机组冷端经济运行试验报告120510.doc

机组冷端经济运行试验报告编制：赵志良复审：支国庆审核：杨 邺批准：张 忠北方联合电力临河热电厂2010年12月修订机组冷端经济运行试验报告前言临河发电厂1、2号机组机型号C300/235-16.7/0.35/537/5372.75/535/535型亚临界，单轴、三缸、两排汽，抽汽凝汽式汽轮机。经对设备的治理，1、2号机组真空严密性及真空度已经达到良好水平，真空值在已经测量的各项负荷工况下有较大的富余容量，节能改造的潜力巨大，为保证机组安全运行的基础上对循环水系统进行运行方式优化，以提高机组运行的经济性，对循环水系统进行测量分析，找出不同工况及不同循环水进水温度情况下所需要最佳运行方式。1试验的基本理论依据：在机组负荷和循环水进口温度一定的条件下，凝汽器压力随冷却水流量的改变而改变，而冷却水流量的变化是通过调整循环水泵运行方式（已进行双速）进行调节的。循环水水流量增加，机组背压减少，机组出力增加，但循环水泵的耗功也同时增加，当冷却水流量增加太大，循环水泵的耗功增加将使机组出力增加抵消。因此，凝汽器运行压力应保持在最经济的运行条件下。2试验目的：凝汽器和冷却塔试验同时进行 冷却塔的测试目的是确定在不同工况下的出塔水温 冷却塔的测试参数有：大气条件、进出塔水温和塔内风速风温分布等。凝汽器的试验目的是求取在一定进水温度、凝汽器热负荷和冷却水量下的凝汽器背压。凝汽器的测试参数有：机组功率、凝汽器背压、进出水温度、凝结水温度等；汽轮机主要技术参数(TRL工况)：l 汽轮机铭牌出力： 300 MWl 额定转速： 3000 r/minl 高压缸主汽阀门前进汽压力： 16.67 MPal 高压缸主汽阀门前进汽温度： 537 l 中压缸进汽门前再热蒸汽温度： 537 l 铭牌工况下主蒸汽流量： 872.6 t/hl 再热蒸汽压力： 3.04 MPal 再热蒸汽温度： 537 l 再热蒸汽流量： 723.679 t/hl 低压缸排汽压力： 4.9 KPal 最终给水温度： 270.5 汽轮机共有8级给水回热抽汽,供3台高压加热器,一台除氧器，台低压加热器用汽。1、2号汽轮机组纯凝汽工况下设计指标 表1序 号项 目单 位1号机1发电机功率kW300000（THA）额定300000（TRL）夏季2主蒸汽压力MPa16.6716.673主蒸汽温度5375374主蒸汽流量t/h872.6915.75高压缸排汽压力MPa3.3863.5186高压缸排汽温度312.5316.28汽轮机排汽压力kPa4.911.89汽轮机排汽流量t/h559.94590.910锅炉给水温度270.5273.211汽机汽耗率kg/kWh2.9083.05212汽机热耗率kJ/kWh76897902真空系统主要设备概况序号类别项目单位设计参数1循环水泵型号 扬程流量效率汽蚀余量转速 电机型号电压额定电流功率mm3/hmr/minkVAkW1600HLB-22.922.921000（15800）89%9.4494YKSL1600-12618716002冷却塔塔型冷却面积冷却倍率塔高水池内壁底径水池深度每台机凝汽器冷却水量循环水设计流量m2倍mmmm3/hm3/h双曲线自然通风却塔450064102.688.0922.036515372443凝汽器凝汽器（不包括减温器，无水总重）汽室全部充水的水重凝汽器型式冷却面积 铜管根数铜管长度 循环水进水温度循环水量冷凝器冷却管直径凝汽量TTm2根mmTT390860双流程18400206241104520-3336515251mm5835真空泵型号型式轴功率抽汽量转速极限真空电动机型号功率电压 电流转速kWm3/hr/minkPakWVAr/minELMO-F2BE1353-OMY4水环4Y355LI-101323802755923试验主要参数的处理与计算大气条件、进出塔水温和塔内风速风温、机组功率、凝汽器背压、进出水温度、凝结水温度用仪表直接测量循环水系统运行多年，循环水管道内部结垢严重不能够准确地测量到循环水流量无法分析冷却塔、凝汽器和循环水泵的性能指标，因此采取热平衡方法计算得到凝汽器热负荷和循环水流量。3.1 循环水流量计算循环水流量的计算如下式：CWT=QT/CPT*(TW2-TW1)式中：CPT为循环水平均温度下的比热容，kJ(kg)；QT为凝汽器热负荷(由热平衡法计算得到)，kW ；TW2为凝汽器出水温度，；TW1为凝汽器进水温度， 。3.2 凝汽器进汽量确定排入凝汽器的蒸汽有2部分低压缸排汽和小汽机排汽 低压缸排汽利用测量七段抽汽压力的方法测定 测定时用考核试验中七段抽汽压力和低压缸排汽量的关系曲线 结合本次试验的七段抽汽压力查出低压缸排汽量。小汽机的排汽量取其进汽量，试验时直接测量 凝汽器的进汽量取低压缸排汽量和小汽机排汽量之和 凝汽器热负荷等于凝汽器进汽量与凝汽器进汽焓的乘积；3.3冷却水的损失3.4 试验工况和试验方法冷端设备优化前进行了5个工况的试验，机组负荷分布在175 Mw 、200 MW 、250 MW和300 MW 附近冷却水量在不同负荷下有1台循环水泵和2台循环水泵运行2种变化工况试验时机组进行系统隔离 保持机组单元制运行停用厂用汽和凝汽器的补水同时尽量减少其他操作 试验时每个工况稳定05 h记录1 h。冷却塔根据试验要求和天气情况只进行3个工况的测试试验与凝汽器试验同步进行；4 冷端系统优化前性能试验数据及分析4.1 冷端系统优化前性能试验数据及分析(见表)项目工况1工况2工况3工况4工况5工况6工况7机组功率20305300472514029980176402513019960循环水流量21520215402102135430214503521335421机组真空85.284.98586.385.685.486.7进水温度22.325.423.822.22222.123.8出水温度33.536.834.033.333.232.833.4温 升11.311.410.810.111.310.79.6端 差2.31.82.23.52.83.43.2小机排气量29363335263231总排气量煤 耗4.2 冷却塔方面性能分析冷却塔计算出塔水温为3147， 主要原因：该冷却塔填料高度不足，摆放不合理，喷嘴有脱落及损坏现象，严重的地方造成淋水通风短路，外围缺水；降低了水塔效率；4.3 凝汽器方面性能分析分析凝汽器试验结果，其性能达到和超过了设计要求 凝汽器方面存在的问题是超负荷和真空严密性差 250 MW 工况下，真空严密性试验结果，12kPamin，端差只有2.54.0，试验过冷度也较小说明该凝汽器铜管布置方式是比较好的； 4.4 循环水流量机组2台循环泵， 其中一台泵进行了高低速改造，正常情况系一台泵运行，另一台泵备用，对于循环水流量应进行合理的安排，已达到在保证机组背压的情况下满足循环水量的要求；5 冷端系统整体性能优化冷端系统和设备整体性能优化的原则是在比较冷端系统设备初投资和运行维护费用的前提下，得到最佳的冷端系统设备运行状态和最低的凝汽器运行背压。根据冷端系统存在的主要问题，考虑投资和收益结合汽轮机本体通流部分节能改造以及冷端系统与本体部分的性能匹配问题 对机组冷端系统进行如下的改造和性能优化5.1 基于最佳真空的循环水系统优化方法对于既定机组，在机组负荷和冷却水温一定的条件下，增加循环水流量DW 使汽轮机发电量的增量Pt与循泵的耗电量的增量Pp;之间的差值达到最大时所对应的循环水流量即为最佳循环水流量。汽轮机的净增功率Pnet 为 ： Pnet =Pt 一Pp Pnet当最佳真空目标函数为最大值时循环水系统的运行方式为最佳。5.2 考虑冷却水价格后的最大收益法电厂循环水又称为冷却水，如果考虑冷却水的价格后，当冷却水流量发生变化时，汽轮机的净收益为：C =RdPRWDWT式中，P为汽轮机输出功率Pt与循泵功率Pp 间的差值；为系数，当冷却水为开式循环时=1，冷却水为闭式循环时为冷却水的补水率；DW为冷却水流量，kgs；Rd为上网电价；RW为冷却水价格；T为运行时间。5.3 综合成本煤耗率法对于既定机组，在机组负荷和冷却水温一定的条件下，改变循环水流量，使综合成本煤耗率最低，此时的循环水流量即为最佳值 ：b=b0+RD/ Rm10-2式中，b为综合成本煤耗率，kg(kW h)；b0为发电煤耗率，kg(kW h)； Rd为上网电价；Rm为标煤价格；为厂用电率，；5.4 循环水流量的确定固定循环水进水温度tw1=t*w1，对应某一机组负荷Pt，在两种相邻的循环水之间切换，分别计算在（Pt，tw1）时两种相邻的泵组合（分别以下标1、2代表）的发电功率增加量Pt1、Pt2和泵功率增加量Pp1、Pp2；在分别计算出不同泵组合方式下的功率净增益P1、P2，然后不断变换机组负荷，这个过程直至机组负荷变化到时循环泵的两种组合方式的功率净增益彼此相等，即P1=P2。记下此时的汽轮机负荷，则可确定一个等效点（P*t, t*w1）1。其次改变循环水的进水温度，重复上述过程就可得到多个等效益点，最后将该过程用于各个相邻流量，即可得到整个循环水流量范围内的控制图；见下图 （图中 为单泵低速运行，为单泵高速运行，为双泵高低速运行，为双泵高速运行） 循环水温度1501802102402703003301614618202224262830机组负荷（MW）由于水塔通风散热面积的变化使得循环水温度发生变化，因此对于凝汽器真空会造成一定的影响。故真空一般控制在84kPa左右，当机组负荷达到210 MW 时，对应真空下降为84 kPa；机组负荷达到245 MW 时，对应真空为83 kPa。真空度与设计工况微增功率关系曲线（如图）。真空每降低1 kPa，将使供电煤耗增加25 gkWh左右，所在冬季当当机组真空低于84Kpa时，尽可能维持双塔运行；0501510-20-10-15-505背 压等微增功率