汽轮机组运行的优化要点总结.doc
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1、汽轮机组运行的优化要点总结汽轮机组运行的优化要点总结我班组运行的优化要点总结如何使各种参数及辅机运行方式最接近理想的状态,即是我班组优化运行的目标。机组的优化运行是对运行机组性能的在线技术分析,及时发现问题,及时进行改进和调整,所以,这是一种动态操作模式。1我组运行优化工作的内容主要有以下几方面:(1)根据机组的设计参数及数据、机组目前设备的性能状况,分析节能潜力。(2)从机组设备和运行方式两方面进行改进和试验调整入手,确定机组可能达到的最佳运行方式和各性能指标。2运行人员优化操作的思路在以上工作的基础上,如何找出影响当前机组运行经济性的主要问题,从而通过调整运行方式或运行参数使机组运行工况最
2、大限度的接近最优的状态。例如,在一定的负荷和循环水进水温度条件下,对于已有的凝汽器来说,增加循环水流量可以使凝汽器压力降低,使汽轮机做功增加。但增加循环水量必然增加了循环水泵的耗功,只有在增加循环水量使汽轮机增加的做功大于循环水泵由此而增加的耗功时才是合理的。在分析后,运行人员的调整目标就是使凝汽器压力耗差与循环水泵电耗耗差之和达到最小值,此时机组的真空即为最佳真空。又如对于主蒸汽压力来说,在不影响安全的情况下,压力越高的机组效率越高,但这只适用于额定工况下的情况。在减到部分负荷工况时,如果仍维持较高的主蒸汽压力,则将使调门节流损失增加,调节级效率降低,使高压缸排汽温度降低。过热蒸汽温度降低,
3、因而降低了机组效率。所以,在运行中,最佳的主蒸汽压力应使主蒸汽压力降低产生的耗差、调门节流损失的耗差达到最小值。对于回热系统和汽水系统,不论什么工况,总之各加热器只要控制好水位,保持加热器端差在设计值之内即能达到最佳状态。主蒸汽、过热蒸汽温度应保持规定范围内,过高将影响到汽轮机金属部件的寿命,偏低则不论什么工况都将使机组效率降低。3我组优化运行的监视要点1定期对汽轮机通流部分结垢的监督在4台汽轮机中,通流部分的结垢监视是根据调节级压力(或各段抽汽压力)与流量是否成正比而判断的,一般采用定期对照分析调节级压力相对增长率的方法。一般规定,冲动式机组调节级压力的相对增长率不应超过10,反动式机组不应
4、超过5。近代大型冲动式汽轮机常带有一定的反动度,因此该增长率控制应较纯冲动式机组更严格,这样有助于推断结垢的段落及结垢速度。有时压力的升高也可能是其他的原因造成的。如:某一级叶片或围带脱落并堵到下级喷嘴上,特别是要看压力升高的情况是在短时内发生的,还是长期的渐变过程。汽轮机通流部分结垢的原因,主要是蒸汽品质不良引的,而蒸汽品质的好坏又受到给水品质的影响。所以,要防止汽轮机结垢,首先要做好对给水和蒸汽品质的化学监督,并对汽、水品质不佳的原因及时分析汇报。2轴向位移的监视当轴向位移增加时,应对照运行工况,检查推力瓦温度和推力瓦油回温度是否升高及差胀和缸胀情况。如证明轴向位移表指示正确,应分析原因,
5、并申请做变负荷操作,做好记录,汇报车间,并应针对具体情况,采取相应措施加以处理。3汽轮机的振动及其监督不同机组、同一台机组的不同轴承,各有其振动特点和变化规律,因此应经常注意机组振动情况及变化规律,以便在发生异常时能够正确判断和处理。每次测量轴承振动时,应尽量选择在机组的负荷、参数、真空相同下进行比较,对有问题的重点轴承要加强监测。运行条件改变、机组负荷变化时,也应该对机组的振动情况进行监视和检查,分析振动不正常的原因。正常加减负荷时各轴承的振动在较小范围内变化。当振动增加较大时(虽然在规定范围内),应向车间汇报,同时认真检查新蒸汽参数、润滑油温度和压力、真空和排汽温度、轴向位移和汽缸膨胀的情
6、况等,如发现不正常的因素,应立即采取措施予以消除,或根据机组具体情况改变负荷或其他运行参数,以观察振动的变化。扩展阅读:大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告密级检索号16-090317浙江省电力试验研究院科学技术文件大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告二九年十一月大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告编写者:审核者:审批者:批准者:工作人员:浙江省电力试验研究院:童小忠吴文健樊印龙包劲松朱梅芳孙永平浙江省能源集团有限公司:朱松强董昊炯目录1项目背景.12解决问题的方法.33工作内容.74项目成果.95项目应用情况.106效益分析.127结论与展望.14大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告摘要汽轮机日常变
7、负荷运行期间的滑压优化策略研究工作,对改善机组低负荷阶段运行经济性能有着十分重要的意义。本研究项目以各型汽轮发电机组滑压优化试验研究为基础,对机组变负荷滑压优化与汽轮机高压调门运行方式之间的内在关联进行分析,得出一系列机组滑压运行优化策略。本文从项目背景、工作内容、项目成果、实际应用与效益分析等几个方面对该项目进行了总结,并对今后工作内容作了展望。关键词汽轮机滑压优化策略研究总结报告1项目背景电力工业是我国国民经济的重要基础产业,燃煤火力发电企业是为社会发展和经济发展提供电力能源的企业,同时也是大量消耗一次能源和水资源的行业。随着国家电源建设的快速发展,大量600、1000MW容量等级的超临界
8、、超超临界火电发电机组开始投运,电力供需矛盾已趋缓和。但带来的问题是,火电机组的利用小时数逐年降低,低负荷运行时间普遍增加。一些原先设计带基本负荷的大型汽轮发电机组也被要求深度调峰,长期处于低负荷运行,机组效率大大降低,厂用电率增加。因此,如何提高机组在低负荷阶段的运行经济性成为一个亟待解决的问题。从全国大机组协作组的历年统计资料来看,浙江省内大型火电机组的可靠性与经济性均居于国内同类机组前列,省内各型火电机组的供电煤耗率普遍低于国内同类型机组的平均水平,这与浙江省能源集团有限公司对下属电厂加强机组设备的运行管理、开展运行节能降耗工作是密不可分的。近年来,浙江省电力试验研究院与浙江省能源集团有
9、限公司合作,在浙江省能源集团各下属电厂的125、200、300、600MW多种类型机组进行了大量的滑压优化试验工作,对以下所列的汽轮机实际运行状况改变现象对滑压运行方式的影响进行研究,并制定出具体的应对策略,有效地提高了机组的运行经济性能。(1)、机组改造后没有确定滑压优化运行方式前些年,各电厂众多的125、200MW机组相继进行了汽轮机通流部分改造,这些机组改造后的运行性能与改造前相比发生了较大的改变,有时还出现改造后汽轮机通流能力大大超出机组铭牌出力需求的情况,而调速系统(DEH)、热工控制系统(DCS)改造,又改变了原先液压调速系统所固有的高压调门开启方式。由于汽轮机通流改造厂家以及DE
10、H、DCS改造厂家都没能提供新的机组滑压控制曲线,所以电厂用户只能自己确定机组的变负荷运行方式。为加快机组负荷调节速度,大多数机组第1页共14页大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告采取定压运行方式,也有个别机组采取全开所有调门的滑压运行方式,这些不合理的运行控制方式会对机组变负荷运行经济性能造成损害。(2)、汽轮机效率变化的影响大量新机组投产后的性能试验结果表明,机组运行热耗率往往高于设计值,偏高幅度达23左右,这会导致汽轮机的实际主汽流量需求大于设计值;而一些仅完成汽轮机中、低压缸通流改造的机组,汽轮机的高压调门和高压缸结构状况没有变化,但由于通流效率较以前提高约35,所以实际运行的主蒸汽流量
11、会较原先有所下降。若保持机组设计滑压控制曲线不变,汽轮机在相同负荷点的调门开度就会随着主汽流量需求的变化而改变,因而偏离原先设计的调门开度控制值。(3)、汽轮机调门工作特性变化的影响从实际机组调门特性试验得出的配汽特性曲线来看,试验得出的高压调门特性曲线往往与设计特性曲线之间存在一些偏差。实际运行机组的各高压调门之间“重叠度”设置、调门运行压损等都会出现与设计值不一致的情况。这些偏差因素会对汽轮机实际滑压运行的调门开度造成影响,使其偏离当初的设计意图,引起机组滑压运行经济性能的下降。(4)、机组主要运行参数变化的影响机组主要运行参数的变化,会对机组滑压控制曲线的应用效果产生影响。机组运行参数的
12、变化主要包括主汽温度、再热蒸汽温度以及凝汽器压力等。其中凝汽器压力会随着冬季、夏季的循环水温度自然变化而出现较大的偏差。当汽轮机在寒冷的冬季工况运行时,随着凝汽器压力的降低,滑压运行的高压调门开度会减少;当汽轮机在炎热的夏季工况运行时,随着凝汽器压力的升高,滑压运行的高压调门开度会增大。由此表明,随着凝汽器压力的周期性变化,汽轮机滑压运行的高压调门开度也会出现偏离原先设计滑压控制开度的情况,因而对机组运行经济性能产生不利的影响。(5)、机组热力系统运行状态变化的影响机组热力系统运行状态的变化,会对机组滑压控制曲线的应用效果产生影响。机组热力系统运行条件的变化通常包括加热器、给水泵等重要辅机的故
13、障投切,锅炉大量吹灰、排污以及过热器、再热器减温水的大量投运等,其中影响最大的当属对外供热。汽轮机由单纯的发电状态变成热电联产状态,则汽轮机必须开大调门开度以增加进汽流量,由此造成了汽轮机在供热状态下的调门开度偏离原先的设计要求。而且供热抽汽的能级越高、流量越大,对机组滑压运行方式造成的偏差因素也就越显著。第2页共14页大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告“大型汽轮机滑压优化策略”专题研究项目正是为解决这些问题而进行的,通过汽轮机滑压优化的理论研究,确立滑压优化的控制原则;通过大量机组滑压优化的试验比较工作,提炼得出滑压寻优的指导性方法;通过对机组实际运行条件变化对滑压优化运行性能的影响分析,总
14、结得出为保持滑压优化运行效果而必须采取的修正策略。将这些“大型汽轮机滑压优化策略”应用于具体的运行机组上,可以指导机组的滑压优化综合治理工作,从而实现提高机组运行经济性能的目的。2解决问题的方法2.1确立机组滑压优化的控制原则机组滑压优化控制曲线直接反映了主汽压力控制值与机组负荷之间的对应关系。但从汽轮机实际负荷调节过程中的主蒸汽压力P0、高压调门开度Cv和机组负荷Ng、这三者的运行影响关系来分析,它们之间存在着相互关联、相互制约的关系:NgP0Cv公式(1)一旦确定了机组变负荷过程中的高压调门开度控制方式,就相应地确定了机组负荷与主汽压力之间的对应关系,于是,机组滑压控制曲线也就固定下来了。
15、因此,求取汽轮机优化滑压控制曲线的过程,实质上就是确定“最佳滑压阀位”的过程。汽轮机按照“顺序阀方式”运行时,高压调门是逐个顺序地开启或关闭的,于是就会出现前面一只或几只调门已接近全开、而后续调门处于“将开未开”的特殊阀位,这被称为“阀点”位置。当汽轮机处于“阀点”状态运行时,调门的节流效应最小,在局部负荷变化范围内,机组效率也就较高。因此,在机组负荷下降的过程中,汽轮机由定压转为滑压运行时,一般应选择合理的滑压运行参数,尽量使汽轮机高压调门开度接近“阀点”位置。汽轮机高压调门“阀点”位置的确定方法大致如下:(1)、调门阀杆升程测量法(2)、实际试验法(3)、查图确定法但汽轮机的“最佳滑压阀位
16、”并不等同于“阀点”位置,具体的滑压调门开度控制值尚需考虑调门特性、“重叠度”设置等因素,通过专门的滑压比较试验来确定。2.2汽轮机滑压寻优的方法2.2.1采用试验比较的方法选取滑压优化运行方式第3页共14页大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告我们在进行机组循环效率试验期间,通常会穿插进行不同负荷工况的滑压优化比较试验,通过机组热耗率结果的比较,来确定运行经济性能较优的滑压控制曲线。机组滑压运行优化试验可以为机组不同滑压运行方式的性能优劣比较提供了一种可靠的检测手段。国内一些试验单位也采取试验比较的方法来确定机组滑压优化控制曲线,但他们通常采用在一些典型负荷点上改变主汽压力的试验方法,来比较得出
17、每个试验负荷点上机组效率最高的主汽压力控制值,由这些效率最高点相连而形成机组最佳的主汽压力与机组负荷对应关系线,即机组滑压优化控制曲线。但机组实际试验过程中常常会遇到的一个问题是:不同滑压运行方式的性能差异较小,容易受试验误差的干扰和影响,因此由效率最高点连接而成的滑压优化曲线可能会出现弯折、畸变的现象,最终影响对机组优化滑压运行方式的判断。为了保证机组滑压优化评价结果的正确性,我们将热耗率结果比较方法由传统的“点对点”的比较转变为“线对线”的比较,并称之为“滑压试验比较法”。如下图1所示,为一台超临界600MW机组滑压优化试验过程中,按照不同的高压调门开度而设置的试验比较负荷工况,这些试验工
18、况点的连线就形成了两条不同的滑压运行控制曲线。262422202216141210250300350400450500550机组负荷,MW主蒸汽压力,MPa滑压优化调整前滑压优化调整后600650图1一台超临界600MW汽轮机不同滑压运行方式的主汽压力控制曲线对应于上图1所示的滑压优化调整前、后试验工况,通过高精度的试验仪表和领好的试验条件,可以获得较为精确的热耗率试验结果,如下图2所示即为一台超临界600MW汽轮机滑压优化调整前、后的修正后热耗率变化曲线。图2中的两条热耗率变化曲线各由56个工况点组成,对两条曲线进行差异比较后可知,滑压优化调整后的机组运行效率要明显高于原先的通常运行方式。第
19、4页共14页大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告8,450修正后热耗率,kJ/kWh滑压优化调整前滑压优化调整后8,3508,2508,1508,0507,9507,8507,750250300350400450500550600650机组负荷,MW图2、一台超临界600MW汽轮机滑压优化调整前、后的修正后热耗率变化曲线很显然,由多个试验工况点共同参与结果比较的“滑压试验比较法”可以获得更为精确的滑压优化试验结果,可以避免传统的“点对点”试验结果比较方法容易出现因误差干扰而引起的结果“误判”问题,从而确保机组滑压优化试验结论的正确、可靠。2.2.2采用耗差分析的方法选取滑压优化运行方式在汽轮机滑
20、压优化试验结果计算和分析的基础上,我们总结认为主汽压力、高压缸效率和给泵汽轮机进汽流量这些运行参数与机组滑压运行方式之间存在着关联变化关系。因此,我们在滑压优化比较工作中引入局部耗差计算分析的方法,即对这三项运行参数进行耗差计算,并以三项耗差之和为最小来选取机组的滑压优化方式。对上面这台超临界600MW机组采用“滑压耗差分析法”后,所获得的滑压优化调整前、后的机组供电煤耗率收益变化曲线如下图3所示。将图3中“滑压耗差分析法”计算结果与图2中采用“滑压试验比较法”得出的两条热耗率变化曲线所反映的机组性能差异状况进行比较后可知,这两者是较为接近的。由此反映,采用“滑压耗差分析法”和“滑压试验比较法
21、”对同一次滑压优化调整试验得出的评价结果是基本一致的。第5页共14页大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告供电煤耗率节省值,g/kWh1.00.0-1.0-2.0滑压优化调整前-3.0250300350400450500550机组负荷,MW滑压优化调整后600650图3、一台超临界600MW汽轮机滑压优化调整后的供电煤耗率收益曲线(采用“耗差分析法”)2.3汽轮机滑压优化的修正方法一般而言,机组滑压优化控制曲线确定之后,就反映了一种固定不变的主汽压力与机组负荷对应关系。但我们研究发现,汽轮机运行参数、热力系统运行状态的变化,会使汽轮机高压调门开度偏离理论控制值,改变机组的滑压运行方式。为此,我们对
22、机组滑压运行控制曲线提出了通用型的修正计算方法,用公式化的语言表述为:CnNgCpP0Cv公式(2)即通过对滑压控制曲线的机组负荷、主汽压力进行各类影响因素的计算和修正,来使汽轮机滑压运行期间的高压调门开度CV不变,从而保证了滑压优化运行的节能效果。在众多的机组运行参数影响因素中,由于冬季、夏季自然环境条件的改变会引起凝汽器压力的大幅度变化,对机组出力变化的影响最大。因此,我们在机组滑压优化控制曲线中引入“凝汽器压力修正因子”的概念,对机组运行负荷进行修正,计算得到修正后的机组负荷Cn1Ng,以此作为机组滑压控制曲线中的横坐标。同样地,在热力系统运行状态变化影响因素中,机组对外供热与否会对主汽
23、压力(在调门开度不变时,主蒸汽压力与主蒸汽流量成正比例变化关系)有较大的影响关系,因此,我们在机组滑压优化控制曲线中引入“供热流量修正因子”的概念,对从机组滑压控制曲线中查取的主蒸汽压力P0进行供热流量的修正计算,并以修正后的机组主蒸汽压力CP1P0作为机组CCS的滑压运行主蒸汽压力控制目标值。通过这样的第6页共14页大型汽轮机滑压优化策略工作总结报告修正方法,可以基本消除机组对外供热等热力系统状态变化因素对汽轮机滑压运行性能的影响。3工作内容“大型汽轮机滑压优化策略”研究工作经历了由小及大、从简至繁、先局部后全面的试验实践和理论推导过程。其工作内容大致分为以下几个阶段:(1)、第一阶段:进行
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