600MW超临界燃煤发电机组经济性运行试验研究.doc

专栏 电力建设 600MW超临界燃煤发电机组经济性运行试验研究 □章正传李新虎 摘 要通过对大唐潮州电厂典型６００ＭＷ超临界燃煤机组现场多工况的热力试验，计算分析得出不同运行工 试验结果验证了厂家提供的热力特性曲线，并从中可以确定适合该类机组长期经济况下的热耗率负荷曲线， 性运行的运行方式。试验结论对该类机组的经济性运行管理具有实际参考意义。 关键词经济运行；热耗；６００ＭＷ超临界机组；经济性；运行工况 1引言 提高蒸汽参数、发展大容量机组是提高机组热效率的主要 手段，随着电力建设的迅猛发展，截止到２００４年底，已建的大容量火电机组中，单机容量为６００ＭＷ及以上的大型火电机组有５５台，其容量占全国火电装机容量的１０．７％，其中超临界机组１４台。根据电力工业中长期发展规划，至２０１０年，全国单机容量６００ＭＷ超临界机组将达到１７０台左右，约占全国火电装机容量的３０％。６００ＭＷ超临界燃煤机组，作为电网中的主力机组，不但要承担起长期满负荷运行的任务，而且还要承担起国家环保节能减排的重担，通过对机组的运行方式进行现场试验分析，找出适合该类机组长期运行的运行方式，具有重要的现实指导意义。 本文主要通过对大唐国际潮州发电厂６００ＭＷ超临界燃煤机组进行经济性运行优化试验，得出该机组的比较经济安全的运行方式。 2机组概况 为了通过现场试验手段实测机组热力性能，总结出同类机组比较经济的运行方式，特别对广东大唐国际潮州发电厂典型６００ＭＷ超临界燃煤机组进行试验，该厂Ⅰ期１、２号机组装机容量为１２００ＭＷ。２台汽轮机组是由哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的ＣＬＮ６００－２４２／５６６／５６６型超临界一次中间再热三缸四排汽双背压凝汽式汽轮机组。锅炉型号为ＨＧ－１９００／２５．４－ＹＭ４，超临界参数变压运行直流炉，锅炉为单炉膛、一次再热、平 露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型布衡通风、 置。 3试验过程 3.1试验工况安排 为了获得不同阀门开度下机组的热耗，以阀点为基准，即试验在三阀全开（３ＶＷＯ）下进行７个负荷工况，两阀全开（２ＶＷＯ）下进行１０个负荷工况。顺序阀ＧＶ３开度２１％下进行７个负荷工况，顺序阀ＧＶ３开度８％下进行６个负荷工况，共 表1试验工况安排简表 ３０个试验工况。试验工况安排如表１所示。 通过计算各试验工况的修正后的热耗值，并进行曲线拟合，最后得到６００ＭＷ额定负荷工况下的热耗值。3.2试验情况说明 （１）高中压合缸机组高中压缸前轴封由于结构的原因而无法直接测量其漏量，为推算此漏汽量，特别进行了变温试验，用影响系数法计算漏汽至中压缸的流量所占再热蒸汽量的份额。 （２）对于系统内漏，试验时高压导汽管疏水、高加危急疏水等存在无法隔离的内漏，这几股泄漏的蒸汽流量难以测量，但根据现场测量阀门后的温度均在５０℃以下，表明泄漏量不会很大，因此热耗计算时忽略它们的影响。 （３）对于系统外漏，计算时将不明泄漏１００％计入锅炉侧。（４）机组运行参数方面基本正常。（５）为保证试验结果的精度，试验中对重要工况进行了不低于２组的重复性试验。同一工况进行重复试验时，调节高压主汽调节阀，使负荷至少变化５％，同时系统恢复补水、排污等，再调整到前一工况相同的条件下进行试验。 （６）本试验的测点使用仪器如下温度采用Ａ级热电阻（Ｐｔ１００）和Ⅰ级热电偶（Ｅ型）。压力采用精度为０．１级的压力变送器。 流量主流量采用ＡＳＭＥ长颈喷咀及精度为０．１级的差压变送器；辅助流量采用标准孔板，及精度为０．１级的差压变送器。 电功率采用ＧＸＭ３０５型０．１级功率变送器测量。仪表均应校验合格，并在检定有效期内使用。采集系统全部测点采用分布式采集系统，主要设备有ＩＭＰ 便携式计算机（１台）、电源箱等。数据采集板（５块）、 采集系统，每组试验每５ｓ采集一组数据，每组试验进行２ｈ。 4试验结果及分析 4.1计算说明 （１）对采集系统及人工记录的数据进行平均处理，然后经高仪表零位及校验值和大气压修正；度差、 （２）各试验工况的计算分别进行一次二次修正；（３）计算通过自编ｖｂ程序计算得到。4.2试验结果 ４．２．１机组热耗率与发电功率之间的关系 该６００ＭＷ超临界燃煤机组热力试验２ＶＷＯ及３ＶＷＯ各试验工况修正后结果如表２所示。由表２可知，热耗随着负荷的升高而下降。第二类修正后，在２ＶＷＯ工况下，负荷从４８０ＭＷ下降到３００ＭＷ，而热耗随之从７９８６．８ｋＪ／（ｋＷｈ）增加到８４６９．９ｋＪ／（ｋＷｈ）；在３ＶＷＯ工况下，当机组运行负荷从５４０ＭＷ下降到４２０ＭＷ时，热耗随之从７９０６．８ｋＪ／（ｋＷｈ）增加到 112 广东科技２００８．１０．总第１９８期 电力建设 专栏 表2600MW超临界燃煤机组热力试验2VWO及3VWO各试验工况修正后结果 “ 因此，综合考虑高调阀等设备的安全性运行及使用寿命等因素，建议该类机组采用顺序阀ＧＶ３开度２１％运行。 5结论 （１）机组的热耗随着负荷的升高而下降，因此尽量减少机组低负荷运行的时间，同时为安全考虑，不能长时间地超负荷运行，建议机组最好能在额定负荷下运行； （２）机组在４２０ＭＷ负荷以下运行时，顺序阀ＧＶ３开度为８％时机组的热耗值比２１％时的热耗值稍低；机组在４２０ＭＷ至５４０ＭＷ负荷区间运行时，顺序阀ＧＶ３开度２１％时机组的热耗值与８％时的热耗值基本接近，均比在２ＶＷＯ与３ＶＷＯ工况下运行的热耗低；机组在５４０ＭＷ负荷以上运行时，机组在３ＶＷＯ工况下运行时的热 ’* ,- ./ ’ * 0,- ./ 123456* 123456 723456* ,- ./ ,- ./ ８１１８ｋＪ／（ｋＷｈ）。这种规律如图１所示，此与厂家提供的热力特性曲线中的热耗与功率关系曲线趋势相吻合。表明试验数据与厂家提供的理论曲线相符，同时表明本次试验结果正确可信。 图2各试验工况下热耗率与负荷之间的变化关系曲线 图1修正后的热耗率与发电功率之间的变化关系曲线 耗相对最低，顺序阀ＧＶ３开度２１％工况下运行时的热耗比 ＧＶ３开度８％工况下运行时的热耗低。综合考虑高调阀等设备的安全性运行及使用寿命等因素，建议该类机组采用顺序阀ＧＶ３开度２１％运行。■ 参考文献 ４．２．２各试验工况下热耗率与负荷之间的变化关系 ３ＶＷＯ、顺序阀ＧＶ３开度２１％、顺序分别将阀点为２ＶＷＯ、 阀ＧＶ３开度８％的各试验工况的计算结果进行整理，并对这些试验工况下的热耗率与负荷之间变化关系进行多项式拟合结果如图２所示。 机组在４２０ＭＷ以下时，顺序阀ＧＶ３开度８％时的热耗值比２１％开度时的热耗稍低，而机组在２ＶＷＯ工况下的热耗相对最高；机组在４２０ＭＷ至５４０ＭＷ负荷区间运行时，２ＶＷＯ工况下机组的热耗相对最高，顺序阀ＧＶ３开度２１％时的热耗与８％开度时的机组的热耗基本接近，均比在２ＶＷＯ与３ＶＷＯ工况下的热耗低。而机组在ＧＶ３开度２１％运行时的相对热耗稍高；当机组在５４０ＭＷ负荷以上运行时，３ＶＷＯ工况下机组的热耗相对最低，在顺序阀ＧＶ３开度２１％工况下机组的热耗比ＧＶ３开度８％工况下的热耗低。 ［１］孙锐，赵敏，秦丰等．推广应用６００ＭＷ超超临界机组的必要性和可行性研究［Ｊ］．中国电力．０５３８（８）１．［２］卢家勇，张宏春，李庆华，韩涛．合缸机组高中压轴封漏量测量方法的探讨［Ｊ］．山西电力．２００６，（０４）． ［３］蒋寻寒，曹祖庆．高中压合缸汽轮机中间分隔轴封漏汽测试［Ｊ］．热力透平．２００６，（０３）．［４］黄安平，余平等．火电机组启动验收性能试验导则．中华人民共和国电力工业部．１９９８ ［５］ＡＳＭＥＳｔｅａｍＴｕｒｂｉｎｅｓＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔＣｏｄｅｓ［Ｓ］．ＡＳＭＥＰＴＣ６．０－１９９６．［６］冯元珍，屠小明，罗建平．ＭＡＴＬＡＢ软件在曲线拟合中的应用［Ｊ］．福建电脑．２００７，（０３）． （作者单位章正传，广东省电力设计研究院；李新虎，广东电力科学研究院） 113 广东科技２００８．１０．总第１９８期