用于修正垃圾焚烧电厂全厂热效率的方法与流程

用于修正垃圾焚烧电厂全厂热效率的方法
1.技术领域
2.本发明属于垃圾焚烧技术领域，具体涉及一种用于修正垃圾焚烧电厂全厂热效率的方法。
3.

背景技术：

4.生活垃圾焚烧发电技术具有生活垃圾减量化效果显著、资源化利用突出及无害化处理工艺完善的特点，近年来在我国得到极大的推广和应用，目前已经成为我国主要城镇生活垃圾主要处理方式。然而随着项目环保要求提高、电厂运行成本升高等因素的影响，垃圾焚烧发电项目利润空间逐渐被压缩，因此发展高效率垃圾焚烧发电技术，提高垃圾焚烧发电全厂热效率成为行业的重要趋势，因此对新开发的高效率垃圾焚烧发电技术的热经济性进行理论计算以及利用性能试验手段对新技术的热效率水平进行准确的评估，成为一项迫切而极为重要的一项工作，这为高效率垃圾焚烧发电新技术的推广提供理论及试验依据。
5.然而大规模的垃圾焚烧发电技术起步较晚，相关的技术标准体系并不完善，性能试验方法及装置均是借鉴火电厂的经验，而火电厂与垃圾焚烧电厂虽然部分主体设备类似，但在热力系统细节方面仍存在差异，而这方面的差异对全厂热效率的计算公式选取及结果都有着较大影响。
6.在现有垃圾焚烧发电厂性能试验过程中，工程试验人员按照火电厂性能试验中全厂热效率的计算方式，仍按照公式：η
cp
=ηb×
η
p
×
ηe来进行计算。
7.经过以上理论计算，根据全厂热效率定义计算所得结果与采用各效率相乘的方法计算结果具有较大差异，相对误差＞﹢5%。一般中温中压垃圾焚烧电厂效率为22%左右，计算所得若存在﹢5%的偏差，意味着垃圾焚烧电厂效率高达23.1%，全厂热效率绝对数值整整高出1.1%。两种方法计算所得结果存在的巨大差异，不得不慎重考虑直接机械地将火电厂全厂热效率的计算经验引入垃圾焚烧发电厂的适用性。
8.因此对于全厂热效率的计算，在借鉴火电厂热效率计算的基础上，结合热力发电厂理论，寻找更加准确反映垃圾焚烧发电厂热量利用水平的全厂热效率计算方法，成为广大垃圾焚烧发电技术研发人员、工程试验人员以及电厂经营者的迫切需求。
9.

技术实现要素：

10.解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供了用于修正垃圾焚烧电厂全厂热效率的方法，能够减小计算结果与实际的偏差，提高全厂热效率的准确性。
11.技术方案：用于修正垃圾焚烧电厂全厂热效率的方法，所述方法包括步骤如下：步骤1.根据热平衡法得到锅炉热效率ηb；
步骤2.根据热平衡法得到入炉垃圾低位发热量q
net
；步骤3.对锅炉热效率进行修正，得到锅炉热效率修正系数c1，其计算方法如下：c1=（q
垃圾
+q
一次风
）
×
qb/[（qb+q
抽
+q
pw
）
×q垃圾
]其中q
垃圾
=b
×qnet
；q
一次风
=d
一次风
×
（i
’’-i’）；qb=d0×
（h
0-h
gs
），若有再热，则qb=d0×
（h
0-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）；q
抽
=d
抽
×
（h
抽-h
gs
）；q
pw
=d
pw
×
（h
pw-h
gs
）；步骤4.根据汽轮机的热耗量和锅炉热负荷得到管道效率η
p
；步骤5.对汽机热耗量进行修正，得到汽机热耗量修正系数c2，其计算方法如下：c2=1+ε其中，ε表示空气预热器抽汽引起的汽机抽汽热量损失系数，计算公式如下：ε=d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）/[d0×
（h
0-h
gs
）]若有再热，则ε=d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）/[d0×
（h
0-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]；步骤6.根据汽机热耗率的定义，得到汽轮发电机组的热耗率hr；步骤7.根据汽轮发电机组的热耗率hr，得到汽轮发电机组绝对电效率ηe；步骤8.根据前述步骤得到修正后的垃圾焚烧电厂全厂热效率η
cp
，其计算方法如下：η
cp
=ηb×
c1
×
η
p
×
c2
×
ηe；其中，所述q
垃圾
表示垃圾输入热量、q
一次风
表示一次风总输入热量、qb表示锅炉热负荷、q
抽
表示加热一次风的抽饱和蒸汽热量、q
pw
表示排污热量、q
net
表示入炉垃圾低位发热量，单位均为kj/h；所述b表示入炉垃圾量，单位为kg/h；所述d
一次风
表示一次风量、d0表示额定工况下的锅炉过热蒸汽量、d
zr
表示出再热器的再热蒸汽流量、d
抽
表示加热一次风的抽饱和蒸汽流量、d
pw
表示排污流量、d
一抽
表示加热一次风一段的一抽蒸汽量，单位均为kg/h；所述i
’’ 表示空气预热器出口空气焓、i’表示空气预热器进口空气焓，单位均为kj/kg（空气）；所述h0表示锅炉出口过热蒸汽比焓、h
gs
表示锅炉给水比焓、h
zr1
’’ 表示再热机组低压缸进汽比焓、h
zr1’表示再热机组高压缸排汽比焓、h
抽
表示加热一次的的抽饱和蒸汽比焓、h
pw
表示排污水比焓、h
一抽
表示一抽蒸汽比焓、h
回水
表示加热完一次风后的回水比焓，单位均为kj/kg。
[0012]
优选的，所述锅炉热效率ηb的计算方法如下：ηb=（qb+q
抽
+q
pw
）/（qb+q
抽
+q
pw
+q
损失
）所述q
损失
表示余热锅炉总热损失量，单位为kj/h。
[0013]
优选的，所述入炉垃圾低位发热量q
net
的计算方法如下：qb+q
抽
+q
pw
+q
损失=q垃圾
+q
一次风
=b
×qnet
+d
一次风
×
（i
’’-i’）。
[0014]
优选的，所述管道效率η
p
的计算方法如下：η
p
= d0×
（h
0-h
gs
）/[db×
（h
b-h
gs
）]若有再热，则η
p
= [d0×
（h
0-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]/[db×
（h
b-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]
所述db表示锅炉主蒸汽流量，单位为kg/h；hb表示锅炉出口主蒸汽比焓，单位为kj/kg。
[0015]
优选的，所述管道效率η
p
为0.98～0.99。
[0016]
优选的，所述汽轮发电机组的热耗率hr的计算方法如下：hr=[d0×
（h
0-h
gs
）+d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）]/pe若有再热，则hr=[d0×
（h
0-h
gs
）+d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]/pe所述pe表示锅炉额定蒸发量情况下发电机出线端的发电机功率，单位为kw。
[0017]
优选的，所述汽轮发电机组绝对电效率ηe的计算方法如下：ηe=3600/hr。
[0018]
有益效果：本发明在垃圾焚烧电厂性能试验的全厂热效率计算中，引入两个修正系数c1、c2，分别用以修正以热平衡法计算得到的锅炉效率和因加热一次风多耗费的汽机一抽导致的汽机热耗量损失，使得目前垃圾焚烧发电性能试验中全厂热效率的计算更加准确，减小了用常规方法计算所得结果与实际的偏差。
[0019]
附图说明
[0020]
图1是用于修正垃圾焚烧电厂全厂热效率的流程图。
[0021]
具体实施方式
[0022]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0023]
实施例1如图1所示，按如下流程计算并修正用于垃圾焚烧电厂的全厂热效率：
①
锅炉热效率ηb的计算：按照fdbr标准进行，采用热平衡法，测量及计算锅炉排烟热损失、辐射和传导热损失、炉渣未完全燃烧热损失、飞灰未完全燃烧热损失和烟气co未完全燃烧热损失，根据所获得的的数据，计算出试验期间的焚烧炉-余热锅炉热效率。
[0024]
根据热量平衡：总输入热量=总输出热量=锅炉有效利用热量+总损失热量则锅炉热效率ηb的计算公式为：ηb=锅炉有效利用热/总的输入热量=锅炉有效利用热量/（锅炉有效利用热量+总损失热量）=（qb+q
抽
+q
pw
）/（qb+q
抽
+q
pw
+q
损失
）。
[0025]
②
入炉垃圾低位发热量q
net
根据热平衡法计算得到：qb+q
抽
+q
pw
+q
损失=q垃圾
+q
一次风
=b
×qnet
+d
一次风
×
（i
’’-i’）。
[0026]
③
锅炉热效率修正系数c1的计算：c1=（q
垃圾
+q
一次风
）
×
qb/[（qb+q
抽
+q
pw
）
×q垃圾
]其中q
垃圾
=b
×qnet
；q
一次风
=d
一次风
×
（i
’’-i’）；qb=d0×
（h
0-h
gs
），若有再热，qb=d0×
（h
0-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）；q
抽
=d
抽
×
（h
抽-h
gs
）；q
pw
=d
pw
×
（h
pw-h
gs
）。
[0027]
④
管道效率η
p
的计算：η
p
=q0/q
b=
d0×
（h
0-h
gs
）/[db×
（h
b-h
gs
）]若有再热，则η
p
=q0/q
b=
[d0×
（h
0-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]/[db×
（h
b-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]一般按照经验取值取0.98-0.99。
[0028]
⑤
汽机热耗量修正系数c2的计算；c2=1+ε其中，ε为空气预热器抽汽引起的汽机抽汽热量损失系数，ε的大小代表汽机一抽前往加热空气预热器的抽汽损失热量与汽机耗热量中主蒸汽与再热蒸汽部分的比值，计算公式如下：ε=d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）/[d0×
（h
0-h
gs
）]若有再热，则ε=d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）/[d0×
（h
0-h
gs
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]。
[0029]
⑥
汽轮发电机组的热耗率的hr的计算；根据汽机热耗率的定义，hr=（输入汽轮机系统的总热量-输出汽轮机系统的总热量）/pe=（d0×h0+d一抽
×h一抽-d0×hgs-d
一抽
×h回水
/pe=[d0×
（h
0-h
gs
）+d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）]/pe若有再热，则hr=[d0×
（h
0-h
gs
）+d
一抽
×
（h
一抽-h
回水
）+d
zr
×
（h
zr1
’’-h
zr1’）]/pe。
[0030]
⑦
汽轮发电机组绝对电效率ηe的计算；根据绝对电效率与热耗量之间的关系公式得到ηe=3600/hr
⑧
全厂热效率η
cp
的计算：全厂热效率根据定义式，再由以下公式计算得到：η
cp
=3600pe/（b
×qnet
）=ηb×
c1
×
η
p
×
c2
×
ηe其中ηb、η
p
、ηe分别由目前性能试验中常规方法得到（具体计算公式见步骤
①
、
④
、
⑦
），c1、c2为本发明新引入的两个修正系数，具体计算方法见步骤
③
和
⑤
。
[0031]
以上各式中，所述q
垃圾
表示垃圾输入热量、q
一次风
表示一次风总输入热量、qb表示锅炉热负荷、q
抽
表示加热一次风的抽饱和蒸汽热量、q
pw
表示排污热量、q
net
表示入炉垃圾低位发热量、q
损失
表示余热锅炉总热损失量、q0表示汽轮机的热耗量，单位均为kj/h；所述b表示入炉垃圾量，单位为kg/h；所述d
一次风
表示一次风量、d0表示额定工况下的锅炉过热蒸汽量、d
zr
表示出再热器的再热蒸汽流量、d
抽
表示加热一次风的抽饱和蒸汽流量、d
pw
表示排污流量、d
一抽
表示加热一次风一段的一抽蒸汽量、db表示锅炉主蒸汽流量，单位均为kg/h；所述i
’’ 表示空气预热器出口空气焓、i’表示空气预热器进口空气焓，单位均为kj/kg（空气）；所述h0表示锅炉出口过热蒸汽比焓、h
gs
表示锅炉给水比焓、h
zr1
’’ 表示再热机组低压缸进汽比焓、h
zr1’表示再热机组高压缸排汽比焓、h
抽
表示加热一次的的抽饱和蒸汽比焓、hpw
表示排污水比焓、h
一抽
表示一抽蒸汽比焓、h
回水
表示加热完一次风后的回水比焓、hb表示锅炉出口主蒸汽比焓，单位均为kj/kg；所述pe表示锅炉额定蒸发量情况下发电机出线端的发电机功率，单位为kw。
[0032]
本发明在垃圾焚烧电厂性能试验的全厂热效率计算中，引入两个修正系数c1、c2，分别用以修正以热平衡法计算得到的锅炉效率和因加热一次风多耗费的汽机一抽导致的汽机热耗量损失，使得目前垃圾焚烧发电性能试验中全厂热效率的计算更加准确，减小了用常规方法计算所得结果与实际的偏差。