专利汇可以提供地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了 地 热能 辅助燃 煤 互补发电系统的地热能发电量评估方法,步骤1:设置 汽轮机 系统的抽汽级数为N级,将汽轮机系统分为N+1级汽轮机子系统,N+1级汽轮机子系统内的通流量相等,将回热系统分为N级回热子系统,N级回热子系统分别对应N级给 水 加热器。步骤2:根据地热集热系统和燃煤机组的设计工况数据与设计运行数据,确定N级给水加热器的 能量 平衡并联矩阵关系式,计算N级抽汽中每一级抽汽的流量,然后计算N+1级汽轮机子系统到发 电机 (10)的机械能输出。,下面是地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法专利的具体信息内容。
1.地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法,所述地热能辅助燃煤互补发电系统包括地热集热系统和燃煤机组,所述燃煤机组包括汽轮机系统、锅炉系统、回热系统、凝汽器系统(19)和发电机(10);所述汽轮机系统包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸和汽轮机低压缸,所述汽轮机高压缸具有N1级高压缸子系统,所述汽轮机中压缸具有N2级中压缸子系统,所述汽轮机低压缸具有N3级低压缸子系统;所述锅炉系统包括锅炉过热子系统(20)和锅炉再热子系统(21);所述回热系统包括多级回热子系统,每级回热子系统对应一级给水加热器;给水是指经过所述凝汽器系统(19)冷凝后的凝结水,给水经过多级所述给水加热器加热后进入所述锅炉过热子系统(20),疏水是指抽汽经过多级所述给水加热器放热后形成的凝结水;从所述凝汽器系统(19)而来的给水依次被最后一级给水加热器至第一级给水加热器加热到达所述锅炉系统,其中,最靠近所述凝汽器系统(19)的给水加热器为最后一级给水加热器,最远离所述凝汽器系统的给水加热器为第一级给水加热器(11),所述锅炉系统将给水加热为高温高压的过热蒸汽,并进入所述汽轮机高压缸做功,所述汽轮机高压缸中的第一部分抽汽被分级抽取,分别进入第一级给水加热器(11)和第二级给水加热器(12)中加热,所述汽轮机高压缸中的第二部分抽汽以排汽的形式进入所述锅炉再热子系统(21)再热后形成再热蒸汽,然后进入所述汽轮机中压缸和所述汽轮机低压缸做功,做功后的第一部分抽汽被分级抽取分别进入第三级给水加热器(13)至最后一级给水加热器中加热给水,做功后的第二部分抽汽以乏汽的形式进入所述凝汽器系统(19)冷却;
所述地热集热系统包括地热井、地热/给水换热器(22)、热用户及多个阀门,所述地热集热系统负责收集地热能并通过所述地热/给水换热器(22)传递到所述燃煤机组;
其特征在于包括以下步骤:
步骤1:设置所述汽轮机系统的抽汽级数为N级,且所述N为正整数,将所述汽轮机系统分为N+1级汽轮机子系统,即N1+N2+N3=N+1,其中,前N级汽轮机子系统用于抽汽,最后一级汽轮机子系统用于排汽,所述N+1级汽轮机子系统内的通流量相等,将所述回热系统分为N级回热子系统,所述N级回热子系统分别对应N级给水加热器;
步骤2:根据所述地热集热系统和所述燃煤机组的设计工况数据与设计运行数据,确定N级所述给水加热器的能量平衡并联矩阵关系式,并根据N级所述给水加热器的能量平衡并联矩阵关系式计算N级抽汽中每一级抽汽的流量,然后根据N级抽汽中每一级抽汽的流量计算N+1级所述汽轮机子系统到所述发电机(10)的机械能输出;
步骤3:对各能量流编号,结合N+1级所述汽轮机子系统到所述发电机(10)的机械能输出,建立所述地热能辅助燃煤互补发电系统的事件矩阵、输入能量事件矩阵以及能量流的流向量,得到各部件的 损向量;
步骤4:建立地热能 份额向量和部件地热能输入 份额向量,通过建立所述事件矩阵、所述输入能量事件矩阵、所述能量流的 流向量、各部件的 损向量、所述地热能 份额向量和所述部件地热能输入 份额向量之间的关系,算出所述地热能 份额向量和所述部件地热能输入 份额向量的具体数值;
步骤5:输出结果,即根据各部件的 损向量和所述部件地热能输入 份额向量,算出所述地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能 损分布和燃煤 损分布。
2.根据权利要求1所述的地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法,其特征在于:在所述步骤1中,设定所述N为8,即所述回热系统包括8级回热子系统,所述8级回热子系统分别对应8级给水加热器,且所述8级给水加热器分别为3级高压加热器、1级除氧器和4级低压加热器,所述3级高压加热器分别为第一级给水加热器(11)、第二级给水加热器(12)和第三级给水加热器(13),所述除氧器为第四级给水加热器(14),所述4级低压加热器为第五级给水加热器(15)至第八级给水加热器(18);所述汽轮机系统共有8级抽汽,分为
9个所述汽轮机子系统,所述N1为2,所述N2为2,所述N3为5,所述汽轮机高压缸中具有第一级汽轮机子系统(1)和第二级汽轮机子系统(2),所述汽轮机中压缸中具有第三级汽轮机子系统(3)和第四级汽轮机子系统(4),所述汽轮机低压缸中具有第五级汽轮机子系统(5)至第九级汽轮机子系统(9);从所述凝汽器系统(19)而来的给水通过所述回热系统被所述8级给水加热器加热到达所述锅炉系统,所述锅炉系统将给水加热为高温高压蒸汽进入所述汽轮机高压缸做功,所述汽轮机高压缸中的第一部分抽汽被分级抽取,分别进入第一级给水加热器(11)和第二级给水加热器(12)中加热,所述汽轮机高压缸中的第二部分抽汽以排汽的形式进入所述锅炉再热子系统(21)再热后形成再热蒸汽,并进入所述汽轮机中压缸和所述汽轮机低压缸做功,做功后的第一部分抽汽被分级抽取分别进入第三级给水加热器(13)至第八级给水加热器(18)中加热给水,做功后的第二部分抽汽以乏汽的形式进入所述凝汽器系统(19)冷却。
3.根据权利要求2所述的地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法,其特征在于:在所述步骤2中,所述8级回热子系统的能量平衡并联矩阵关系式为式(1):
为所述凝汽器系统(19)的给水流量;
为单位质量给水和疏水放热量的能量矩阵,其
中,qi表示抽汽在第i级给水加热器的放热,γi表示疏水在第i级给水加热器的放热量,πi表示给水在第i级给水加热器的吸热量,i表示不大于8的正整数;
为所述汽轮机系统的抽汽
量向量,其中, 表示第i级抽汽的抽气量;
为地热能在各级所述给水加热器中的放热量矩
阵,其中, 表示所述凝汽器系统(19)出口的给水吸收的来自所述地热/给水换热器(22)的放热量;
Π=[π1 π2 π3 π4 π5 π6 π7 π8]T为给水的得热量矩阵,πi表示给水在第i级给水加热器的吸热量;
根据式(1)算出所述汽轮机系统的各级抽汽量,即
计算9级所述汽轮机子系统到所述发电机的机械能输出为:
其中,Wt表示第t级汽轮机子系统到所述发电机的机械
能输出,t表示不大于9的正整数,hsh为所述汽轮机高压缸中的蒸汽的焓值,heh为乏汽的焓值,hex,i为第i级抽汽的焓值,hrho表示所述再热蒸汽的焓值。
4.根据权利要求3所述的地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法,其特征在于:在所述步骤3中,所述地热能辅助燃煤互补发电系统中有45股能量流,将所述45股能量流编号并定义如下:
能量流1:从第一级汽轮机子系统(1)到第一级给水加热器(11)的汽轮机第一级抽汽;
能量流2:从第二级汽轮机子系统(2)到第二级给水加热器(12)的汽轮机第二级抽汽;
能量流3:从第三级汽轮机子系统(3)到第三级给水加热器(13)的汽轮机第三级抽汽;
能量流4:从第四级汽轮机子系统(4)到第四级给水加热器(14)的汽轮机第四级抽汽;
能量流5:从第五级汽轮机子系统(5)到第五级给水加热器(15)的汽轮机第五级抽汽;
能量流6:从第六级汽轮机子系统(6)到第六级给水加热器(16)的汽轮机第六级抽汽;
能量流7:从第七级汽轮机子系统(7)到第七级给水加热器(17)的汽轮机第七级抽汽;
能量流8:从第八级汽轮机子系统(8)到第八级给水加热器(18)的汽轮机第八级抽汽;
能量流9:从第九级汽轮机子系统(9)到凝汽器系统(19)的汽轮机排汽;
能量流10:从锅炉过热子系统(20)出并进入第一级汽轮机子系统(1)的蒸汽;
能量流11:从第一级汽轮机子系统(1)出并进入第二级汽轮机子系统(2)的蒸汽;
能量流12:从第二级汽轮机子系统(2)出并进入锅炉再热子系统(21)的蒸汽;
能量流13:从锅炉再热子系统(21)出并进入第三级汽轮机子系统(3)的蒸汽;
能量流14:从第三级汽轮机子系统(3)出并进入第四级汽轮机子系统(4)的蒸汽;
能量流15:从第四级汽轮机子系统(4)出并进入第五级汽轮机子系统(5)的蒸汽;
能量流16:从第五级汽轮机子系统(5)出并进入第六级汽轮机子系统(6)的蒸汽;
能量流17:从第六级汽轮机子系统(6)出并进入第七级汽轮机子系统(7)的蒸汽;
能量流18:从第七级汽轮机子系统(7)出并进入第八级汽轮机子系统(8)的蒸汽;
能量流19:从第八级汽轮机子系统(8)出并进入第九级汽轮机子系统(9)的蒸汽;
能量流20:从凝汽器系统(19)出并进入地热/给水换热器(22)的给水;
能量流21:从地热/给水换热器(22)出并进入第八级给水加热器(18)的给水;
能量流22:从第八级给水加热器(18)出并进入第七级给水加热器(17)的给水;
能量流23:从第七级给水加热器(17)出并进入第六级给水加热器(16)的给水;
能量流24:从第六级给水加热器(16)出并进入第五级给水加热器(15)的给水;
能量流25:从第五级给水加热器(15)出并进入第四级给水加热器(14)的给水;
能量流26:从第四级给水加热器(14)出并进入第三级给水加热器(13)的给水;
能量流27:从第三级给水加热器(13)出并进入第二级给水加热器(12)的给水;
能量流28:从第二级给水加热器(12)出并进入第一级给水加热器(11)的给水;
能量流29:从第一级给水加热器(11)出并进入锅炉过热子系统(20)的给水;
能量流30:从第一级给水加热器(11)出并进入第二级给水加热器(12)的疏水;
能量流31:从第二级给水加热器(12)出并进入第三级给水加热器(13)的疏水;
能量流32:从第三级给水加热器(13)出并进入第四级给水加热器(14)的疏水;
能量流33:从第五级给水加热器(15)出并进入第六级给水加热器(16)的疏水;
能量流34:从第六级给水加热器(16)出并进入第七级给水加热器(17)的疏水;
能量流35:从第七级给水加热器(17)出并进入第八级给水加热器(18)的疏水;
能量流36:从第八级给水加热器(18)出并进入凝汽器系统(19)的疏水;
能量流37:从第一级汽轮机子系统(1)到发电机(10)的机械能输出;
能量流38:从第二级汽轮机子系统(2)到发电机(10)的机械能输出;
能量流39:从第三级汽轮机子系统(3)到发电机(10)的机械能输出;
能量流40:从第四级汽轮机子系统(4)到发电机(10)的机械能输出;
能量流41:从第五级汽轮机子系统(5)到发电机(10)的机械能输出;
能量流42:从第六级汽轮机子系统(6)到发电机(10)的机械能输出;
能量流43:从第七级汽轮机子系统(7)到发电机(10)的机械能输出;
能量流44:从第八级汽轮机子系统(8)到发电机(10)的机械能输出;
能量流45:从第九级汽轮机子系统(9)到发电机(10)的机械能输出;
建立所述事件矩阵F,F是一个22×45的矩阵,行数为22,代表22个部件,包括9级汽轮机子系统、8级给水加热器、凝汽器系统(19)、锅炉过热子系统(20)、锅炉再热子系统(21)、地热/给水换热器(22)和发电机(10),列数为45,代表45股能量流;所述事件矩阵F的元素Fxy表示第x行第y列的数,Fxy是0、1、-1的其中一个数,Fxy=1表示第y股能量流进入第x个部件,Fxy=-1表示第y股能量流出第x个部件,Fxy=0表示第y股能量流未进入或流出第x个部件,其中,x表示不大于22的正整数,y表示不大于45的正整数;
建立所述输入能量事件矩阵Fin,Fin是一个22×45的矩阵,所述输入能量事件矩阵Fin的元素Fin,xy示第x行第y列的数,Fin,xy是0或1,Fin,xy=1表示第y股能量流进入第x个部件,Fin,xy=0表示第y股能量流未进入第x个部件,
建立所述能量流的 流向量Es=[Es1,Es2,Es3,...,Es45]T,其中,Esy表示第y股能量流的值,Esy=msy[hsy-h0-T0(ssy-s0)],其中,msy表示第y股能量流的质量,hsy表示第y股能量流的焓值,ssy表示第y股能量流的熵值,T0表示环境的绝对温度,s0表示环境的绝对熵值,h0表示环境温度的绝对焓值,22个部件的 损向量为Ir=FEs。
5.根据权利要求4所述的地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法,其特征在于:在所述步骤4中,建立所述地热能 份额向量G=[G1,G2,G3,...,G45]T,其中,Gy表示第y股能量流的地热能 份额;
建立所述部件地热能输入 份额向量Gin=[Gin,1,Gin,2,Gin,3,...,Gin,22]T,其中,Gin,x表示第x个部件的地热能输入 份额,所述地热能 份额向量G与所述部件地热能输入 份额向量Gin的关系如下:
式(2):(FinEs)·Gin=Fin(Es·G),
式(3):Ir·Gin=F(Es·G);
除此之外,所述地热能 份额向量G的部分元素还满足如下条件:
式(4):
G1=G2=G11=G12=G30=G31=G37=G38,
式(5):
G3=G4=G5=G6=G7=G8=G9=G13=G14=G15=G16=G17=G18=G19
=G33=G34=G35=G36=G37=G39=G40=G41=G42=G43=G44=G45,
式(6):
Es,20(1-G20)=Es,21(1-G21);
根据式(2)、式(3)、式(4)、式(5)和式(6)计算出所述地热能 份额向量G与所述部件地热能输入 份额向量Gin。
6.根据权利要求5所述的地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能发电量评估方法,其特征在于:在所述步骤5中,输出结果:
向量Ir·Gin的各元素表示各部件的地热能 损;
向量Ir-Ir·Gin的各元素表示各部件的燃煤 损;
由此即得到所述地热能辅助燃煤互补发电系统的地热能 损分布和燃煤 损分布。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种含二氧化碳储能的区域综合能源系统及其运行方法 | 2020-05-13 | 816 |
基于增效型喷射式换热的中低温热能供热系统 | 2020-05-13 | 977 |
一种井下地热涡轮发电系统 | 2020-05-15 | 541 |
利用废弃井工煤矿地热进行高效压气储能的方法及装置 | 2020-05-12 | 929 |
一种基于可移动太阳能集热器的冷热电联合发电系统 | 2020-05-14 | 314 |
一种气液直接接触换热的太阳能热水器防冻系统 | 2020-05-11 | 393 |
中低温地热ORC磁悬浮复合梯级发电系统 | 2020-05-12 | 734 |
中低温地热工质梯级利用ORC磁悬浮发电系统 | 2020-05-12 | 673 |
气悬浮热泵机组 | 2020-05-08 | 552 |
除雪化冰沥青路面铺装结构 | 2020-05-14 | 722 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。