K-215—130—1型汽轮机滑压运行经济性试验分析.pdf

第33卷第7期
华电技术
ol.33 No.7
2011年7月
Huadian Technology
Jul.2011
K-215-130-1型汽轮机滑压运行
经济性试验分析
杨旭吴
(华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂,黑龙江牡丹江157015)
摘要:以苏制K-215-130-1型凝汽式汽轮机为例,进行了汽轮机在固定阀位下分别采用定压运行方式和滑压运行
方式的热力性能对比试验,确定不同工况下的最佳运行方式。试验结果表明,在135~175MW负荷区域,采用滑压运行
方式的经济性优于定压运行方式,能够有效指导机组的经济运行,大幅度降低机组供电煤耗。
关键词:汽轮机;定压运行;滑压运行;经济性
中图分类号:TM621.3
文献标志码:B
文章编号:1674-1951(2011)07-0001-03
0引言
2汽轮机定一滑压运行经济性分析
近年来,由于生活用电和新能源电量在电网中2.1低负荷滑压运行使汽轮机内效率升高
所占比例不断增大,造成电网峰谷差逐年加大,火电
从蒸汽特性上讲,压力较高的蒸汽动力黏度增
机组的负荷率大幅度降低,为了满足电峰谷电量加,低负荷时主汽压力高会造成第喷嘴、第2喷嘴
的需求,火电机组不得不更多地参与深度调峰。汽组流量过大或超出力运行,使蒸汽摩擦损失和部分
轮机在低负荷区域运行时,由于严重偏离额定工况,进汽损失进一步加大,调节级效率下降很大,严重时
参数偏离设计值,造成机组的能耗增大,经济性降还影响机组的安全。此时调门还会节流,在调门后
低。为了满足电网调峰要求并降低企业发电成本,实际压力、汽温都会降低(与滑压相比),受到节流
应设法提高机组在低负荷区域的经济性,而汽轮机的高压蒸汽做功能力下降。所以,负荷低、主汽压力
的定一滑压运行则是解决这一问题的有效途径。
高时,高压缸通流效率降低,而且还会増加高压门杆
华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂5
漏汽损失。
汽轮机组系前苏联生产的215MW三缸两排汽中间
当初压降低时,蒸汽比容增大,高压缸通流
再热凝汽式汽轮机,机组长期采用定歴运行方式,低间隙的漏汽损失相对减小,高压缸效率升高:膨胀千
负荷时,由于在额定压力运行方式下机组的运行出
度X。增大,湿气损失减少,低压缸效率升高。因此,
力大大偏离其经济工况,汽机调门的节流损失以及
给水泵能耗增大,显著影响机组的整体效率,造成
在汽温不变而压力下降的条件下,低负荷滑压运行
时相对内效率高于定压运行。
发、供电煤耗率上升,导致企业生产成本增加。为有
效地开展机组节能降耗工作,提高机组经济性,华电
2.2滑压运行更容易保持锅炉汽温
能源股份有限公司牡丹江第二发电厂于2009年7
低负荷滑压运行更容易保持锅炉过热蒸汽及再
月进行了定一滑压运行试验,以确定机组在不同工热蒸汽温度不降低(定压运行时负荷降低,汽温趋
况下的最佳运行方式。
于下降,再热汽温下降更为迅速),同时高压缸排汽
温度升高,使再热蒸汽需要的相对吸热量Q。大大
机组主要技术参数
减少。
机组主要技术参数为:型号,K-215-130-1;
与定压运行比较,锅炉过热器入口温度随压力
额定功率,215MW;最大功率,220MW;新蒸汽压力
下降而下降(饱和温度下降),加大了传热温差,有
2.75MPa;新素汽温度,540℃;再热蒸汽压力,2.44利于増大传热量,而蒸汽过热爚减少,有利于保持汽
MPa;再热蒸汽温度,540℃;额定功率汽耗量,646温,提高蒸汽做功能力。
レh;汽轮机最大通流量,670レh;热耗,8260.562.3给水泵耗功及效率
kJ/(kW?h)。
低负荷滑压时锅炉汽包压力降低,相应地在保
证锅炉给水正常的情况下,给水泵出口压力也随着
收稿日期:2010-12-12;修回日期:2010-12-29
降低。由于给水泵耗电约占厂用电率的30%,因此,
华电技术
第33卷
给水泵耗功大小是评价机组运行方式的重要指标
9u
给水泵耗功为
式中:qw为冷段再热器热蒸汽量;qm为主蒸汽流
M=タo(Po-Ppn
量;qw为高压门杆漏汽量(取设计值);q为高压缸
抽汽量(由高加能量平衡求得);qw为高压轴封漏量
式中:Po,o为给水泵出口压力(MPa)和比容(取设计值)。
(m3/kg);p,,为给水泵入口压力(MPa)和比容
(3)热段再热器热蒸汽流量
(m/kg);7为给水泵效率,%;9为给水流量,h。
给水泵效率在一定范围内变化不大,则给水泵式中:qwm为热段再热器热蒸汽流量;qwm为冷段再
出口压力越低耗功越少,采用调速给水泵的机组在热器热蒸汽流量;g为再热减温水流量。
低负荷滑压运行时对热经济性提高非常大。
(4)热耗率的计算。热耗率为蒸汽在锅炉的吸
2.4滑压运行在热效率方面的缺陷
热量和发电机出力之比
滑压运行在热效率方面有明显的缺陷,就是热
9 =(gvms. hm+gwh. hr
力系统循环效率降低。当工质初压降低时,初温不
crh -y shs
变,虽然蒸汽初焓上升,但排汽焓上升更多,因而可式中:g为试验热耗率,kJ/(kW?h);h为各流量对
用焓降减少。
应的焓,kJ/kg;P为测得的发电机输出功率,MW。
文献[1]指出,理想循环热效率m=1
4试验结果分析
7/,在终参数不变时,放热过程平均温度。不
变,当降低吸热过程平均温度7后,循环热效率m
进行汽轮机在固定阀位时进汽分别采用定压、
下降。对于超高压机组,下降,对应的m就会降滑压运行方式的热力性能对比试验,确定机组的最
低。初压越低,对应的m就越低。
佳经济运行方式,指导机组实际运行的经济调度工
作,有利于机组的节能降耗。
3定一滑压运行试验确定最佳运行方式
出于安全性考虑,“5汽轮机组各调节汽门开启
通过该机组同一负荷下汽轮机高压调节汽门不顺序已经做了一定的调整,其开启顺序设置为
同阀位以及进汽压力分别为定压、滑压的热力性能GV2→GV4→GVI/CV3(GV2的开度始终比GV4大
对比试验,分析机组在部分负荷区间运行的经济方10%),这与多数同类型机组的开启顺序有所不同。
式,掌握机组经济性能数据,为机组低负荷运行的经
根据该机组当前各调节汽门开启重叠度设置以
济调度提供依据和指导,以此制订机组的优化运行及带负荷的实际情况,在部分负荷区间如果增加
策略。
GVI/GV3参与运行,由于其阀位开启开度比较小,
3.1数据采集
必将增加额外的阀门节流损失,所以,基于以上阀门
主机为笔记本电脑,数据采集部分为英国施伦开启重叠度设置的分析判断,以GVl/GV3刚好不
伯杰公司生产的分散式数据采集系统(IMP),可自开和GVI/GV3尽量开大这2个阀位作为滑压运行
动记录压力、差压、温度、电功率等值并进行数据处试验的基准阀位。其中,“滑压1”工况即为GV2和
理,其精度为0.02级。
GV4开且GVI/GV3尽量开大甚至到全开位置的滑
3.2试验数据处理
压试验工况(现场实际运行中,CVI/GV3最大仅能
数据采集系统将每个工况的原始试验数据存入开到25%,即25