汽轮机通流改造效果分析_存在问题研究及对策_刘晓宏

第49卷中 国 电 力 汽轮机通流改造效果分析 存在问题研究及对策 刘晓宏 裴东升 王理博 崔来建 西安热工研究院有限公司 陕西 西安710032 摘要 对现役机组进行通流改造是提高机组运行经济性的重要途径 不仅可以提高效率 增加出力 同时 可以大大节省基建投资 但通流改造存在的一些问题也不容忽视 如机组通流能力偏大 低负荷下的经济性 较差 主蒸汽压力 温度及最终给水温度达不到设计值 高中压合缸处轴封漏汽量偏大 轴封系统改造后高 压缸效率提高不明显等 就这些问题进行分析 研究 并给出对应的解决方案 关键词 汽轮机 通流改造 节能减排 中图分类号 TM621 TK263 6 3 TK263 6 1 文献标志码 ADOI 10 11930 j issn 1004 9649 2016 04 112 07 收稿日期 2015 11 20 作者简介 刘晓宏 1975 男 陕西西安人 硕士 高级工程师 从事汽轮机性能考核试验 汽轮机及辅机设备监造等方 面的工作 E mail liuxiaohong 0引言 为了贯彻落实国务院 大气污染防治行动计 划 环境保护部通过制定 修订重点行业排放标 准倒逼产业转型升级 减少污染物排放 改善环 境质量 火电厂作为一次能源消耗大户 降低火 电厂供电煤耗对实现 十一五 节能减排目标非 常重要 但受当时汽轮机机组设计水平及制造工 艺的限制 以及机组服役时间较长 设备老化严 重等因素 使得汽轮机内效率降低 热耗率升高 造成很大的能源浪费 随着科技的进步 对老机 组进行现代化技术改造 已被证实是提高机组效 率的有效途径 不仅可以提高效率 增加出力 同时可以大大节省基建投资 目前机组通流改造 可分为4类 1 全通流部分的改造 利用现代化 的技术对整个汽轮机通流部分进行更换 包括整 个转子及内缸 主要针对运行时间较长 超过20 年且经济性较差的机组 如华能上安电厂1号 2 号机组通流改造 2 对通流部分进行局部改造 仅改造汽封系统 针对运行投产时间不长的机组 节能降耗 如天津华能杨柳青热电厂8号机组A 修 3 对高中压缸进行汽封系统改造 对局部设 备进行更换 例如仅对低压缸部分进行改造 重 新设计更换整个低压转子及内缸 如华能岳阳电 厂1号机组通流改造 4 对机组进行增容改造 如国电石嘴山第一发电有限公司1号机组通流改 造 机组铭牌出力由330 MW改为350 MW 近 年来 随着汽轮机新技术的不断发展以及设备加 工能力的日益提高 国内三大汽轮机厂家利用最 新成果 对300 600 MW等级汽轮机进行现代化 的全通流改造及优化升级 在额定负荷工况时改 造后汽轮机的经济性较改造前提高4 5 经济 效益非常显著 又如哈尔滨汽轮机厂有限责任公 司 简称哈汽 改造的绥中电厂进口俄制机组 型 号 K 800 240 5 超临界 单轴 五缸六排汽 一次中间再热 冲动凝汽式 双背压汽轮机 限 于当时的设计理念和技术手段以及落后的加工能 力 虽然经历多次优化 机组仍然存在诸如高中 压叶顶汽封脱落 末级叶片断裂 滑销系统卡涩 中低压转子弯曲 机组振动较大等问题 严重影 响机组的安全性和经济性 电厂对整个热力系统 进行了全面的升级改造 哈汽主要改造汽轮机主 机部分 对该机组的整个高中低压转子 内缸及 支撑系统进行了重新设计和更换处理 采用最新 技术优化通流级数 采取了以下主要措施 高中 压模块除调节级外 其余全部改为反动式压力级 高压模块由I 5 6级改为I 9 8级 中压模块由 2 9改为2 12 高中压进汽结构由活塞环改为碟 片密封结构 全部转子采用液压螺栓连接 低压 模块仍维持2 5结构 低压末级叶片采用1 029 模块 原为960 mm 通过此次整个系统改造机组 额 定 出 力 由800 MW变 为880 MW 出 力 增 加 10 供电煤耗降低39 68 g kW h 2号机组 该机组也是目前国内改造轴系最长 单机容量最 大的火电供热机组 轴系总长约59 5 m 改造后 机组的振动水平良好 但机组通流改造也存在一 中 国 电 力 ELECTRIC POWER 第49卷 第4期 2016年4月 Vol 49 No 4 Apr 2016 发 电发 电 112 第4期 些不容忽视的问题 详见下文分析 1问题的提出 某项目机组通流改造后性能试验过程中 据 电厂运行人员反映在部分负荷阶段 感觉机组改 造前 后 一些主要参数如主蒸汽流量 锅炉给 煤量等 改造前后变化不大 作者针对此问题进 行分析 发现该厂汽轮机在部分负荷阶段 改造 前 后经济性变化不明显 同时在某厂进行性能 试验过程中 另一厂机组性能指标很好 而电厂 的经济效益排名靠后 针对这些疑问 笔者对改 造后机组的性能进行分析 发现在额定负荷及以 上工况时改造前后汽轮机的经济性提高4 5 经济效益非常显著 而在部分负荷阶段 这种改 造效果大打折扣 这种情况在300 MW等级机组上 尤为突出 本文以国内三大汽轮机厂改造的300 MW 机组为例进行分析 主要数据如表1所示 1 3 1 1机组通流能力偏大 从表1的数据分析 在阀点工况 3VWO或 5VWO 修正后的主蒸汽流量与额定设计主蒸汽流 量的比值 A电厂高出设计值约5 52 B电厂高 出设计值约5 92 C电厂高出设计值约6 02 3个电厂的平均值为5 82 左右 说明机组的通流 能力在额定工况较设计工况偏大约5 82 以实 际阀全开 VWO 工况 修正后主蒸汽流量是设计 阀点工况的主蒸汽流量的1 12 1 19倍 远大于设 计值VWO和设计阀点工况的比例1 08左右 1 2主 再热蒸汽参数偏低 从表1的数据来分析 在阀点工况 不考虑 低压缸排汽压力偏离设计值较多的因素 在额定 负荷工况附近 主蒸汽压力低于设计值3 4 若考虑带同样的负荷 低压缸排汽压力在设计值 附近时 主蒸汽压力将至少偏离设计值5 8 0 8 1 3 MPa 一般大容量的再热机组 额定工 况下主蒸汽压力每下降0 1 MPa 热耗率上升3 5 kJ kW h 4 仅主蒸汽压力偏离设计值将使机组 煤耗增加近2 g kW h 而主蒸汽 再热蒸汽温 度 每 下 降1 则 热 耗 率 上 升2 kJ kW h 以 上 4 B厂的主蒸汽温度偏离设计值10 0 左右 将使得机组煤耗升高约0 8 g kW h 再热蒸汽 温度偏离设计值7 0 左右 某厂在额定负荷附 近 再热蒸汽温度仅为512 在低负荷段再热 蒸汽温度在503 510 将使得机组煤耗升高约 0 5 g kW h 以上 以B厂为例 在额定负荷工 况 仅从主蒸汽压力 主再热蒸汽温度偏离设计 值来分析 将使得机组的实际运行煤耗升高3 3 g kW h 以上 这还不考虑机组在阀点工况和顺序 阀工况阀门节流影响的热耗率的偏差 见1 3节 而这种情况在部分负荷阶段将更加显著 1 3缸效率偏低 国产300 MW等级汽轮机一般配有4个 也有 6个 主汽调节阀 机组通过通流改造 在3VWO 或5VWO 工况 由于无节流损失 机组能带到 额定功率 高压缸效率普遍接近设计值 因汽轮 机通流能力偏大 实际运行时 机组采用顺序阀 运行方式 考虑安全因素 阀门会有重叠度 在 额定工况时 由于存在阀门节流损失 实际高压 缸效率较设计值会低1 32 1 86 5 表2给出了 几台机组具体试验数据 5 表1主要数据汇总 Table 1The main calculated results 试验工况 A电厂B电厂C电厂 设计值3VWO150 额定设计值3VWO150 额定设计值5VWO1200 MW 试验电功率 MW330 021332 675165 064352 000348 638179 879330 173322 692204 416 主蒸汽压力 MPa16 67016 1139 80817 47616 75616 70116 67016 07413 463 主蒸汽温度 537 0536 5529 7538 0527 0528 3538 0536 2536 4 再热蒸汽温度 537 0535 1510 0538 0529 2534 0538 0539 1524 9 低压缸排汽压力 kPa6 49 07 24 95 84 46 48 86 8 最终给水温度 273 8270 9238 7273 0269 7233 3272 4276 1249 4 试验主蒸汽流量 t h 1 1 000 4001 018 433498 4551 056 6801 081 728533 330989 2261 010 557619 690 试验热耗率 kJ kW h 1 7 898 08 172 58 656 57 939 88 113 98 453 97 920 98 227 98 425 9 高压缸效率 87 0086 3081 3584 5282 1868 3087 0084 3878 77 中压缸效率 93 0091 4290 9691 6191 4291 9493 0093 0693 38 合缸处轴封漏汽率 1 445 02 1 284 38 0 632 35 二类修正后热耗率 kJ kW h 1 7 898 07 946 68 583 97 939 87 979 58 450 27 920 97 922 28 289 0 二类修正后电功率 MW330 021342 602165 000352 000365 082179 222330 173343 184211 186 修正后主蒸汽流量 t h 1 1 000 4001 055 590495 5251 056 6801 119 207554 514989 2261 048 760775 971 刘晓宏等 汽轮机通流改造效果分析 存在问题研究及对策 发 电发 电 113 第49卷中 国 电 力 1 4抽汽参数及最终给水温度偏低 由于主 再热蒸汽参数偏离设计值较多 以 及汽轮机压力级通流部分能力偏大 使得机组各 级抽汽口处的压力及温度变化很大 如某厂主蒸 汽温度低于设计值3 7 而一段抽汽温度低于 设计值26 9 左右 二段抽汽温度低于设计值 5 5 在抽汽管道内径不变的情况下 使得进入 加热器的蒸汽流量减少 品质降低 导致最终给 水温度较设计值低6 6 左右 影响机组煤耗升 高约0 7 g kW h 而最终给水温度降低 在锅 炉吸热量一定的情况下 主 再热蒸汽温度将无 法达到设计值 降低了再热循环对机组经济性的 贡献 形成一个恶性循环 1 5低负荷时段经济性差 低负荷时段经济性差的原因有两点 1 在低 负荷阶段 阀门开度较小 阀门节流损失增加 2 机组偏离最佳设计工况较多 经济性变差 机 组在低负荷时段经济性恶化是两种因素的叠加 1 5 1阀门节流的影响 以某电厂300 MW亚临界空冷机组为例进行 说明 300 MW负荷时机组在顺序阀和单阀工况下 调门开度仅为28 该机组通流能力偏大11 8 热耗率偏差81 8 kJ kW h 正常情况下 这两 个工况热耗率偏差在10 40 kJ kW h 而在170 MW负荷时 顺序阀和单阀工况下高压缸效率相 差9 6 热耗率偏差为314 4 kJ kW h 说明 调门节流在低负荷阶段对机组的经济性影响非常 大 随着通流能力的增加 节流越严重 这种影 响越明显 如图1 2所示 6 1 图1当调门没有节流时 分析假设主汽门 全开 压损为 0 调节级效率为 i0 iC1 i0 iC 熵增为S2 S1 节流损失为 1 S1 S2 tC1 1 所包围 的面积 6 2 图2当调门有节流时 分析假设主汽门全 开压损为 0 调节级效率为 i0 iC1 i0 iC 熵 增为 S02 S01 S01 S1 节流损失大小为图 1 S1 S01 11 1 所包围的面积与 11 S01 S02 tC1 11 所 包围的面积两部分之和 6 显然 节流损失越小 熵增 S1 S01 越小 损失 1 S1 S01 1 1 1 所包围的 面积亦越小 反之越大 6 1 5 2偏离最佳设计工况的影响 汽轮机热效率最佳设计值在额定负荷工况 偏离设计工况越多 负荷越低 热耗率增幅越大 某电厂电功率和热耗率的关系曲线 摘自该机 组热力特性书 如图3所示 从图3可以看出机组 偏离额定工况越多 机组的热耗率的增幅越明显 而在额定工况350 MW附近 300 380 MW机组 的热耗率变化不大 即曲线的斜率越小 而负荷低 于250 MW以下时 曲线的斜率越大 而机组通 流能力增大加剧了这种影响 即机组通流能力越 大 机组在低负荷阶段偏离最佳工况点越远 经 表2100 额定负荷工况与阀全开工况高压缸效率对比 Table 2Comparison of HP efficiency under different conditions A汽轮机厂B汽轮机厂C汽轮机厂 S电厂 3号汽轮机 D电厂 1号汽轮机 Y电厂 1号汽轮机 86 1983 5682 77 85 6081 8981 50 83 7480 6780 18 1 861 321 32 VWO工况 三阀全开工况 100 额定负荷工况 汽轮机制造厂家 电厂及机组 高压缸 效率 缸效率偏差 100 与三阀全开 图2i s图有调门有节流的能量损失大小 Fig 2i s diagram of losses with governing valve throttle 图1i s图调门没有节流的能量损失大小 Fig 1i s diagram of losses without governing valve throttle 发 电发 电 114 第4期 济性越差 图4是B电厂 引进国外机组 已投运约20 年 改造前 后热耗率与机组负荷的关系曲线 从两 条曲线来看 经过此次改造 在额定及以上负荷 时热耗率下降非常明显 降低约312 9 kJ kW h 而在200 MW负荷附近 热耗率下降不明显 从改前的数据来分析 在350 200 MW负荷段 热耗率变化仅为147 0 kJ kW h 而改造后同样 的负荷段 热耗率的变化高达369 9 kJ kW h 左 右 机组在部分负荷时段经济性变差 主要原因 之一就是改造后机组通流能力偏大所致 该机组 最大出力修正后超过400 MW以上 1 6运行煤耗和试验计算煤耗偏差较大 性能验收工况将主蒸汽压力 温度及再热蒸 汽温度 再热压损及低压缸排汽压力修正到设计 边界条件 而实际运行工况达不到设计边界条件 如主蒸汽压力 温度及再热蒸汽温度偏低等 试 验方法与各种修正后的结果 掩盖了影响汽轮机 实际运行性能的主要因素 导致实际运行煤耗与 性能试验计算得到煤耗偏差较大 即性能试验得 到的指标是机组最理想工况下的数值 而实际运 行却达不到 1 7高中压合缸处轴封漏汽率偏大 缸效率提高 不明显 从表1数据来分析 高中压合缸处的轴封漏 汽率 A厂的试验值是设计值的3 49 倍 B厂为 3 42倍 C厂为3 73倍 3个电厂的高中压合缸 处的轴封漏汽率均是设计值的3 0倍以上 对于合缸机组而言 由于高中压合缸处轴封 漏汽率的增大 将导致调节级后的主蒸汽未在高 压缸内做功 而直接进入高压缸排汽管道的流量 越大 高压缸效率越差 合缸处轴封漏汽率的增 大 会导致机组高压缸效率修前 修后变化不明 显 仅对汽封系统进行改造的机组 同时也对整 个热力系统进行了治理 如消除阀门内外漏等 将整个系统治理的效果全部归结于汽封系统的改 造 似乎夸大了汽封系统改造的效果 同时也解 释了机组高压缸效率提高不明显 而热耗率下降 很多的疑问 1 8机组老化现象严重 对某些厂进行性能试验时 机组在通流改造 初期的经济性非常好 接近设计值 而在下次大 修时 机组的热耗率 高压缸效率变化很大 而 对一些进口机组 这种现象很少 机组运行较长 时间 经过几个大修期 机组的缸效率及热耗率 变化不明显 如西门子 阿尔斯通部分机组的大 修周期为12年 而国内机组大修周期一般为3 4 年 这也是目前国产机组和进口机组差距比较大 的地方 值的我们深思 1 9部分加热器水位不能正常维持 机组通流改造后 部分低压加热器水位不能 维持 正常运行时需要部分开启危急疏水阀来控 制加热器水位 主要原因是抽汽压力降低 压差 变小 疏水自流不畅所致 2造成机组通流设计偏大的原因分析 在20世纪60 70年代电力供应紧张的情况 下 提高机组通流能力 例如使额定200 MW的 机组 能带到220 MW负荷 多发电 这在当时 的特定环境下 能在一定程度上缓解电力供应紧 张的状况 同时使得制造厂家获得更好的竞争优 势 而且机组均满负荷运行非常经济 这种提高 机组通流能力的思维也一直影响着汽轮机的设计 加之目前汽轮机的性能验收常 以THA TMCR TRL VWO 高压加热器解列工况的性能指标作 为考核汽轮机的性能水平 均为高负荷段 THA 图4通流部分改造前 后热耗率与机组负荷的关系曲线 Fig 4The relationship between unit heat rate and electric power before and after flow remoulding 图3机组热耗率和机组负荷的关系曲线 Fig 3The relationship between unit heat rate and electric power 刘晓宏等 汽轮机通流改造效果分析 存在问题研究及对策 发 电发 电 115 第49卷中 国 电 力 工况主要考核机组的热耗率 而TRL TMCR工 况主要考核机组的出力 VWO工况主要考核机组 的通流能力及最大出力 VWO工况实际运行过程 中基本不会采用该种运行方式 这也导致汽轮机 厂家主要按额定及以上负荷设计汽轮机的效率和 出力 仅考虑高负荷阶段的经济性 而忽略了汽 轮机在部分负荷阶段的经济性 没能整体考虑机 组在主要负荷段的综合性能最优 经了解部分300 MW等级机组的VWO工况的 主蒸汽流量是按照105 TMCR工况主蒸汽流量进 行设计 一般TMCR 和 TRL主蒸汽流量相同 工况 的主蒸汽流量是THA的105 加之考虑TRL工 况补水率3 的因素 同时考虑长期运行机组老化 的影响 还能带到铭牌出力 基于以上原因 设 计人员重复考虑裕量导致机组整体通流能力偏大 VWO工 况 主 蒸 汽 流 量 是THA工 况 主 蒸 汽 流 量 110 以上较为普遍 2005年以来 通过对61台汽轮机实施的调 节级喷嘴整体改造 包括 亚临界300 MW汽轮 机 超临界600 MW汽轮机 其中面积缩小最大 的为23 6 这种情况在国产300 MW等级机组 上尤为突出 机组通流能力偏大 掩盖了机组经 济性不足的缺点 实质上是以量大代替质优的不 足 而600 1 000 MW 机 组 此 数 据 VWO和 TMCR工况是按照102 103 设计 TRL工况的 补水率仅为1 5 这样600 MW及以上机组的通 流能力相对偏大不是很明显 国外或进口机组的 通流能力从设计上就没有很大的富裕量 因此 机组可以运行在设计最优的区间 而目前国内调度的负荷是参考机组额定工况 的出力进行调度 使得机组通流能力的裕量得不 到有效发挥 却导致机组在部分负荷阶段的经济 性较差 由于机组调峰较为频繁 夜间在50 额 定负荷附近 机组运行时间较长 如果不能提高 机组在50 80 额定负荷时段的经济性 机组通 流改造的效果将大打折扣 而恰恰是机组在部分 负荷阶段的经济性决定了整个电厂的经济效益 也解释了某些电厂机组性能指标很好 经济效益 却排后的尴尬 如何能提高机组在部分负荷的经 济性 即机组在高低负荷阶段均有较好的经济性 达到综合最优 是目前国内三大汽轮机厂需要重 点解决的问题 这样才能更好的将通流改造带来 的效益落到实处 3应对措施 3 1采用过载补汽技术 过载补汽技术实际上是一个在主汽阀后与主 调阀并列而引出的调节阀 阀门布置在汽缸下部 主蒸汽经过载补汽阀节流后 进入高压缸的某一 级 第4级或第5级后 在以后各级继续膨胀做 功的一种措施 7 当汽轮机的最大进汽量与THA 或 TMCR 工况流量之比较大时 补汽阀开启 将 超出额定流量的主蒸汽 约占额定主蒸汽流量的 5 10 由这个外置的补汽阀提供 这部分蒸汽 不通过高压缸的前4级或5级 这样可以避免机 组前几级超压的情况 可以说补汽阀控制的主蒸汽流量实际上是机 组通流能力裕量 超出额定负荷部分 的一个体 现 这对在低负荷段运行机组的经济性非常有利 很好地解决了其他类型机组因通流能力过大 而 导致机组在低负荷段经济性较差的问题 同时机 组出力不够时 开启补汽阀 出力会显著增加 也解决了机组出力不够的问题 特别对于空冷机 组 这种优势在夏季更为明显 也能很好地解决 空冷机组夏季出力不足的缺点 以国内某电厂600 MW超临界机组为例 当 补汽阀开启后 可提高机组的带负荷能力 使得 机组修正后电功率增加38 949 MW 约6 40 7 由于主蒸汽未在高压缸前4级做功 造成高品质 蒸汽的浪费 导致机组修正后热耗率增加约59 2 kJ kW h 7 经济性影响约0 78 7 进入高压缸 的主蒸汽流量加大 高压缸排汽压力和温度有所 升高 导致高压缸效率下降约1 96 7 可见 在 夏天或其他用电高峰期 采用补汽阀牺牲微量经 济性 以保证机组出力是安全可行的 最重要的 是它能使得机组在部分负荷阶段具有较好的经济 性 具体如表3所示 7 3 2提高机组初参数 提高机组在额定负荷工况时的主蒸汽压力 将机组的主蒸汽压力由16 67 MPa提高到17 75 MPa左右 保证机组在额定负荷时调节级具有很 强的通过性 例如北京北重汽轮电机有限责任公 司生产的N350 17 75 540 540 亚临界 一次中 间再热 三缸两排汽 单背压 凝汽式汽轮机 美国GE公司生产的TC2F 33 5 主蒸汽压力为 17 5 MPa 汽轮机 机组在部分负荷阶段具有较好 的经济性 见图4改造前曲线 3 3调节级喷嘴改造 以通过锅炉最大蒸发量为限 更换调节级喷 嘴 达到缩小静叶面积的目的 这样可以降低节 流损失 提高调节级和高压缸效率 在低负荷阶 段调门开度越大 参数越高 调门节流损失越小 所获得的改造效果越好 收益越大 目前也是针 对机组通流能力偏大问题所采取节能降耗的主要 措施之一 发 电发 电 116 第4期 表4热力性能试验考核办法 Table 4 The results of thermal performance test 工况名称 年运行 小时数 h 保证热耗率 kJ kW h 1 性能试验热耗率 kJ kW h 1 100 THA4 200X100 Y100 75 THA2 120X75 Y75 50 THA1 180X50 Y50 40 THA300X40 Y40 试验工况VWO1VWO2 试验电功率 MW647 287605 633 主蒸汽压力 MPa24 04224 281 主蒸汽温度 561 8560 8 高压缸排汽压力 MPa5 0314 617 高压缸排汽温度 330 5314 8 再热蒸汽压力 MPa4 7034 321 再热蒸汽温度 565 6564 6 中压缸排汽压力 MPa0 6430 591 中压缸排汽温度 283 1283 0 最终给水流量 t h 1 1 697 1161 577 688 高压缸效率 85 5987 55 中压缸效率 92 5892 53 试验热耗率 kJ kW h 1 7 886 47 809 3 修正后主蒸汽流量 t h 1 1 874 7841 712 031 一类修正后热耗率 kJ kW h 1 7 826 77 766 2 一类修正后电功率 MW627 319593 937 二类修正后热耗率 kJ kW h 1 7 614 67 555 4 二类修正后电功率 MW647 557608 608 以B电厂为例 鉴于1号机组通流部分改造 后存在的一系列问题 制造厂在原1号机组改造 方案的基础上 重新优化设计方案 在2号机组 上主要采取了以下改进措施 1 适当缩小高压缸调节级喷嘴和压力级的 面积 将每个调阀控制的喷嘴数由原方案的32只 改为现方案的31只 各减少1只 相应的调节级 部分通流面积减小约3 2 8 2 通过减小低压缸第一级静叶通流面积 提高4段抽汽参数 中排 满足给水泵汽轮机用 汽参数需求 1号机组4段抽汽压力不够 给水 泵汽轮机需要开启主蒸汽高压汽源供汽 非常不 经济 3 减小高压缸1段抽汽级静叶通流面积 8 提高1号高加进汽压力 改善最终给水温度 通过以上改进优化 在额定负荷工况时主蒸 汽压力接近设计值 高压缸效率较1号机组高出 约1个百分点 8 最终给水温度提高了0 9 8 4 段抽汽参数可以满足给水泵汽轮机用汽需求 机 组热耗率较1号机组降低了约29 1 kJ kW h 8 经济性提高明显 达到了预期目标 3 4设计阶段优化机组通流能力 针对过载补汽技术 国内很多电厂认为是多 余的 补汽阀经常不投运 机组能满足正常的负 荷要求 也从侧面说明机组的通流能力降低5 10 是可行的 3 5改变考核办法 改变当前性能考核试验的模式 增加将机组 的性能与部分负荷的指标 热耗率 缸效率 煤耗 率等 挂钩 例如根据各负荷段实际运行小时数 采 用加权性能试验热耗率考核办法 方法表4所示 机组加权保证热耗率X X X100 4 200 X75 2 120 X50 1 180 X40 300 4 200 2 120 1 180 300 机组加权性能试验热耗率Y Y Y100 4 200 Y75 2 120 Y50 1 180 Y40 300 4 200 2 120 1 180 300 将机组加权性能试验热耗率与加权保证热耗 率的偏差不超过某个数值 作为衡量机组的性能 指标 使得制造厂家在设计阶段就需综合考虑机 组的经济性 4结语 本文作者以现在通流改造的机组为例 分析 总结机组通流改造存在的问题 通流能力大 低 负荷下的经济性差 主蒸汽压力 主再热蒸汽温 度及最终给水温度达不到设计值 高中压合缸处 轴封漏汽量偏大 缸效率提高不明显等 对这些 问题进行了分析 研究 并给出了5种对应措施 以提高机组在部分负荷阶段的经济性 提出了综 合最优的理念 对今后的汽轮机设计及改造具有 较高的参考价值 参考文献 1 崔来建 何涛 广东粤电集团湛江电力有限公司1号汽轮机增 容改造后机组性能考核试验报告 R 西安 西安热工研究院 有限公司 2012 2 刘晓宏 华能上安电厂1号汽轮机通流部分改造后性能试验 报告 R 西安 西安热工研究院有限公司 2012 3 裴东升 广东电力发展股份有限公司沙角A电厂5号汽轮机 通流部分改造后性能试验报告 R 西安 西安热工研究院有限 公司 2012 表3试验工况主要计算结果 Table 3The main calculated results of test conditions 注 表中VWO1为补汽阀开启工况 VWO2为补汽阀关闭工况 刘晓宏等 汽轮机通流改造效果分析 存在问题研究及对策 发 电发 电 117 第49卷中 国 电 力 的数学模型 J 电力系统自动化 2014 38 8 108 112 WANG Yi XUE Yongfeng ZHANG Min et al Mathematical model for power 1uantity analysis of heating unit based on energy balance method J Automation of Electric Power Systems 2014 38 8 108 112 责任编辑秦志明 ModifiedMethodologyofHeatingUnitModelingConsideringMiscellaneousGenerationLosses WANGYi1 ZHANGWei2 WANGSongyan2 SHIXuemei3 1 State GridLiaoning Electric PowerCo Ltd Shenyang 110006 China 2 HarbinInstitute ofTechnology Harbin150001 China 3 Shenyang Institute ofComputing Technology Shenyang 110168 China Abstract The heating unit modeling using energy balance makes it possible to calculate real time maximum and minimum power outputs according to the information of residential and industrial heat supplies which will provide valid information such as the power output range of cogeneration units for system dispatcher However the heat losses such as steam leakage of valves caused by steam turbine internal flow is not taken into account in the modeling with theoretical energy balance methodology which incurs significant errors in practical operation of heating generators Based on the facts that high correlation exists between the actual power curve and the theoretical curve under different heat supplies the linear combinatory expressions identical to theoretical model structure is added to the rectified model Meanwhile all parameters are re identified by utilizing the least squares methodology After correction the heat losses are fully considered in the rectified energy balance model which can reflect the relationship between power output and heat supply of heating units more precisely The accuracy reasonableness and feasibility of the rectified model are verified through field tests This project is supported by the National Natural Science Foundation of China No 51377035 Keywords heating unit power output set by heat energy balance generation loss 上接第 107 页 4 江浩 罗春雷 刘先勇 等 火电机组节能降耗分析及研究 J 热力发电 2004 33 6 1 5 JIANG Hao LUO Chunlei LIU Xianyong et al Analysis of and study on energy saving and consumption reducing of thermal power units J Thermal Power Generation 2004 33 6 1 5 5 付昶 王伟锋 朱立彤 汽轮机通流能力分析及试验研究 J 热 力发电 2013 42 1 48 51 FU Chang WANG Weifeng ZHU Litong Experimental study on flow capacity of steam turbines J Thermal Power Generation 2013 42 1 48 51 6 李秀平 苗承刚 牛志军 等 调节级喷嘴面积对机组性能的影 响与改造 J 中国电力 2013 46 11 124 128 LI Xiuping MIAO Chenggang NIU Zhijun et al Impact and reform of area of governing stage nozzle on unit performance J Electric Power 2013 46