大唐江山天然气热电联产工程-2机组联合循环热力性能验收试验报告

秘密级别16-搜索编号16-杭州意大利电力技术有限公司科技文件浙江大唐江山天然气热电联产项目#2燃气单元联合循环热力性能验收试验报告2003年6月浙江大唐江山天然气热电联产项目#2燃气单元联合循环热力性能验收试验报告编辑：审阅者：批准者：批准者：列表1概述12实验目的23测试标准24测试点和测量设备25准备考试36考试进行47测试结果计算方法48测试计算结果69考试期间发现的问题7附录1单元测试点和测量设备清单附录2燃气轮机、汽轮机修改计算汇总表附录3气体样本测试报告附录4燃气轮机，汽轮机修正曲线附录5安全技术最终记录表附录6风险管理措施表浙江大唐江山天然气热电联产项目#2气单元联合循环热力性能验收试验报告浙江大唐江山天然气热电联产项目# 2燃气单位性能验收测试工作按照单位设备供应合同的要求进行。报告介绍了#2单元燃烧室、汽轮机性能验收试验的概略测试情况，并提出了计算的单元输出、热消耗率等测试结果，为合同设备验收提供了技术依据。关键词浙江大唐江山天然气热电联产项目#2气单元联合循环热力性能实验报告1概述浙江大唐江山天然气热电联产项目是大唐国际电力发电有限公司出资建设的两个天然气热电联产单位。根据热计划确定使用哈尔滨和ge的100MW级燃气-蒸汽联合循环热电联产发电机的主机配置和加热参数。燃气轮机以PG6111FA类型通过变速箱和发电机连接，燃气轮机配备干式低NOX天然气燃烧器。涡轮机供应给哈尔滨涡轮机有限公司使用。型号为lc28/n38-5.20/0.55/1.60/537/254，双重压力，单汽缸，冲动，调整萃取冷凝气体式。废热锅炉岛由东方日立公司供应。2号机组2013年4月28日结束燃烧室系统联动发展，5月7日结束汽轮机系统联动发展，5月15日结束联合周期96小时负荷试验运行，提供商业运行。受业主委托，杭州义能技术有限公司负责#2号机组的热工性能评价试验，验证燃烧室、蒸汽机性能是否达到合同中规定的保证值。测试结果计算应美国机械工程师协会燃气轮机热力性能验收试验规程ASME PTC-22的要求进行，参考了GE，hava提供的修正曲线。夏电集团目击了考试的全过程。现场测试后，燃气轮机取样气体将送到广东惠州通用标准技术有限公司，进行天然气摩尔成分、热值、密度测试。1.1设备技术规范表1燃气轮机设计规范型号PG6111FA制造工厂GE公司额定功率(标准条件)77.06MW额定循环热消耗率(标准条件)10140kJ/kWh本地保修功率(海拔125m、17、80%相对湿度)74.917MW循环热消耗率(海拔125m，17，相对湿度80%)10294kJ/kWh压缩机供水18级涡轮供水第3级涡轮排气流量(标准条件)761.6t/h涡轮排气温度(标准条件)598.3c燃料类型天然气控制系统马克拜尔(TMR)燃烧系统Dry Low NOx注：标准工作条件是指一个标准大气压(1.013bar)、15、60%相对湿度。表2汽轮机设计规范名字联合循环双压力泵送涡轮型号lc28/n38-5.30/0.55/1.60/537/253类型风格双重压力、单缸、冲动、萃取、冷凝汽轮机额定功率(纯冷凝)37.85MW额定纯凝固(萃取)28.15MW额定速度3000r/min制造商哈尔滨涡轮有限公司2实验目的本试验#2机根据合同中规定的设备性能评价要求，在100%额定负载的燃气-蒸汽轮机联合循环下运行，在规定的运行条件下，将设备的输出和热消耗率与汽轮机的输出和合同保证值进行比较，确认设备是否达到合同保证值。3测试标准该燃气轮机测试主要参考燃气轮机性能试验规程 (ASMEPTC22-1997)进行。该汽轮机测试主要参考电站汽轮机热力性能试验验收规程 (GB8117.2-2008)进行。水和水蒸气性质参数是以工业水和水蒸气的热性质方程式IAPWS-IF97计算的。4测试点和测量设备在单元性能验收试验准备阶段，应发电厂设备部和运营部的大力协助，根据试验方案的要求，安装相关试验测量仪，将各试验点信号连接到数据收集前端，通过电缆将信号发送到计算机数据收集设备进行巡逻。在试点测试期间，还将收集单元执行数据准备报告以进行测试分析和比较。4.1发电机功率测量燃气轮机、汽轮发电机侧的电量和功率因数是用YOKOGAWA的WT230数字功率计测量的，其中一台计算机配置为记录其测量数据。即可从workspace页面中移除物件。4.2气体流量、压力和温度气体流量是通过与燃气涡轮入口放置的气体流量计一起提供的流量计测量的。这个流量测量装置是爱默生生产的质量流量计，经过了实验室验证。气体供应压力，温度用工作计量表测量。4.3大气压力测量在进气过滤器附近安装两个实验用高精度绝对压力变送器，测量大气压力。4.4大气温度测量在压缩机入口过滤器附近安装4个k型热电偶来测量大气温度。4.5大气湿度测量大气湿度是用数字湿度计测量的。4.6燃气轮机进出口压力损失测量使用现场安装的ROSEMOUNT发射器测量燃气轮机入口压力损失、排气压力损失。4.7汽轮机入口流量、温度、压力在汽轮机高压主蒸汽、低压主蒸汽进口流量孔板位置安装差压变送器，测量进口蒸汽流量的同时，在高低压供水喷嘴位置安装差压变送器，测量高低压供水流量，并与蒸汽流量进行比较。将高压发射器安装在高低压主蒸汽管道上，测量蒸汽压力，用工作手套热电偶测量蒸汽温度。4.8汽轮机低压排气压力汽轮机低压排气压力采用笼型探头和测试专用绝对压力变送器测量。4.9其他参数其他参数(例如单位速度、作业时间、燃气轮机IGV角度等)使用执行表格测量。5考试准备工作5.1燃气轮机的清洗和检查在二期联合循环试验前，进行了压缩机和涡轮的离线水洗，利用停机间隔，发电站派遣队人工清洗压缩机吸入室、进口导叶(IGV)等，确保了启动机的正常运行。5.2燃气轮机稳定运行条件试验期间具有基本负荷的# 2单元，汽轮机高低压主蒸汽阀完全开启，在燃气-蒸汽联合循环条件下正常稳定运行。观察涡轮间温度在15分钟内不超过2 ，测试方确认单元是否满足测试开始的稳定运行条件。6考试进行热力系统与热平衡设计图中规定的热循环一致，所有其他与热循环无关的系统和流入、流出系统的流量均被隔离。以下是考试期间隔离的系统和管道。a)主蒸汽阀、控制阀疏水管b)高压蒸汽、低压蒸汽疏水管道c)与相邻机器相关的管线d)旁路系统和启动辅助蒸汽系统e)加热蒸汽f)补充g)锅炉排污7测试结果的计算方法7.1燃气轮机输出的计算和修改7.1.1燃气轮机输出计算类型，p-燃气轮机输出功率，kw；P gtpo-从发电机插座测量的输出功率，千瓦；Pepc-励磁系统消耗电力、千瓦。7.1.2燃气轮机输出修正格式，p corr-燃气轮机修改后输出，kw； 2-发电机功率因数与输出修正，kw；大气温度对F1p-燃气轮机输出的修正系数；大气压力对F2p-燃气轮机输出的修正系数；大气湿度对F3p-燃气轮机输出的修正系数；F4p-燃气温度燃气轮机输出修正系数；入口压力损失对F5p-燃气轮机输出修正系数；F6p-气体排放压力损失对燃气轮机输出的修正系数F7p-发电机频率对燃气轮机输出的修正系数；F8p-燃料组成对燃气轮机输出的修正系数；Fd-燃气轮机输出对点火运行时间的修正系数。7.2燃气轮机热耗率的计算与修正7.2.1燃气轮机热消耗计算用气体流量和气体成分计算的低热值LHVP可以通过试验测量，计算燃烧室的热消耗量。格式，HC-燃气轮机热消耗，kj/h；Wf-天然气质量流量，kg/h；LHV P天然气的低热值，kj/kg；7.2.2燃气轮机热消耗率计算燃气轮机单位施力所需的燃料气体热量，称为单位热量消耗率。格式，HR-燃气轮机热消耗率测试值，kJ/kWh。7.2.3燃气轮机热消耗率修正格式，HR corr-修改后燃烧室热消耗率，kj/kwh；G1hr-大气温度对燃气轮机热消耗率的修正系数；G2hr-大气压力对燃气轮机热耗率的修正系数；G3hr-大气湿度对燃气轮机热消耗率的修正系数；G4hr-气体温度对气体发动机热消费率修正系数；G5hr-燃气入口压力损失对燃气轮机热消耗率的修正系数；G6hr-燃气轮机排气压力损失对燃气轮机热消耗率的修正系数；G7hr-发电机频率对燃气轮机热消耗率的修正系数；G8hr-燃料组成对燃气发动机热消耗率的修正系数；Gd-燃气轮机热消耗率随点火运行时间的修正系数7.3涡轮输出的计算和修正-修改后涡轮输出，千瓦；P-汽轮发电机插座中测量的功率，kw；Pe-汽轮发电机励磁消耗功率，kw；F1p-高压主蒸汽压力对汽轮机输出的修正系数；高压主汽温对F2p-汽轮机输出修正系数；低压主蒸汽压力对F3p-汽轮机输出修正系数；低压主汽温对F4p-汽轮机输出的修正系数；F5p-凝汽器排气压力对涡轮输出修正系数。8实验计算结果燃气轮机，汽轮机试验结果汇总如下表。表3燃气轮机试验结果摘要序号名称单位工作条件1工作条件21考试日期/2013-6-22013-6-22考试时间/193336930-203336930213369000-22:003燃气轮机测试功率KW71320719754功率的总修正系数/0.935690.947945修改后的电力KW76360760676修改后的功率平均值KW762137燃烧机电功率保证值KW749178燃气轮机输出高于保证值KW12969燃气轮机输出和保证值偏差1.7310气体质量流量Kg/h157161577310气体低热值KJ/kg467154671511燃气轮机试验热消耗率KJ/kWh102941023712热消耗率的总修正系数/1.012751.0077913修改的热消耗率KJ/kWh101871018414修改后的热消耗率平均值KJ/kWh1018615热量消耗率保证值KJ/kWh1029416燃气轮机热消耗率低于保证值。KJ/kWh10817燃气轮机热耗率与保证值的偏差1.05表4汽轮机试验结果摘要序号名字符号工作条件1工作条件21考试日期/2013-6-22013-6-22考试时间/193336930-203336930213369000-22:003蒸汽机试验功率KW34460346954功率的总修正系数/0.859210.865575修改后的电力KW40107400836修改后的功率平均值KW400957蒸汽机电功率保证值KW378508汽轮机输出高于保修值KW22459汽轮机输出和保证值偏差5.93以上表3，表4列出了该测试的主要计算结果。从表中的数据来看，两种工作条件的燃气轮机修改后的功率平均值为76213kW，比保证值74917kW高1296kW(高1.73%)；两种工况下燃气轮机修正后的热消耗率平均值为10186 kJ/kWh，与保证值10294相比，kJ/kWh(低1.05%)，燃气轮机输出、热消耗率均可达到合同保证值。两种工况的汽轮机修正后，输出平均值为40095kW，比保证值37850kW高2245kW(高5.93%)，汽轮机输出可以达到合同保证值。9考试期间发现的问题在测试中，废热锅炉排气区的温度测量点和烟囱上方的温度测量点发现了明显的异常温度逆转现象，测量环被准确确认，判断废热锅炉的部分烟气没有经过受热面直接流入烟囱。关机检查表明，废热锅炉受热面翅片和管壁之间的间隙太大，密封塞得太紧，部分锅炉废气旁路进入后烟囱。这种锅炉废气没有经过受热面，对单位正常运行产生了相当大的不利影响。由于这部分旁路烟气，燃气轮机排气压力下降明显减少，汽轮机高压主蒸汽流量减少，低压主蒸汽流量增加，建议电站尽