运行参数耗差分析(精)

比较式（6）和（5）可知，若环境温度和排烟温度同时升高相同数值，则锅炉效率不 变。根据空气预热器的传热特性，当环境温度升高时，排烟温度与环境温度的差值减小。 由此可知，若排烟温度的升高仅是由于环境温度升高而引起的，那么锅炉效率不仅不降低 反而有所提高。这是因为锅炉效率计算时，环境带入的热量未作为输入热量。
式中t0----环境温度，℃；
k----相对烟气比热容。
k主要与煤收到基水分Mar和排烟过量空气系数αpy有关，其统计计算公式为
k=(0.00054+3.0×10-6Mar)(αpy/1.5)
(4)
式（7-3）对排烟温度θ求偏导数，得θ每变化1 ℃， q2的变化量为k。锅炉效率的变化量Δη （与q2反号）则为
即
Δη=kΔt0×100
(6)
式中Δt0----环境温度偏差，Δt0=t0’-t0；
t0’ 、t0----环境温度实际值、环境温度基准值，℃；
k----相对烟气比热容，按式（4）计算。
机组煤耗的变化量Δbs仍由式(1)计算。注意这里的t0’ 是环境温度而不是空气预热器的 入口风温，在暖风器投入的条件下，二者并不相等。
q----汽轮机热耗率， kJ/kW.h
式（1）表明，锅炉效率变化对煤耗的影响程度，取决于机组煤耗和锅炉效率。机组煤耗越高， 锅炉效率越低，则单位锅炉效率变化引起煤耗的变化就越大。
（二）排烟温度耗差
•
根据GB10184—1988，排烟损失q2(%)的计算式为
q2=k(θ-t0) 100
(3)
k=(Vy/Qnet,ar)cy
基准参数的数值应具有可操作性，即他们是运行人员经过调整可以达到的目标， 在确定基准参数项时，只需将对机组煤耗影响较大的那些关键参数入选基准参数，而 不必也不可能考虑所有的可调参数。各基准参数必须彼此独立，不能互相导出。不然 有可能导致耗差的重叠计算而使计算总耗差高于实际总耗差。例如在选定排烟温度、 飞灰含碳量和排烟氧量为基准值后，就不可以再将锅炉效率作为基准参数，因此前三 者耗差之和就是锅炉效率的耗差值。
b=(33700α fhAar)/[Qnet,ar(100-Cfh)2] 式中 b----系数；
(9)
(10) (11)
α fh----飞灰系数，取α fh=0.9~0.95
一般b×100的值在0.4左右，即飞灰含碳量Cfh每变化1%，锅炉效率变化约0.4%。式（11） 表明，煤质越差（发热量Qnet,ar低、灰分Aar高）、Cfh越高，Cfh对锅炉效率的影响也越大。
三、基准值及其曲线
根据耗差分析原理，参数基准值是可控参数的一组特定取值（称基准参数），他 们使机组在最小煤耗下运行。最小煤耗称基准煤耗，它由一组基准值决定。每一参数 的基准值都应是最优值，不论该参数从哪个方向偏离基准值，对总煤耗的影响都是不 利的。有些基准值对总煤耗是单向影响的，例如主蒸汽温度总是越高越好，但其上线 不应超过设计值，因此这类参数（如主汽温度）的基准值就选为他们的设计值。
基准值通过对设计数据、运行统计数据、历次试验数据的分析和整理取得。其准 确性和完整性直接影响优化操作的可信性和广度。进行基准值试验时，必须消除设备 缺陷，使所有运行设备在较佳的状态下运行。应保证各运行表计和在线监测装置（锅 炉飞灰含碳量测定仪）的准确性。通过进行各挡负荷、各小指标变化条件下的煤耗试 验，获得各挡负荷的最佳指标（基准值）和各种小指标对煤耗的影响曲线。当然，一 些小指标的影响曲线也可以借助计算得到。机组一旦进行检修以后，应根据机组试验 的结果对机组各运行参数的基准曲线进行必要的修正。
Δη----锅炉效率变化量，%；
bs----供电标准煤耗（取变化前的值，即基准煤耗）， g/kW.h
Δbs----供电标准煤耗变化量， g/kW.h
基准煤耗按下式计算（或查基准煤耗曲线），即
bs={1.229/[ηηpηe(1-ε)]} ×106
(2)
式中ηp、ε----管道效率、厂用电率；
ηe----装置效率，ηe=3600/q
四、锅炉侧参数（指标）的耗差计算
耗差计算的目的是确定参数x1单位变化所造成的煤耗偏差。就锅炉侧而言，这些参数主要是 排烟温度、飞灰含碳量、排烟氧量、主汽压力、主汽温度、再热汽温度、过热器减温水、汽水损 失等。为便于运行分析，本节还给出其它一些运行参数对锅炉经济性影响的估算公式。这些公式 对于从事电厂节能工作的同志是十分有用的。
（四）过量空气系数（O2量）耗差
令式（3）对过量空气系数αpy求偏导数，得αpy每变化1%时锅炉效率的变化量Δη为
Δη=0.036×（θ-t0）Δ αpy
（7）
式中 Δαpy ----排烟过量空气系数变化量，%
利用α=21/(21-O2)，将式（7）变为氧量影响关系式
Δη=[0.756/(21-O2)2] ×(θ-t0)ΔO2
当θ-t0=110(℃) 1.04 1.23
当θ-t0=130(℃) 1.22 1.46
（五）飞灰含碳量耗差
机械不完全燃烧损失q4(仅考虑飞灰）的计算式为 q4=(337Aar/Qnet,ar)α fh(Cfh/100-Cfh) ×100
由此式得到飞灰含碳量Cfh每变化ΔCfh锅炉效率变化Δη为 Δ η =-bΔ Cfh×100
所有基准值都是机组负荷的函数。而锅炉侧的基准值有些还同时是煤质和环境温 度的函数。以锅炉排烟温度为例，白天与晚间的环境温度差别较大，夜晚气温低时空 气预热器进风温度下降，会导致排烟温度降低。如果此时的排烟温度基准值不相应降 低，则会导致在不进行任何操作的情况下排烟温度耗差以及总耗差自动减小的现象。 这不仅使总的耗差平衡产生问题，也会对运行人员进一步降低排烟温度产生误导。
运行参数耗差分析
主讲：陈玉良
运行参数耗差分析
• 一、概述
•
为节约能源，国内大机组在运行管理中，曾较普遍实行过小指标考核、压
红线运行等方法，即把影响供电煤耗的主要因素分解为运行小指标，并把对各 小指标的考核、奖励作为提高机组运行经济性的直接动因。应该说，这一方法
对推进电厂节能曾经起到了较好的作用。但是，这种方法由于没能权衡小指标 内部的矛盾关系，因而实际上是一种较为片面的方法。例如，在调峰运行中，
飞灰含碳量耗差根据Δ η 值按式（1）计算。
（六）暖风器耗差
锅炉投入暖风器后，空气预热器进风温度升高，导致排烟温度升高。但排烟温度升 高的数值Δθ小于进风温度的升高值Δt 。期间的关系为
Δθ=εΔt
(12)
ε=（θ1-θ2）/（θ1-t1) 式中ε----升温系数；
t1、θ1、θ2----空气预热器进口风温、进口烟温、出口烟温（均取暖风器投入前的数 值）， ℃。
Δη=-kΔθ×100
(5)
式中Δθ----排烟温度变化量，Δθ=θ-θ0， ℃；
θ0----排烟温度基准值， ℃。
取得Δη的值之后，即可按式（1）计算机组煤耗的变化量Δbs（即排烟温度耗差）。排烟 温度对经济性影响的大致范围可从式（3）和式（1）计算，列于下表。
煤种 烟煤、贫煤、无烟煤
褐煤
锅炉效率变化量（%） 0.5 ~0.6 0.55~0.7
如果一味采用小指标考核，那么调峰时变压运行就变得不经济了，显然这个结
论是不正确的。
•
近年来一种基于耗差分析的优化运行方法开始应用于大机组经济运行。该
方法的原理是，通过对设计数据、运行统计数据、专项试验数据的分析和整理， 找出适合于现有机组状态的各运行参数是基准值。所谓基准值，是指机组在实
现最高经济性时所能达到的各运行参数和性能参数的对应值，因此也是运行操 作的目标值。在工况变动时，尽可能调整各参数达到基准值。如果 1.6~2.0 1.8~2.2
注 表中数据的计算条件为 αpy=1.3~1.5，η=91%~93%， bs=300 ~330 g/kW.h。
（三）环境温度耗差
•
式（3）中的环境温度t0与设计值产生偏差时，会导致排烟损失q2的变化，从而使煤耗
发生变化。在相同排烟温度下，单独考虑环境温度偏差时的锅炉效率变动按式（6）计算，
大型锅炉的ε值大致在0.6到0.65之间。
本节所指暖风器耗差并不是指排烟温度升高引起的煤耗增加，因为这个影响已归 结在排烟温度耗差中计算过了。所谓暖风器耗差是指由于投入暖风器，使锅炉输入热 量增加而引起的煤耗降低。暖风器耗差Δbs按式（13）计算，即
Δbs=bs[(1/r)-1]
r=(Qnet,ar+Qnf)/Qnet,ar Qnf=β(hnf2-hnf1）
某600MW机组满负荷运行某一时刻各项耗差分布（锅炉侧）
表中第9项和第10项为不可控耗差
序号
名称
单位
基准值
实时值
耗差（g/kW.h)
1
锅炉排烟温度
℃
130.21
2
排烟O2量
％
3.84
3
飞灰含碳量
％
2.52
4
主汽压力
MPa
16.66
5
主汽温度
℃
537
6
过热器喷水量
t/h
0
7
再热蒸汽温度
℃
537
8
再热器喷水量
（一）锅炉效率耗差
锅炉效率耗差是指当锅炉实际运行效率与锅炉基准效率之差为Δη时，机组煤耗的变化量Δbs。 锅炉排烟温度、排烟氧量、飞灰含碳量等基准参数变化对机组煤耗的影响都是通过锅炉效率耗差 的计算而得到的。锅炉效率耗差按下式计算：
Δbs=(-bs/η) Δη
(1)
式中η----锅炉效率（取变化前的值，即基准效率），%；
由于再热气温低而造成的耗差。经过吹灰以后，应根据锅炉的主、再热器温度的偏差情 况来决定是否进一步采取措施2、3和4。在需要采取措施3时，应密切监视飞灰含碳量的 相应变化，防止该项耗差过多上升。总之，在调整运行方式时，某项耗差的下降可能会 引起其他几项耗差的变化，而这些耗差的变化也立即实时计算并给出显示，使运行人员 在改变运行参数时又量的指导。从而不会出现经调整后的可控耗差的总量反而上升的不 利结果。