一种凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法

技术特征：
1.一种凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合所需的机组基本信息特征，包括机组再热级数和冷却方式；凝汽机组变工况基本特征，包括机组变工况运行方式和主汽阀门控制形式；燃料基本信息特征，包括低位热值lhv和元素碳含量x
c
；步骤2：获取凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合所需的机组基准工况信息，包括基准工况主蒸汽焓h0、基准工况汽轮机热耗率q
fl
、锅炉效率η
b
、管道效率η
p
和燃料碳氧化率of；步骤3：根据基准工况汽轮机热耗率q
fl
、锅炉效率η
b
、管道效率η
p
、燃料碳氧化率of和燃料基本信息特征，使用度电碳排放计算公式：计算得到基准工况度电碳排放ef
fl
；其中，m
co2
和m
c
分别是二氧化碳和碳的摩尔质量；步骤4：根据已经拟定好的系数表格，见表1，结合步骤1中获取的机组基本特征，查表得到拟合曲线所需的再热系数z
r
、冷却系数l
r
和阀门节流修正系数f；表1表1步骤5：根据再热系数z
r
、冷却系数l
r
和主蒸汽焓h0，使用r＝z
r
·
h0 l
r
线性化计算公式求解拟合曲线所需劣化系数r；步骤6：根据步骤3中获得的基准工况度电碳排放ef
fl
、步骤4中获得的阀门节流修正系数f、步骤5中获得的劣化系数r，使用幂—正弦函数叠加公式：ef＝ef
fl
·
{x-r
sin[f
·
(1-x)]}，求解任意凝汽机组负荷率x情景下的机组度电碳排放ef，单位为g/kwh；其中，x为凝汽机组负荷率，即新工况电负荷与基准工况电负荷的比值；从100％负荷率开始，选取预设负荷率间隔依次求解度电碳排放，连接求得的数据点，即获得凝汽机组变工况碳排放特性曲线。2.根据权利要求1所述的凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，步骤1中所述机组再热级数分为不采用再热、一次再热和二次再热；机组冷却方式分为水冷和空冷；机组变工况运行方式分为定压运行和滑压运行；主汽阀门控制形式分为单阀控制和顺序阀控制。3.根据权利要求1所述的凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，步骤1中所述燃料低位热值lhv、元素碳含量x
c
能从电厂机组用燃料信息表单中查取。
4.根据权利要求1所述的凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，步骤2中基准工况按照运行需求分为：热耗率验收工况tha、铭牌工况trl、阀门全开工况vwo和最大连续运行工况t-mcr。5.根据权利要求1所述的凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，步骤2中基准工况主蒸汽焓h0能够从机组基准工况热平衡图上直接读取，或通过主蒸汽温度t0和主蒸汽压力p0利用水蒸汽热力性质表查取；基准工况汽轮机热耗率q
fl
能够从机组基准工况热平衡图上直接读取；锅炉效率η
b
、管道效率η
p
和燃料碳氧化率of能够从机组锅炉热力特性书中查取，或直接按照缺省值：η
b
＝92％、η
p
＝99％、of＝98％取值。6.根据权利要求1所述的凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，步骤4中系数表格的拟定基于对25台涵盖538℃、566℃和600℃温度等级，无再热、一次再热和二次再热，水冷和空冷，定压运行和滑压运行，单阀控制和顺序阀控制基本特性的凝汽机组的研究得出。7.根据权利要求1所述的凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，其特征在于，步骤6中获得凝汽机组变工况碳排放特性曲线从100％负荷率开始，根据拟合精度需求选取负荷率间隔，使用幂函数—正弦函数叠加公式求解一系列数据点，连接获得拟合曲线。

技术总结
一种凝汽机组变工况碳排放特性曲线拟合方法，可以应用于各类凝汽机组调峰变负荷运行时的碳排放强度的预测分析。本发明解决了传统软件模拟或者编程方式求解凝汽机组变负荷度电碳排放结果时需要机组热力循环信息较多，求解过程复杂的问题。本发明曲线拟合公式的基本形式是简单幂函数与正弦函数的叠加，使用显示公式计算可避免传统计算中的复杂迭代过程。拟合公式中包含的未知系数只有两项，且根据对大量凝汽机组碳排放特性的研究，本发明总结出适用不同再热级数、初参数、机组运行方式、冷却方式、阀门控制方式的拟合公式系数取值表。通过凝汽机组已知特点，应用本发明拟合公式和系数表，可以实现对凝汽机组变负荷碳排放特性的较高精度计算。高精度计算。高精度计算。


技术研发人员：刘明 袁荣胜 王朝阳 赵永亮 严俊杰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.06.10
技术公布日：2022/9/2