113.4.11聯(lián)合循環(huán)機(jī)組等效標(biāo)煤耗量121 概述本文根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法 DL/T 904-2004編寫而成，提供了燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法，以指導(dǎo)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的性能計(jì)算使用。2 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)基本理論所謂燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)，實(shí)質(zhì)上是把在高溫區(qū)工作的燃?xì)廨啓C(jī)布雷登（Brayton）循環(huán)和在中低溫區(qū)工作的蒸汽輪機(jī)朗肯（Rankine）循環(huán)疊置

4、，組成總能利用系統(tǒng)。它利用燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)這兩種早已成熟的動(dòng)力機(jī)械裝置，通過余熱鍋爐耦合在一起，實(shí)現(xiàn)了熱能的梯級(jí)利用，簡(jiǎn)稱為“聯(lián)合循環(huán)”。圖 1燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組示意圖如圖1所示，燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的主要設(shè)備有：燃?xì)馔钙剑ㄈ細(xì)廨啓C(jī)有兩種語(yǔ)義，一種是僅指渦輪機(jī)，另一種語(yǔ)義是包括渦輪機(jī)、燃燒室、壓氣機(jī)的一個(gè)整體，注意區(qū)分，本文提到的燃?xì)廨啓C(jī)指后一種語(yǔ)義，用燃?xì)馔钙街盖耙环N語(yǔ)義），壓氣機(jī)，燃燒室，余熱鍋爐，汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)，凝汽器，給水加熱器等。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí)，壓氣機(jī)從外界大氣中吸入空氣，并把它壓縮到某一壓力，同時(shí)空氣溫度也相應(yīng)提高，然后將空氣送入燃燒室與噴入的燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓?/p>

5、進(jìn)入燃?xì)馔钙街信蛎涀龉?，直接帶?dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)的排氣導(dǎo)入余熱鍋爐，用以產(chǎn)生高溫高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)排汽再進(jìn)入凝汽器中放熱，凝結(jié)水又送入余熱鍋爐，形成蒸汽動(dòng)力循環(huán)。這樣既增加了總輸出功率，又利用了燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)，使整個(gè)循環(huán)的熱效率提高。3 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算3.1 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.1.1 壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度壓氣機(jī)進(jìn)口處（壓氣機(jī)進(jìn)口法蘭處或進(jìn)氣喇叭口處）空氣溫度（）。3.1.2 壓氣機(jī)進(jìn)氣壓力壓氣機(jī)進(jìn)口處（壓氣機(jī)進(jìn)口法蘭處或進(jìn)氣喇叭口處）空氣的總壓（絕對(duì)壓力，kPa）。若無總壓測(cè)點(diǎn)，則總壓是大氣壓、壓力表靜壓和動(dòng)壓的代數(shù)和。動(dòng)壓的計(jì)算公式如下

6、：pd=2*v2=2*qVA2=12*qmA2=pRw*273.15+tRw=2871-0.378*pvpapv=hu*ps式中，pd動(dòng)壓，Pa，要注意單位換算測(cè)點(diǎn)處的空氣密度，kg/m3v測(cè)點(diǎn)處的空氣流速，m/s，根據(jù)空氣流量及截面積確定qV測(cè)點(diǎn)處的空氣容積流量，m3/sA測(cè)點(diǎn)處的管道截面積，m2qm空氣的質(zhì)量流量，kg/sp測(cè)點(diǎn)處的絕對(duì)壓力，等于表壓與環(huán)境中空氣壓力的和，Pat測(cè)點(diǎn)處的溫度，Rw濕空氣的氣體常數(shù)，J/(kgK)，若僅考慮干空氣，則取值為287pa環(huán)境中的空氣壓力，Papv空氣中水蒸氣的分壓力，Pahu相對(duì)濕度，無量綱ps對(duì)應(yīng)溫度t時(shí)的飽和水蒸氣壓力，由水蒸氣表查得，Pa3.

7、1.3 壓氣機(jī)排氣溫度壓氣機(jī)出口擴(kuò)壓器的出口平面處工質(zhì)溫度（）。3.1.4 壓氣機(jī)排氣壓力壓氣機(jī)出口擴(kuò)壓器的出口平面處工質(zhì)總壓（絕對(duì)壓力，kPa）。3.1.5 燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度燃?xì)馔钙匠隹诜ㄌm處平面工質(zhì)的溫度（）。3.1.6 燃?xì)廨啓C(jī)排氣壓力燃?xì)馔钙匠隹诜ㄌm處平面工質(zhì)的總壓（kPa）。3.1.7 壓氣機(jī)壓縮比壓氣機(jī)排氣壓力與進(jìn)氣壓力的比值，代表工質(zhì)被壓縮的程度，計(jì)算公式如下：=pyppyj式中，壓氣機(jī)壓縮比，無量綱pyp壓氣機(jī)排氣壓力，kPapyj壓氣機(jī)進(jìn)氣壓力，kPa3.1.8 燃料流量實(shí)際供給燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流量，（液體）kg/h或（氣體）m3/h。3.1.9 燃料溫度進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的燃

8、料溫度，。3.1.10 燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組熱耗率燃?xì)廨啺l(fā)電熱耗量與其輸出電功率的比值，計(jì)算公式如下：qrj=Gf*Qar_netPrj式中，qrj燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組熱耗率，kJ/(kWh)Gf燃料的流量，kg/h或m3/hQar_net燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Prj燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的輸出功率，kW3.1.11 燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組熱效率燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組發(fā)電量的相當(dāng)熱量與供給燃料熱耗量的百分比，根據(jù)下式計(jì)算：rj=3600*PrjGf*Qar_net*100=3600qrj*100式中，rj燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組的熱效率，%qrj燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組熱耗率，kJ/(kWh)Gf燃料的流量，kg/h或m3/hQ

9、ar_net燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Prj燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的輸出功率，kW3.2 余熱鍋爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.2.1 余熱鍋爐主蒸汽流量余熱鍋爐高壓主蒸汽流量，是指余熱鍋爐末級(jí)高壓過熱器出口蒸汽流量（kg/h），若是雙壓/三壓余熱鍋爐，還存在中壓/低壓主蒸汽流量。3.2.2 余熱鍋爐主蒸汽壓力余熱鍋爐高壓主蒸汽壓力，是指余熱鍋爐末級(jí)高壓過熱器出口蒸汽壓力（MPa），若是雙壓/三壓余熱鍋爐，還存在中壓/低壓主蒸汽壓力。3.2.3 余熱鍋爐主蒸汽溫度余熱鍋爐高壓主蒸汽溫度，是指余熱鍋爐末級(jí)高壓過熱器出口蒸汽溫度（），若是雙壓/三壓余熱鍋爐，還存在中壓/低壓主蒸汽溫度。3.2.4 余熱鍋爐再

10、熱蒸汽流量余熱鍋爐再熱蒸汽流量，是指再熱式余熱鍋爐末級(jí)再熱器出口蒸汽流量（kg/h）。3.2.5 余熱鍋爐再熱蒸汽壓力余熱鍋爐再熱蒸汽壓力，是指再熱式余熱鍋爐末級(jí)再熱器出口蒸汽壓力（MPa）。3.2.6 余熱鍋爐再熱蒸汽溫度余熱鍋爐再熱蒸汽溫度，是指再熱式余熱鍋爐末級(jí)再熱器出口蒸汽溫度（）。3.2.7 余熱鍋爐排煙溫度指余熱鍋爐末級(jí)受熱面后的煙氣溫度（）。3.2.8 余熱鍋爐熱端溫差指余熱鍋爐換熱過程中，高壓過熱器煙氣入口的煙氣溫度與高壓過熱器主蒸汽出口的主蒸汽溫度的差值，即高壓過熱器主蒸汽出口處的煙氣與主蒸汽的溫度差值，根據(jù)下式計(jì)算：trd=tyr-tzz式中，trd余熱鍋爐熱段溫差，tyr

11、余熱鍋爐高壓過熱器煙氣入口的煙氣溫度，tzz余熱鍋爐高壓過熱器主蒸汽出口的主蒸汽溫度，3.2.9 余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差也稱窄點(diǎn)溫差，指余熱鍋爐換熱過程中，蒸發(fā)器出口的煙氣溫度與蒸發(fā)器內(nèi)汽水混合物溫度的最小溫差，對(duì)于多壓余熱鍋爐，應(yīng)計(jì)算各壓力等級(jí)的節(jié)點(diǎn)溫差。根據(jù)下式計(jì)算：tjd=tyz-tlbh式中，tjd余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差，tyz余熱鍋爐蒸發(fā)器出口的煙氣溫度，tlbh余熱鍋爐蒸發(fā)器內(nèi)的飽和溫度，3.2.10 余熱鍋爐接近點(diǎn)溫差指余熱鍋爐蒸發(fā)器內(nèi)的飽和溫度與省煤器出口水溫的差值，對(duì)于多壓余熱鍋爐，應(yīng)計(jì)算各壓力等級(jí)的接近點(diǎn)溫差。根據(jù)下式計(jì)算：tjj=tlbh-tsc式中，tjj余熱鍋爐接近點(diǎn)溫差，tsc

12、余熱鍋爐省煤器出口水溫，tlbh余熱鍋爐蒸發(fā)器內(nèi)的飽和溫度，3.2.11 余熱鍋爐煙氣側(cè)壓損指燃?xì)廨啓C(jī)排氣流經(jīng)鍋爐時(shí)產(chǎn)生的壓力降（kPa）。3.2.12 余熱鍋爐熱效率指余熱鍋爐的有效輸出熱量占輸入熱量的百分?jǐn)?shù)，根據(jù)下式計(jì)算：yg=cp_yrtyr-cp_yctyccp_yrtyr-cp_ata*100式中，yg余熱鍋爐熱效率，%cp_yr余熱鍋爐煙氣入口定壓比熱容，kJ/(kgK)tyr余熱鍋爐煙氣入口溫度，cp_yc余熱鍋爐煙氣出口定壓比熱容，kJ/(kgK)tyc余熱鍋爐煙氣出口溫度，cp_a環(huán)境空氣定壓比熱容，kJ/(kgK)ta環(huán)境溫度，考慮余熱鍋爐散熱損失的保熱系數(shù)，無量綱由于煙氣

13、的比熱容需要測(cè)定煙氣成分，一般計(jì)算中難以確定，因此一般采用近似計(jì)算余熱鍋爐效率，如下式所示：yg=tyr-tyctyr-ta*1003.3 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.3.1 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)主蒸汽流量指主蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的流量值（kg/h），對(duì)于多壓余熱鍋爐，還有中壓、低壓蒸汽流量值。3.3.2 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)主蒸汽壓力指汽輪機(jī)進(jìn)口的主蒸汽壓力值（MPa），對(duì)于多壓余熱鍋爐，還有中壓、低壓蒸汽壓力值。一般取電動(dòng)主汽門后、自動(dòng)主汽門前的蒸汽壓力。3.3.3 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)主蒸汽溫度指汽輪機(jī)進(jìn)口的主蒸汽溫度值（），對(duì)于多壓余熱鍋爐，還有中壓、低壓蒸汽溫度值。一般取電動(dòng)主汽門后、自動(dòng)主汽門前的蒸汽溫

14、度。3.3.4 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)再熱蒸汽壓力指汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口的再熱蒸汽壓力值（MPa），一般取再熱主汽門前的蒸汽壓力值。3.3.5 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)再熱蒸汽溫度指汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口的再熱蒸汽溫度值（），一般取再熱主汽門前的蒸汽溫度值。聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可參考凝汽式汽輪機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，此處不再重復(fù)。3.3.6 聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)同燃煤機(jī)組的汽輪機(jī)，如汽耗率、端差等，此處暫略。3.4 聯(lián)合循環(huán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3.4.1 聯(lián)合循環(huán)功率指聯(lián)合循環(huán)中燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)兩部分輸出功率的和（kW），如下式所示：Plh=Prj+Pqj式中，Plh聯(lián)合循環(huán)功率，kW

15、Prj燃?xì)廨啓C(jī)出線端電功率，kWPqj汽輪機(jī)出線端電功率，kW3.4.2 聯(lián)合循環(huán)蒸燃功比指聯(lián)合循環(huán)中，蒸汽輪機(jī)輸出功率占燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率的百分比，如下式：rzr=PqjPrj*100式中，rzr聯(lián)合循環(huán)蒸燃功比，%Prj燃?xì)廨啓C(jī)出線端電功率，kWPqj汽輪機(jī)出線端電功率，kW3.4.3 聯(lián)合循環(huán)蒸功百分率指聯(lián)合循環(huán)中，蒸汽輪機(jī)輸出功率占聯(lián)合循環(huán)輸出功率的百分比，如下式：rzg=PqjPlh*100式中，rzg聯(lián)合循環(huán)蒸功百分率，%Plh聯(lián)合循環(huán)功率，kWPqj汽輪機(jī)出線端電功率，kW3.4.4 聯(lián)合循環(huán)投入率指多軸聯(lián)合循環(huán)中，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)，余熱鍋爐累計(jì)運(yùn)行時(shí)間與燃?xì)廨啓C(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間的百分

16、比（%），即：聯(lián)合循環(huán)投入率=余熱鍋爐運(yùn)行小時(shí)數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行小時(shí)數(shù)*1003.4.5 聯(lián)合循環(huán)熱耗率指聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)電熱耗量與其輸出功率的比值，即：qlh=Gf*Qar_netPlh式中，qlh聯(lián)合循環(huán)熱耗率，kJ/(kWh)Gf燃料的流量，kg/h或m3/hQar_net燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Plh聯(lián)合循環(huán)功率，kW3.4.6 聯(lián)合循環(huán)熱效率指聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的相當(dāng)熱量與供給燃料熱耗量的百分比，即：lh=3600*PlhGf*Qar_net*100=3600qlh*100式中，lh聯(lián)合循環(huán)的熱效率，%qlh聯(lián)合循環(huán)熱耗率，kJ/(kWh)Gf燃料的流量，kg/h或m3

17、/hQar_net燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg或kJ/m3Plh聯(lián)合循環(huán)的輸出功率，kW由于聯(lián)合循環(huán)將燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)和汽輪機(jī)循環(huán)聯(lián)合在一起，故其熱效率還可表示為：lh=rj+qj式中，rj燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組熱效率，%qj汽輪發(fā)電機(jī)組熱效率，%3.4.7 聯(lián)合循環(huán)廠用電功率公式：Pcyd=Plh-Psw其中：Pcyd聯(lián)合循環(huán)機(jī)組廠用電功率，MWPsw聯(lián)合循環(huán)機(jī)組上網(wǎng)功率，MWPlh聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)電功率，MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組上網(wǎng)功率測(cè)點(diǎn)一般是采不到的，一般算法是不考慮母線功率損失，在計(jì)算中采用主變壓器功率近似表示：Psw=Pzb其中：Psw聯(lián)合循環(huán)機(jī)組上網(wǎng)功率，MWPzb聯(lián)合循環(huán)機(jī)組主變壓器功率，MW實(shí)際使用公式：Pcyd=Plh-Pzb3.4.8 聯(lián)合循環(huán)廠用電率公式：cyd=PcydPlh*100其中：cyd聯(lián)合循環(huán)機(jī)組廠用電率，%Pcyd聯(lián)合循環(huán)機(jī)組廠用電功率，MWPlh聯(lián)合循環(huán)機(jī)組發(fā)電功率，MW3.4.9 聯(lián)合循環(huán)等效發(fā)電煤耗率公式：b1_dx=1000*qlhQbmdw其中：b1_dx等效發(fā)電煤耗率，g/(kWh)qlh聯(lián)合循環(huán)熱耗率，kJ/(kWh)