生物质直燃发电机组效率计算

精品文档 1欢迎下载 生物质直燃发电机组效率计算方法和说明生物质直燃发电机组效率计算方法和说明 国能生物发电集团有限公司生产技术部国能生物发电集团有限公司生产技术部 本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法 结合生本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法 结合生 物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据 编制了生物质物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据 编制了生物质 直燃发电机组效率计算方法和说明 直燃发电机组效率计算方法和说明 一 生物质锅炉效率计算一 生物质锅炉效率计算 一 基本原则 一 基本原则 1 1 采用反平衡法 热损失法 测定锅炉热效率 正 采用反平衡法 热损失法 测定锅炉热效率 正 平衡法 输入平衡法 输入 输出热量法 计算作为参考 输出热量法 计算作为参考 2 2 将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的 将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的 基准温度 也即送风机附近的大气温度 基准温度 也即送风机附近的大气温度 3 3 因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率 因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率 故未进行修正 故未进行修正 二 正平衡计算 二 正平衡计算 1 1 正平衡热效率计算 正平衡热效率计算 1 1 1 1 1 1 式中 式中 锅炉热效率 锅炉热效率 输入热量 输入热量 kJ kJ 输出热量 输出热量 kJkJ 2 2 输入热量 输入热量 QrQr 精品文档 2欢迎下载 因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃 料雾化蒸汽 为简化计算 忽略入炉燃料显热 将燃料收料雾化蒸汽 为简化计算 忽略入炉燃料显热 将燃料收 到基低位发热量作为输入热量 即到基低位发热量作为输入热量 即 1 21 2 式中 式中 燃料收到基低位发热量 燃料收到基低位发热量 kJ kgkJ kg 3 3 输出热量 输出热量 Q1Q1 1 3 1 3 式中 式中 燃料消耗量 燃料消耗量 kg kg 锅炉主汽流量 锅炉主汽流量 kg hkg h 锅炉主蒸汽出口焓值 锅炉主蒸汽出口焓值 kJ kgkJ kg 锅炉给水焓值 锅炉给水焓值 kJ kgkJ kg 锅炉排污水量 锅炉排污水量 锅炉排污水的焓值 锅炉排污水的焓值 kJ kgkJ kg 因连续排污和定期排污水量很少 一般约为主蒸汽流因连续排污和定期排污水量很少 一般约为主蒸汽流 量量 2 2 左右 为简化计算 不考虑锅炉排污水量 左右 为简化计算 不考虑锅炉排污水量 蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模 型型 IAPWSIAPWS IF97IF97 编程实现 编程实现 三 反平衡计算 三 反平衡计算 1 1 入炉燃料元素成分的确定 入炉燃料元素成分的确定 由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作 且影由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作 且影 响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分 所以通过折响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分 所以通过折 精品文档 3欢迎下载 算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异 拟合实际算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异 拟合实际 入炉燃料元素分析的方法来解决 入炉燃料元素分析的方法来解决 1 1 典型燃料元素分析成分 典型燃料元素分析成分 因入炉燃料种类多 所以选择国能高唐电厂性能试验因入炉燃料种类多 所以选择国能高唐电厂性能试验 时入炉燃料作为典型燃料 具体如下 时入炉燃料作为典型燃料 具体如下 燃料种类燃料种类 碳碳 C Car ar 氢氢 H Har ar 氧氧 O Oar ar 氮氮 N Nar ar 硫硫 S Sar ar 灰分灰分 A Aar ar 水分水分 M Mar ar 收到基低位发热收到基低位发热 量量 Q Qne tar ne tar kJ kgkJ kg 棉花秸秆棉花秸秆 37 2437 244 334 3330 6630 660 710 710 120 126 356 3520 5920 591334813348 2 2 入炉燃料元素成分的拟合方法 入炉燃料元素成分的拟合方法 根据现场工业分析所得的水分 根据现场工业分析所得的水分 MarMar 和灰分 和灰分 Aar Aar 数数 值 按照公式 值 按照公式 1 41 4 进行拟合计算入炉燃料的元素成分 进行拟合计算入炉燃料的元素成分 1 4 1 4 式中 式中 拟合的入炉燃料收到基下含碳量 拟合的入炉燃料收到基下含碳量 入炉燃料工业分析收到基下水分和灰分 入炉燃料工业分析收到基下水分和灰分 典型燃料收到基下含碳量 水分典型燃料收到基下含碳量 水分 和灰分 和灰分 含氢量 含氧量 含氮量和含硫量计算同含碳量 含氢量 含氧量 含氮量和含硫量计算同含碳量 2 2 反平衡热效率计算 反平衡热效率计算 2 2 1 5 1 5 精品文档 4欢迎下载 式中 式中 锅炉热效率 锅炉热效率 排烟热损失 排烟热损失 可燃气体未完全燃烧热损失 可燃气体未完全燃烧热损失 固体未完全燃烧热损失 固体未完全燃烧热损失 散热热损失 散热热损失 灰渣物理热损失 灰渣物理热损失 3 3 排烟热损失 排烟热损失 q q2 2 锅炉排烟热损失为末级热交换器 烟冷器 后排出烟锅炉排烟热损失为末级热交换器 烟冷器 后排出烟 气带走的物理显热占输入热量的百分率 按式气带走的物理显热占输入热量的百分率 按式 1 6 1 6 和式和式 1 7 1 7 计算 计算 1 6 1 6 1 7 1 7 式中 式中 排烟热损失 排烟热损失 排烟带走热量 排烟带走热量 kJ kg kJ kg 干烟气带走热量 干烟气带走热量 kJ kg kJ kg 烟气所含水蒸气显热 烟气所含水蒸气显热 kJ kgkJ kg 1 1 干烟气带走热量 干烟气带走热量 1 8 1 8 式中 式中 干烟气带走热量 干烟气带走热量 kJ kg kJ kg 干烟气体积 干烟气体积 m3 kg m3 kg 干烟气平均比热 干烟气平均比热 kJ mkJ m3 3 为简化计算 为简化计算 一般选取为一般选取为 1 381 38 kJ mkJ m3 3 精品文档 5欢迎下载 排烟温度 排烟温度 送风机入口空气温度 送风机入口空气温度 2 2 干烟气体积 干烟气体积 1 9 1 9 式中 式中 干烟气体积 干烟气体积 m3 kg m3 kg 排烟过量空气系数 排烟过量空气系数 1 10 1 10 排烟氧量 排烟氧量 实际燃烧碳所需理论空气量 实际燃烧碳所需理论空气量 m3 kg m3 kg 实际燃烧碳产生理论干烟气量 实际燃烧碳产生理论干烟气量 m3 kgm3 kg 3 3 实际燃烧碳所需理论空气量 实际燃烧碳所需理论空气量 1 11 1 11 式中 式中 实际燃烧碳产生理论干烟气量 实际燃烧碳产生理论干烟气量 m3 kg m3 kg 实际燃碳量 实际燃碳量 和和 燃料收到基下的含硫量 含氢量和燃料收到基下的含硫量 含氢量和 含氧量 含氧量 4 4 实际燃碳量 实际燃碳量 1 121 12 式中 式中 实际燃碳量 实际燃碳量 燃料收到基下的含碳量 灰分含量 燃料收到基下的含碳量 灰分含量 精品文档 6欢迎下载 灰渣中平均碳量与燃料灰量之比 详细计算灰渣中平均碳量与燃料灰量之比 详细计算 见式 见式 1 131 13 1 131 13 和和 炉渣 炉灰和飞灰占灰渣总量的质炉渣 炉灰和飞灰占灰渣总量的质 量百分数 量百分数 根据机组性能试验结果 建议选取 根据机组性能试验结果 建议选取 130t h130t h 锅炉炉渣 炉灰和飞灰占灰渣总量的质量百分数分别为 锅炉炉渣 炉灰和飞灰占灰渣总量的质量百分数分别为 6060 3030 和和 1010 48t h48t h 黄秆锅炉炉渣和飞灰占灰渣总量的质黄秆锅炉炉渣和飞灰占灰渣总量的质 量百分数分别为 量百分数分别为 6060 4040 和和 炉渣 炉灰和飞灰的含碳量 炉渣 炉灰和飞灰的含碳量 5 5 实际燃烧碳产生理论干烟气量 实际燃烧碳产生理论干烟气量 1 14 1 14 式中 式中 实际燃碳量 实际燃碳量 燃料收到基下的含硫量 含氮量 燃料收到基下的含硫量 含氮量 实际燃烧碳产生理论干烟气量 实际燃烧碳产生理论干烟气量 m3 kgm3 kg 6 6 烟气所含水蒸气显热 烟气所含水蒸气显热 1 15 1 15 式中 式中 烟气所含水蒸气显热 烟气所含水蒸气显热 kJ kg kJ kg 水蒸气平均定压比热 水蒸气平均定压比热 kJ mkJ m3 3 为简化计为简化计 算 一般选取为算 一般选取为 1 511 51 kJ mkJ m3 3 排烟温度 排烟温度 送风机入口空气温度 送风机入口空气温度 精品文档 7欢迎下载 水蒸气体积 水蒸气体积 m3 kgm3 kg 1 16 1 16 式中 式中 燃料收到基下的含氢量 水分 燃料收到基下的含氢量 水分 实际燃烧碳产生理论干烟气量 实际燃烧碳产生理论干烟气量 m3 kg m3 kg 空气绝对湿度 选取空气绝对湿度 选取 0 010 01 kg kgkg kg 4 4 可燃气体未完全燃烧热损失 可燃气体未完全燃烧热损失 q q3 3 该项热损失由排烟中的未完全燃烧产物该项热损失由排烟中的未完全燃烧产物 CO CO H2H2 CH4CH4 和和 CmHn CmHn 的含量决定 系指这些可燃气体成分未放出其燃烧的含量决定 系指这些可燃气体成分未放出其燃烧 热而造成的热量损失占输入热量的百分率 按式热而造成的热量损失占输入热量的百分率 按式 1 17 1 17 计计 算 算 1 1 1717 式中 式中 可燃气体未完全燃烧热损失 可燃气体未完全燃烧热损失 和和 干烟气中一氧化碳 甲烷 干烟气中一氧化碳 甲烷 氢气和碳氢化合物的体积百分数氢气和碳氢化合物的体积百分数 干烟气体积 干烟气体积 m3 kg m3 kg 输入热量 输入热量 kJkJ 由于现场监测设备未配置 所以只计算由于现场监测设备未配置 所以只计算 COCO 根据国能 根据国能 高唐电厂性能试验结果 高唐电厂性能试验结果 COCO 体积百分数选取体积百分数选取 0 20 2 精品文档 8欢迎下载 5 5 固体未完全燃烧热损失 固体未完全燃烧热损失 q q4 4 灰渣可燃物造成的热量损失占总输入热量的百分率 灰渣可燃物造成的热量损失占总输入热量的百分率 按式 按式 1 181 18 计算 计算 1 181 18 式中 式中 固体未完全燃烧热损失 固体未完全燃烧热损失 灰渣中平均碳量与燃料灰量之比 详细计算见灰渣中平均碳量与燃料灰量之比 详细计算见 式 式 1 191 19 1 191 19 6 6 散热热损失 散热热损失 q q5 5 由于锅炉本体及其范围内各种管道 附件向四周环境由于锅炉本体及其范围内各种管道 附件向四周环境 中散失的热量占总输入热量的百分率 先按式 中散失的热量占总输入热量的百分率 先按式 1 201 20 求 求 出额定蒸发量时的散热损失 出额定蒸发量时的散热损失 1 20 1 20 式中 式中 额定蒸发量时的散热损失 额定蒸发量时的散热损失 锅炉额定蒸发量 锅炉额定蒸发量 t ht h 实际散热损失按式实际散热损失按式 1 21 1 21 计算 计算 1 21 1 21 式中 式中 实际散热损失 实际散热损失 锅炉主蒸汽流量 锅炉主蒸汽流量 t ht h 7 7 灰渣物理热损失 灰渣物理热损失 q q6 6 精品文档 9欢迎下载 灰渣物理热损失是指炉渣 炉灰和飞灰排出锅炉设备灰渣物理热损失是指炉渣 炉灰和飞灰排出锅炉设备 时所带走的显热占总输入热量的百分率 按式 时所带走的显热占总输入热量的百分率 按式 1 221 22 计 计 算 算 1 221 22 式中 式中 灰渣物理热损失 灰渣物理热损失 和和 炉渣 炉灰和飞灰的温度 炉渣 炉灰和飞灰的温度 炉渣 炉渣 温度选取为温度选取为 600 600 炉灰温度选取为 炉灰温度选取为 410 410 飞灰温度选取 飞灰温度选取 与排烟温度相同 与排烟温度相同 送风机入口空气温度 送风机入口空气温度 和和 炉渣 炉灰和飞灰的比热 炉渣 炉灰和飞灰的比热 炉渣 炉渣 温度在温度在 600 600 时的比热为时的比热为 1 01kJ kg 1 01kJ kg 炉灰 炉灰 410 410 时时 的比热为的比热为 0 93kJ kg 0 93kJ kg 飞灰的比热为 飞灰的比热为 0 82kJ kg 0 82kJ kg 和和 炉渣 炉灰和飞灰的含碳量 炉渣 炉灰和飞灰的含碳量 二 汽机热效率计算二 汽机热效率计算 一 基本原则 一 基本原则 因本文主要目的是计算实际工况下的汽机热耗率和汽因本文主要目的是计算实际工况下的汽机热耗率和汽 机热效率 故未进行修正 机热效率 故未进行修正 二 计算方法 二 计算方法 1 1 汽机热耗率 汽机热耗率 精品文档 10欢迎下载 2 12 1 式中 式中 汽机热耗率 汽机热耗率 kJ kWh kJ kWh 给水流量 给水流量 kg h kg h 为了简化计算 可取主为了简化计算 可取主 蒸汽流量替代 蒸汽流量替代 主蒸汽焓值 主蒸汽焓值 kJ kg kJ kg 给水焓值 给水焓值 kJ kg kJ kg 发电机输出功率 发电机输出功率 kWkW 蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模 型型 IAPWSIAPWS IF97IF97 编程实现 编程实现 2 2 汽机热效率 汽机热效率 2 22 2 式中 式中 汽机热效率 汽机热效率 三 电厂热效率计算三 电厂热效率计算 1 1 电厂热效率 电厂热效率 1 1 正平衡计算 正平衡计算 3 13 1 式中 式中 电厂热效率 电厂热效率 燃料消耗量 燃料消耗量 kg kg 发电机输出功率 发电机输出功率 kW kW 输入热量 输入热量 kJkJ 精品文档 11欢迎下载 为简化计算 将燃料收到基低位发热量作为输入热量 为简化计算 将燃料收到基低位发热量作为输入热量 即即 2 2 反平衡计算 反平衡计算 3 23 2 式中 式中 电厂热效率 电厂热效率 锅炉热效率 锅炉热效率 汽机热效率 汽机热效率 管道效率 一般选取为管道效率 一般选取为 99 99 2 2 发电标秆单耗 发电标秆单耗 1 1 正平衡计算 正平衡计算 3 33 3 式中 式中 发电标秆单耗 发电标秆