2023燃煤耦合生物質發(fā)電生物質能電量計算第3部分：農(nóng)林廢棄物蒸汽耦合

3部分：農(nóng)林廢棄物蒸汽耦合PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN目 次總則 1術和符號 2術語 2符號 2生質能電量算 4生質能用電計算 8生質能電量算 10附錄A（料性錄）汽耦生物能發(fā)量計示例 11本準用說明 21引標準錄 22條說明 23ContentsGeneralprovisions 1Termsandsymbols 2Terms 2Symbols 2Calculationofthegeneratedelectricityfromparallelco-firingagroforestrywaste 4Calculationoftheauxiliaryelectricityconsumedbyparallelco-firingbiomassboilerisland 8Calculationoftheon-gridelectricityfromparallelco-firingagroforestrywaste 11AppendixA(Informativeappendix)Calculationexamplesofthegeneratedelectricityfromparallelco-firingagroforestrywaste 11Explanationofwordinginthisstandard 21Listofquotedstandards 22Addition:Explanationofprovisions 23PAGEPAGE1 總則為規(guī)范燃煤耦合農(nóng)林廢棄物蒸汽耦合發(fā)電過程中生物質能供電量的計算，特制定本標準。本標準適用于生物質鍋爐蒸汽（熱量）進入依托的燃煤發(fā)電機組主機汽水系統(tǒng)的農(nóng)林廢棄物蒸汽耦合發(fā)電機組。農(nóng)林廢棄物蒸汽耦合生物質能電量計算除應符合本標準的規(guī)定外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。術語和符號術語biomass包括農(nóng)林廢棄物、生活垃圾以及污水處理廠、水體污泥等生物質資源，本標準中生物質特指農(nóng)林廢棄物。co-firingbiomassincoal-firedpowergeneration在燃煤發(fā)電機組中，增設生物質原料相關系統(tǒng)和設備，煤炭和生物質原料共同提供熱量進行發(fā)電。與農(nóng)林廢棄物蒸汽耦合發(fā)電parallelco-firingagroforestrywasteincoal-firedpowergeneration農(nóng)林廢棄物原料經(jīng)生物質鍋爐產(chǎn)生的蒸汽（或熱量）進入依托的燃煤機組主機汽水系統(tǒng)，進而利用燃煤機組相關設備進行發(fā)電。thegeneratedelectricityfromco-firedbiomass統(tǒng)計周期內(nèi)，燃煤耦合生物質發(fā)電工藝中折算的歸屬生物質能的發(fā)電量。生物質能供電量theon-gridelectricityfromco-firedbiomass統(tǒng)計周期內(nèi)，燃煤耦合生物質發(fā)電工藝中折算的歸屬生物質能的供電量。生物質鍋爐島biomassboilerisland燃煤耦合生物質發(fā)電廠中以生物質為燃料的蒸汽鍋爐及其附屬設備，包括生物質儲存與預處理、生物質燃燒、灰渣處理、尾部煙氣凈化、鍋爐上水和過熱蒸汽輸送等過程涉及的工藝系統(tǒng)及設備。符號rr器型式而定kJ/kg；dt——時間微分，h；Df——流入（出）系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽（水）流量，kg/s；Ebfd——生物質能發(fā)電量，kWh；Ebcy——生物質能廠用電量，kWh；Ebgd——生物質能供電量，kWh；Hj——排擠1Kg抽汽獲得的做功，即回熱抽汽的等效焓降，kJ/kg；hf——流入（出）系統(tǒng)的蒸汽（水）焓，kJ/kg；hj加熱器j的抽汽焓，kJ/kg；hc汽輪機排汽焓，kJ/kg；hzr 1kg蒸汽在再熱器中的焓升，kJ/kg；hcqi——第i種供熱方式的抽汽焓，kJ/kg；hhsi——第i種供熱方式的熱網(wǎng)回水焓或熱力系統(tǒng)補水焓，kJ/kg；Qpure——進出系統(tǒng)的純熱量，kW；Qgri——第i種供熱方式的供熱負荷，kW；qj——排擠1Kg抽汽所需要加入的熱量，kJ/kg；qr 1kgr中的放熱量，kJ/kg；r——抽汽級數(shù)編號，其中m為中壓缸第一級抽汽；Wbfd——生物質能實時發(fā)電功率，kW；Wbgd——生物質能實時供電功率，kW；Wbcy1——生物質鍋爐島實時廠用電功率，kW；Wbcy2——按生物質蒸汽耦合能量分攤的依托煤電機組扣除輸煤及燃料制備相關系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)外的實時廠用電功率，kW；fdWgd——依托煤電機組實時供電功率，kW；Wfd——依托煤電機組實時發(fā)電功率，kW；Wz——依托煤電機組的折算發(fā)電功率，kW；Wccy——依托煤電機組的廠用電功率，kW；fdr1cy——生物質鍋爐未投運時，依托煤電機組額定工況下輸煤及燃料制備系統(tǒng)廠用電功率占依托煤電機組額定工況廠用電功率的比值；grcy——生物質鍋爐未投運時，依托煤電機組額定工況下供熱系統(tǒng)廠用電功率占依托煤電機組額定工況廠用電功率的比值；yr——抽汽做功不足系數(shù)；z 回熱抽汽級數(shù)；r——φgri——第i種供熱方式的供熱負荷折算發(fā)電系數(shù)，kW/kW；1kgr中的放熱量，kJ/kg；r kgrkJ/kg；0 %；j——抽汽效率；生物質能發(fā)電量計算統(tǒng)計周期內(nèi)，生物質能發(fā)電量可按式（3.0-1）計算，即：Ebfd=?Wbfddt 式（3.0-1）式中：Ebfd——生物質能發(fā)電量，kWh；Wbfd——生物質能實時發(fā)電功率，kW；dt——時間微分，h。生物質能實時發(fā)電功率應為耦合蒸汽、熱水或純熱量進出依托的煤電機組汽水系統(tǒng)實時發(fā)電功率的代數(shù)和，可按式（3.0-2）計算，即：式中：

bfd,j

式（3.0-2）Wbfd,j——蒸汽耦合中，某一蒸汽、熱水或純熱量j進出耦合對象汽水系統(tǒng)的實時計算發(fā)電功率，kW。Wbfd,j統(tǒng)的熱量簡稱“純熱量”，有工質進出系統(tǒng)的熱量簡稱“帶工質的熱量”。（或損失j（加熱器編號從高壓級到低壓級遞增，下同），其實時發(fā)電功率可按式（3.0-3）計算，即：Wbfd,j

式（3.0-3）式中：

圖3.0-1 純熱量進出系統(tǒng)Qpure——進出依托煤電機組回熱系統(tǒng)的純熱量，kW；j——抽汽效率；抽汽效率為抽汽的等效焓降（1kg抽汽獲得的實際做功）1kg抽汽需要加入熱量的比值，可按式（3.0-4）計算，即：Hj

式（3.0-4）qjqj式中：Hj——排擠1kg抽汽獲得的做功，即回熱抽汽的等效焓降，kJ/kg；qj——排擠1kg抽汽所需要加入的熱量，kJ/kg。Hj，根據(jù)定熱量等效熱降理論，可按式（3.0-5）計算，即：zHhhz

h(1)

式（3.0-5）j j c

rj

r zr 0式中：hj加熱器j的抽汽焓，kJ/kg；hc汽輪機排汽焓，kJ/kg；z 回熱抽汽級數(shù)；取rr為（r+1）（包括）匯集式加熱器用，rr；1kgr中的放熱量，kJ/kg；r grJkg；qr 1kgr中的放熱量，kJ/kg；0 %hzr 1kg蒸汽在再熱器中的焓升，kJ/kg；再熱冷段后hzr0。r、qrr流式加熱器（見圖3.0-2）有：rhwrhw(r1)qrhrhdrrhd(r1)hdr

式（3.0-6）式（3.0-7）式（3.0-8）圖3.0-2 疏水放流式加熱對匯集式加熱器（見圖3.0-3）有：hw(rqrhw(rrhd(r1)hw(r1)

式（3.0-9）式（3.0-10）式（3.0-11）圖3.0-3 匯集式加熱器計算中，所用的加熱器出口水焓，在帶疏水泵的匯集式加熱器中，是指混合后（疏水泵出口與加熱器出口水混合后）的焓。j上，其做功可按式（3.0-12）計算，即：d,jDfhfhjjhjcr10

式（3.0-12）j（3.0-13）計算，即：W

式（3.0-13）bfd,j

Dfhf

hwj

j

zkkzkj

1 0蒸汽攜帶熱量出系統(tǒng)，其做功可按式（3.0-14）計算，即：bfd,jDfhfczr10

式（3.0-14）j上，其做功可按式（3.0-15）計算，即：z bfd,jDfrr10

式（3.0-15）rj （3.0-16）W Dhh1zy

式（3.0-16）bfd f f c

r

rr式（3.0-12）~（3.0-16）中：Df——流入（出）系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽（水）流量，kg/s；hf——流入（出）系統(tǒng)的蒸汽（水）焓，kJ/kg；yr——抽汽做功不足系數(shù)；r——r——抽汽級數(shù)編號，其中m為中壓缸第一級抽汽；yr，可按式（3.0-17）計算，即：ryhrhcr

式（3.0-17）hfhc生物質能廠用電量計算生物質能廠用電量應包括生物質鍋爐島廠用電量和按生物質鍋爐蒸汽耦合能量分攤的依托煤電機組扣除輸煤及燃料制備相關系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)外的廠用電量，可按式（4.0-1）計算，即：Ebcy?Wbcy1dt?Wbcy2dt 式（4.0-1）式中：Ebcy——生物質能廠用電量，kWh；Wbcy1——生物質鍋爐島實時廠用電功率，kW；Wbcy2——按生物質蒸汽耦合能量分攤的依托煤電機組扣除輸煤及燃料制備相關系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)外的實時廠用電功率，kW。生物質鍋爐廠用電應計入其所有接入依托煤電機組的廠用電系統(tǒng)的用電設備，其實時廠用電功率Wbcy1應根據(jù)工程條件盡量單獨設置電功率表計量裝置。生物質鍋爐島分攤的依托煤電機組除輸煤及燃料制備系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)外的實時廠用電功率應按生物質能實時發(fā)電功率占煤電機組折算發(fā)電功率的比值對依托煤電機組實時廠用電功率進行分配，可按式（4.0-2）計算，即：W Wbfd

(1rlgr)

式（4.0-2）Wbcy2 zWfd

ccy cy cy式中：fdWz——依托煤電機組的折算發(fā)電功率，kW；fdWccy——依托煤電機組實時廠用電功率，kW；rlcy——生物質鍋爐未投運時，依托煤電機組額定工況下輸煤及燃料制備系統(tǒng)廠用電功率占依托煤電機組額定工況廠用電功率的比值；grcy——生物質鍋爐未投運時，依托煤電機組額定工況下供熱系統(tǒng)廠用電功率占依托煤電機組額定工況廠用電功率的比值。Wft當依托煤電機組為純凝機組時，折算發(fā)電功率Wz即為其實時發(fā)電功率Wft；當依托z應為實時發(fā)電功率與供熱負荷折算發(fā)電功率之和，Wftft可按式（4.0-3）計算，即：fdWZ=Wfd+ΣQgri×fd

式（4.0-3）式中：Wft——依托煤電機組實時發(fā)電功率，kW；Qgri——第i種供熱方式的供熱負荷，kW；φgri——第i種供熱方式的供熱負荷折算發(fā)電系數(shù)，kW/kW。gth4.04式中：

φgri

=hcqi?hchcqi?hhsi

×s9 （4.04）hcqi——第i種供熱方式的抽汽焓，kJ/kg；hhsi——第i種供熱方式的熱網(wǎng)回水焓或熱力系統(tǒng)補水焓，kJ/kg；如果有回水，取熱網(wǎng)回水焓；如果無回水，取熱力系統(tǒng)補水焓；s9——gth（4.0-5φgri

=hqi+Δz??hc×s9 （4.05）hcqi?hhsi式中：Δhz?——再熱蒸汽焓升，kJ/kg。依托煤電機組實時廠用電功率應扣除生物質鍋爐島廠用電功率，可按式（4.0-6）計算，即：Wccy=Wfd?WgdWbcy1 式（4.0-6）式中：Wgd——依托煤電機組實時供電功率，kW。cy和cy5年~10年更新一次。當輸煤及rl燃料制備系統(tǒng)或供熱系統(tǒng)發(fā)生重大變更時，應由有資質的檢測機構測試提供更新后的grcy。

cy和生物質能供電量計算5.0.1 統(tǒng)計周期內(nèi)，生物質能供電量應為生物質能發(fā)電量減去生物質能廠用電量，可按式（5.0-1）計算，即：Ebgd=EbfdEbcy 式（5.0-1）式中：Ebgd——生物質能供電量，kW.h。附錄A（資料性附錄）蒸汽耦合生物能發(fā)電量計算示例引言下面討論兩個計算示例，每個示例只是實際應用中典型或特殊的情況，而不是通用指導。與燃煤機組給水系統(tǒng)耦合的生物質能發(fā)電量計算示例水，其產(chǎn)生的過熱蒸汽經(jīng)過新增的高壓加熱器與燃煤機組的高壓給水進行熱交換后疏水至A.2-1所示。圖A.2-1與給水系統(tǒng)耦合的典型方案生物質能發(fā)電量計算方法：流經(jīng)新增高壓加熱器的給水分流量為Dd，該份額的給水從原系統(tǒng)高壓加熱器Nojr1ZZDd

kkjr1該份額給水通過新增高壓加熱器吸收生物質鍋爐主蒸汽熱量，提高溫度后，從加熱器No.j的出口進入熱力循環(huán)，其做功為：ZDh' Zdw wjj1k kj j10。hg的給水經(jīng)生物質鍋爐給水泵送入生物質鍋爐吸熱后進入新增Dssg進gDssgg由此，生物質爐與燃煤機組高壓加熱器側蒸汽耦合的實際做功應是上述三項的代數(shù)和，即：W

h'h

Z D

ZD

hbfd d

w wj

j

kj

kk

d kjr

kk s s g gDh'h

Z

Z D

hdw wjjkk kk

s s g g kj kjr1 '

jr dwwjj1kssgg kj 具體計算示例圖A.2-2 與給水系統(tǒng)耦合的具體方案熱平衡圖13PAGEPAGE、qj、的整理與給水系統(tǒng)耦合的具體方案熱平衡圖中的熱力參數(shù)，根據(jù)圖A.2-2與給水系統(tǒng)耦合的具體方案熱平衡圖中的熱力參數(shù)，

、qj、經(jīng)整理可得：加熱器編號123456789給水焓升j88.1199.4193.2196.7107.490100.196.293.4抽汽放熱量qj1877.22035.42580.12516.72405.52365.22364.42308.32265.6疏水放熱量j213.3201.9208.990.5121.889.7Hjj的計算Hh

h=142.7；

H9=0.062985；9 9 c99qHhhH9q

=269.45；

H8=0.1167；8 8 9 9 997878qHhh=389.3876；8q

H7=0.16468；7 7

88 99676qHhhq

=491.9286；

H6=0.207986；6 6 7 7 776qHhhHq

=603.9059；

H5=0.25105；5 5 6 6 6655q4HhhH=777.0206；H4=0.3087；5q4q4 4 7 7 55 66 77q4HhhH

=984.8236；

H3=0.3817；3 3 4 4 4433q2HhhHh(1)=865.4544；H2=0.4252；3q2q2 2 3 3 33 0q121HhhH

=829.859；

H10.44207；1 1 2 2 221生物質能發(fā)電量的計算流經(jīng)新增高壓加熱器的給水分流量為，燃煤機組原系統(tǒng)做功損失為：99dk50W；k31號加熱器的出9Dh' 9口進入熱力循環(huán)，其做功為：

d

10k042W； k新增高壓加熱器的疏水至除氧器以及除氧器給水至生物質鍋爐引起原系統(tǒng)做工能力變化為Dssg498W；由此，生物質爐與燃煤機組給水系統(tǒng)蒸汽側耦合的實際做功應是上述三項的代數(shù)和，即：Wbfd102942-65200+2938=40680kW。與燃煤機組再熱系統(tǒng)耦合的生物質能發(fā)電量計算示例水，其產(chǎn)生的過熱蒸汽經(jīng)壓力調(diào)節(jié)或減溫減壓后直接進入燃煤機組的熱段或冷段。典型的A.3-1A.3-2所示。圖A.3-1 與熱段耦合的典型方案圖A.3-2 與冷段耦合的典型方案生物質能發(fā)電量計算方法與熱段耦合時生物質能發(fā)電量計算方法Z流量為Ds，焓值為hg的給水經(jīng)生物質鍋爐給水泵送入生物質鍋爐吸熱，其做功損ZskkgDf

hf

，其做功增加為 z Dfhfc1ryr。 rm 由此，生物質爐與燃煤機組熱段蒸汽耦合的實際做功應是上述二項的代數(shù)和，即：W Dh

h1zy

DZbfd f f c

r

rr

s kkkg與冷段耦合時生物質能發(fā)電量計算方法流量為Ds，焓值為hg的給水經(jīng)生物質鍋爐給水泵送入生物質鍋爐吸熱，其做功損ZZskkgDfDfhfiiicr10。

hf

，其做功增加為由此，生物質爐與燃煤機組冷段蒸汽耦合的實際做功應是上述二項的代數(shù)和，即：ZdDfhfiiicr10skZkg具體計算示例圖A.3-3 與再熱系統(tǒng)熱段耦合的具體方案熱平衡圖18PAGEPAGE、qj、的整理與再熱系統(tǒng)熱段耦合的具體方案熱平衡圖中的熱力參數(shù)，根據(jù)圖A.3-3與再熱系統(tǒng)熱段耦合的具體方案熱平衡圖中的熱力參數(shù)，

qj、、經(jīng)整理可得：、、加熱器編號123456789給水焓升j85.6197.7194.419610789.499.99692.1抽汽放熱量qj1877.32035.52576.22511.32401.12361.32361.32305.52261.2疏水放熱量j211.6203208.190121.588.5Hjj的計算Hh

h=141；

H9=0.06233；9 9 c99qHhhH9q

=267.38；

H8=0.115976；8 8 9 9 997878qHhh=386.8255；8q

H7=0.163819；7 7

88 99676qHhhq

=488.4215；

H6=0.20684；6 6 7 7 776qHhhHq

=599.6055；

H5=0.24972；5 5 6 6 6655q4HhhH=771.5479； H4=0.30723；5q4q4 4 7 7 55 66 77q4HhhH

=980.6133；

H3=0.38064；3 3 4