燃气蒸汽联合循环性能考核试验介绍-11.ppt

燃气蒸汽联合循环发电机组性能考核CombinedCycleGasTurbine(CCGT)PerformanceGuarantee,西安热工研究院有限公司施延洲,主要内容,联合循环机组性能考核试验项目试验标准（ASME和ISO标准）责任划分试验特点、注意事项和建议,联合循环机组的典型配置,1GT+1ST+1HRSG+1GEN(单轴)2GT+1ST+2HRSG+3GEN(三轴2+1),单轴联合循环发电厂系统示意图,GT,HRSG,GEN,ST,多轴联合循环发电厂系统示意图,GT1,ST,GT2,HRSG1,HRSG2,联合循环机组性能考核内容,联合循环整体性能（罚款项目）基本负荷下联合循环的出力基本负荷下联合循环的热耗率污染物排放（基本负荷和75%负荷下）NOx、CO和VOC主辅机噪音轴承座振动燃机的排气参数：压力（静压）、温度和流量蒸汽轮机高压缸排汽参数：压力、温度和流量余热锅炉出力、汽水侧压降、烟气阻力和热效率等发电机漏氢,其它性能试验项目,性能保证条件下75%负荷的热耗率简单循环下燃气轮机额定工况下的出力、热耗率100%负荷冬季运行工况下联合循环出力和热耗率100%负荷夏季运行工况下联合循环出力和热耗率,联合循环发电机组验收试验及试验标准,试验分类:燃机、汽机和余热锅炉联合试验整体性能燃机、汽机和余热锅炉单独试验设备性能,联合循环性能保证合同和设备供货商,供货商类型：燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉为同一供货商；燃气轮机、蒸汽轮机和余热锅炉为不同供货商；燃气轮机和蒸汽轮机为同一供货商，余热锅炉为另一供货商性能考核方法：首先采用ASMEPTC46或ISO2314/ADM.1对整体进行考核。如果整体性能不能满足要求，再根据供货商情况分设备进行考核来进一步分清责任归属。,试验标准,联合循环整体考核试验(1)美国标准：ASMEPTC46-1996全厂性能试验规程(2)国际标准：ISO2314:1989/AMD.1:1997联合循环电站验收试验规程燃机、汽机和余热锅炉单独试验燃机:ASMEPTC22-1997或ISO2314:1989汽机:ASMEPTC6-1996或IEC60953-1:1990ASMEPTC6.2-2003(新标准，联合循环汽轮机）余热锅炉:ASMEPTC4.4-1981（新版本2003）,其它试验标准,燃料气流量测量标准AGA(AmericanGasAssociation）标准AGAReportNo.3流量孔板测量AGAReportNo.7涡轮流量计AGAReportNo.8燃气压缩系数计算燃料气分析和热值等计算ASTM标准D1945采用气体色谱法的天然气成分分析ISO标准ISO6976天然气热值、密度、相对密度等计算,整机考核试验标准：ASMEPTC46-1996,目的:确定热力发电系统的整体性能试验方法和程序修正后的（净）功率;修正后的（净）热耗率（热效率）;修正后的输入热量.主要特点:适用范围非常广(各种热力发电系统);测量量少;修正计算方法可由计算机热平衡计算程序生成修正系数；不能得到燃机排气量等内部重要性能参数。,例:CCGT-ASMEPTC46试验边界,燃料：流量低位热值（取样）压力温度,冷却水入口：流量和温度,空气：压力温度相对湿度,功率输出转速功率因素,边界上的重要测量点,GT,ST,GEN,HRSG,设计参考条件(某电厂),冷却水:温度=32流量24970m3/h其它:HRSG排污量0，补给水量=0,燃料设计燃料气成分LHV=49291kJ/kg空气:压力=999.2kPa温度=27.3湿度=81.4%功率输出频率(转速)=50HZ功率因素=0.85,ISO基准大气压力：1.01325bar大气温度：15大气湿度：60,联合循环设备试验毛热耗率,联合循环设备毛输出功率(GPOt)GPOt=GPOmPEX式中：GPOm=发电机端测量出的输出功率，kWPEX=励磁功率，kW联合循环试验热耗量(GHCt)GHCt=GHC+WfHf+Q式中：GHC燃气输入热量=WfLHVWf燃气流量，kg/hLHV燃气低位热值，kJ/kg（一般15为基准温度）Hf试验温度下燃气热焓，kJ/kg（15时为0）Q试验时，由外界加热燃气的热量，kJ/h(=0)联合循环设备试验毛热耗率(GHRt)GHRt=GHCt/GPOt,功率修正系数(ASMEPTC46-1996),修正后联合循环输出功率GPOc=(GPOt25B15B2)*1*2*3*4*5*6式中:GPOt=联合循环设备毛输出功率，kW2=发电机功率因数功率加法修正量5B1=冷却水温度偏离设计值功率加法修正5B2=冷却水流量偏离设计值功率加法修正1=压气机进口温度(大气温度）偏离设计值功率修正系数2=压气机进口压力（大气压力）偏离设计值功率修正系数3=压气机进口相对湿度偏离设计值功率修正系数4=燃气成分偏离设计值功率修正系数。5=发电机频率（转速）偏离设计值功率修正系数6=试验时自首次点火的累计实际运行小时数（AOH）或等效运行小时（EOH）超出合同规定的运行小时数的功率修正系数。,热耗量修正系数(ASMEPTC46-1996),修正后联合循环热耗量GHCc=GHCt*1*2*3*4*5*6式中：GHCt=联合循环试验热耗量，kJ/h1=压气机进口温度（大气温度）偏离设计值的热耗量修正系数2=压气机进口压力（大气压力）偏离设计值的热耗量修正系数3=压气机进口相对湿度偏离设计值的热耗量修正系数4=燃气成分偏离设计值的热耗量修正系数5=发电机频率偏离设计值的热耗量修正系数6=试验时自首次点火的累计实际运行小时数（AOH）或等效运行小时（EOH）超出合同规定的运行小时数，热耗量修正系数。,整机试验标准：ISO2314:1989/AMD.1:1997,目的:专门用于联合循环发电系统的性能试验方法和程序将试验的功率和热耗率(效率)修正到合同规定的边界特点:适用范围联合循环发电系统;测量量较多，有大量的内部测量;修正计算方法制造厂提供修正曲线（整体、燃机和汽轮机)可以得到燃机排气量、排气焓和分设备效率等内部性能参数,例2:ISO2314:1989/AMD.1:1997重要测量点,排烟温度取样,HP,IP,LP,压力温度,压力温度,压力温度,压力温度流量,压力温度流量,压力温度流量,压力温度,LHV（取样）压力温度流量,压力温度湿度,压力温度,压力温度,温度流量,温度,功率转速功率因素,压力,压力温度流量,测点布置图实例,ISO2314:1989/AMD.1:1997计算方法,修正后联合循环输出功率GPOc=GPOt*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7*k8*k9式中:GPOt=联合循环设备毛输出功率，kWk1=压气机进口温度偏离设计值的功率修正系数k2=压气机进口压力偏离设计值的功率修正系数k3=压气机进口相对湿度偏离设计值的功率修正系数k4=燃气成分偏离设计值的功率修正系数。k5=发电机频率偏离设计值的功率修正系数k6=试验时自首次点火的累计实际运行小时数（AOH）超出合同规定的运行小时数功率修正系数。k7=发电机功率因数功率修正系数k8=冷却水温度偏离设计值功率修正系数k9=冷却水流量偏离设计值功率修正系数,ISO2314:1989/AMD.1:1997计算方法,修正后联合循环热耗量GHCc=GHCt*C1*C2*C3*C4*C5*C6*C7*C8*C9式中:GHCt=联合循环试验热耗量，kJ/hC1=压气机进口温度偏离设计值热耗量修正系数C2=压气机进口压力偏离设计值热耗量修正系数C3=压气机进口相对湿度偏离设计值热耗量修正系数C4=燃气成分偏离设计值热耗量修正系数C5=发电机频率偏离设计值热耗量修正系数C6=试验时自首次点火的累计实际运行小时数（AOH）超出合同规定的运行小时数热耗量修正系数C7=发电机功率因数热耗量修正系数C8=冷却水温度偏离设计值热耗量修正系数C9=冷却水流量偏离设计值热耗量修正系数,修正后联合循环整体性能计算,修正后联合循环输出功率GPOc修正后联合循环热耗量GHCc修正后联合循环毛热耗率GHRc=GHCc/GPOc,分设备性能试验,分别进行燃机、汽机和余热锅炉试验：（热工院建议测点与整体试验同时考虑，试验可与整体试验同时进行）修正到设计/规定的边界条件下燃机的性能汽机的性能余热锅炉性能,燃机边界条件,空气：,燃料：,燃气成分压力温度,转速,功率因素,压气机,燃烧室,燃机,累计实际运行小时数,输出,大气压力大气温度相对湿度,排气：,压力,燃机输出功率修正,修正后燃机输出功率GPOgtc=GPOgtt*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7*k8式中:GPOgtt=燃机毛输出功率，kWk1=压气机进口温度偏离设计值而造成的燃机功率修正系数k2=压气机进口压力偏离设计值而造成的燃机功率修正系数k3=压气机进口相对湿度偏离设计值而造成的燃机功率修正系数k4=发电机功率因数造成的燃机功率修正系数k5=燃气成分偏离设计值而造成的燃机功率修正系数。k6=发电机频率偏离设计值而造成的燃机功率修正系数k7=燃机排气压损偏离设计值而造成的燃机功率修正系数k8=试验时自首次点火的累计实际运行小时数（AOH）超出合同规定的运行小时数，造成的燃机功率修正系数。,汽机边界条件,燃料：燃气成分流量,冷却水入口：温度流量,空气：压力温度相对湿度,功率输出转速功率因素,边界上的重要测量点,GT,ST,GEN,累计实际运行小时数,汽水：压力、温度和流量,HRSG,汽机输出功率修正,修正后汽机输出功率GPOstc=GPOstt*k1*k2*式中:GPOstt=试验测量的汽机输出功率，kWk1，k2，.=各种边界条件偏离设计值对汽机功率的修正系数，参见ASMEPTC6.2,余热锅炉:ASMEPTC4.4,进口烟气压力温度,燃机排气,出口烟气温度取样,HP,IP流量,辅机耗功,主凝水压力、温度和流量,高、中和低压蒸汽压力、温度,散热损失,冷再热蒸汽压力、温度,环境：大气压力大气温度相对湿度,余热锅炉效率计算,余热锅炉效率按照正平衡或反平衡方法计算反平衡方法：1QL/Qin式中：余热锅炉效率QL总的热损失，主要是排烟热损失和散热损失Qin总的输入热量燃机排烟流量和余热锅炉进出口烟气焓，通过余热锅炉热平衡法计算；余热锅炉散热损失，根据规程推荐的曲线或试验各方事先商定好的曲线查出或测量得到；余热锅炉有用能输出由测量的蒸汽压力、温度和流量得到。,责任划分,对于燃气轮机和蒸汽轮机为同一供货商，余热锅炉为另一供货商情况：划分方法：1）联合循环整体性能修正到设计条件下：采用ASMEPTC462）燃机性能修正到设计条件下；采用ASMEPTC22或ISO2314-19893）根据上述标准，计算燃机排气流量，并修正到设计边界条件下，得到修正后的燃机排气流量、温度和焓；4）计算修正后的燃机排气流量、温度和焓对联合循环整体性能的影响；5）汽轮机性能修正到设计条件下；采用ASMEPTC6.2;6）综合考虑上面2）、4）和5）项，得到燃气轮机和蒸汽轮机部分（动力岛）的性能指标。7）余热锅炉的性能修正到设计条件下：采用ASMEPTC4.4，得到余热锅炉的性能指标。,联合循环机组试验的特点和注意事项,需要将试验条件控制在试验各方同意的范围之内，避免燃气轮机在远离设计或规定条件下运行（如温控曲线的确认）；试验前很多工作需要各方协商完成，并达成一致意见；需要约束和测量的边界条件多，试验前要分清对试验结果有较大的影响测量参数，做好试验不确定度分析工作，选择合适的测量位置和测量仪表，避免不确定度的增加对试验结果产生较大的影响；燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机在系统上紧密连接在一起，必须分清各个系统的边界，以便考核其各自的性能是否达到合同上的保证值。应该在合同中关于边界定义的明确规定基础上（没有规定时可参考试验标准进行协商），布置相应的试验测点，避免在验收试验时发生争执。,几点建议,根据国内目前联合循环机组性能考核内容，确定考核试验标准：热工