大唐江山天然气热电联产工程-1机组联合循环热力性能验收试验报告1

1、. 概述 PAGEREF _Toc360541042 h 12 实验目的 PAGEREF _Toc360541044 h 23 实验规范 PAGEREF _Toc360541045 h 24 实验测点及丈量仪表 PAGEREF _Toc360541046 h 25 实验预备任务 PAGEREF _Toc360541047 h 36 实验的进展 PAGEREF _Toc360541048 h 47 实验结果计算方法 PAGEREF _Toc360541049 h 48 实验计算结果 PAGEREF _Toc360541050 h 69 实验期间发现的问题 PAGEREF _Toc36054105

2、1 h 7附录1 机组实验测点和丈量仪表清单附录2 燃机修正计算汇总表附录3 #1燃机气样分析报告附录4 燃机出力、热耗率修正曲线附录6 汽机热力实验危险源预控措施表浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组结合循环热力性能验收实验报告第38页 共 38 页浙江大唐江山天然气热电联产工程1燃气机组结合循环热力性能验收实验报告第1页摘 要 浙江大唐江山天然气热电联产工程1机组性能验收实验任务是应机组设备供货合同的要求而进展的。本报告引见了#1机组燃机、汽机性能验收实验的大致实验情况，并给出了修正计算后的机组出力、热耗率等实验结果，为合同设备的验收提供技术根据。关键词 报告1 概述浙江大唐江山天然

3、气热电联产工程是由大唐国际发电股份出资建立的两台天然气热电联产机组。根据热力规划，确定主机配置及供热参数，主机采用哈尔滨/GE的100MW等级的燃气蒸汽结合循环热电联产机组。燃气轮机为PG6111FA型，经齿轮箱与发电机衔接，燃机配备干式低NOX的天然气熄灭器。汽轮机为哈尔滨汽轮机供货，型号为LC28/N38-5.20/0.55/1.60/537/254型，双压、单缸、激动、调理抽汽凝汽式。余热锅炉岛由东方日立公司供货。1机组于2021年4月25日完成燃机并网发电，5月6日完成汽轮机并网发电，5月15日完成结合循环96小时满负荷试运后，交付商业运转。受业主方委托，杭州意能电力技术承当#1机组结

4、合循环热力性能考核实验，以验证燃机、汽机性能能否到达合同规定的保证值。实验结果计算按照美国机械工程师协会燃气轮机热力性能验收实验规程ASME PTC-221.1 设备技术规范表一 燃机设计规范型号PG6111FA制造厂GE公司额定功率规范工况77.06MW额定循环热耗率规范工况10140kJ/kWh本地保证功率海拔125米,17 ，80%相对湿度74.917MW本地保证循环热耗率海拔125米,17 ，80%相对湿度10294kJ/kWh压气机级数18 级透平级数3 级透平排气流量规范工况761.6t/h透平排气温度规范工况598.3燃料种类天然气控制系统Mark VIe(TMR)熄灭系统Dry

5、 Low NOx备注：规范工况指，1个规范大气压1.013bar、15 、60%相对湿度。表二 汽机设计规范称号结合循环双压抽凝式汽轮机型号LC28/N38-5.30/0.55/1.60/537/253型型式双压、单缸、激动、抽汽、凝汽式汽轮机额定功率(纯凝)37.85MW额定纯凝(抽汽)28.15MW额定转速3000r/min制造商哈尔滨汽轮机2 实验目的根据合同规定的机组设备性能考核要求，本次实验#1机组在100额定负荷的燃气-汽机结合循环下运转，修正得出机组在规定运转条件下燃机的出力和热耗率以及汽轮机的出力，并与合同保证值进展比较，验证设备能否到达合同保证值。3 实验规范本次燃机实验主要

6、参照ASMEPTC22-1997进展。本次汽机实验主要参照GB8117.2-2021进展。水和水蒸汽性质参数将采用工业用水和水蒸汽热力性质计算公式IAPWS-IF97计算得到。4 实验测点及丈量仪表在机组性能验收实验预备阶段，在电厂设备部、运转部的大力配合下，按照实验方案的要求，安装了有关的实验丈量仪表，各实验测点信号接入数据采集前端，然后经过电缆将信号送至计算机数据采集安装进展巡测。在实验期间，也对机组运转数据编制报表进展采集，以供实验分析和比较。4.1 发电机电功率丈量燃机、汽机发电机端电功率及功率因数采用YOKOGAWA的WT230数字功率表进展丈量，并配置一台计算机记录其丈量数据。4.

7、2 燃气流量、压力和温度燃气流量采用随燃机一同提供的、布置在燃机入口的流量计丈量。该流量丈量安装即EMERSON公司消费的质量流量计，并曾经过实验室校验。同时用运转表计丈量记录燃气供气压力、温度。4.3 大气压力丈量在进气滤网附近安装两台实验公用高精度绝对压力变送器丈量大气压力。4.4 大气温度丈量在压气机进气滤网附近安装四支K型热电偶丈量大气温度。4.5 大气湿度丈量大气湿度采用数字式湿度计进展丈量。4.6 燃机进出口压损丈量利用现场安装的ROSEMOUNT变送器丈量燃机进口压损、排汽压损。4.7 汽轮机进汽流量、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，丈量进

8、口蒸汽流量，同时在高低压给水喷嘴位置安装差压变送器，丈量高低压给水流量，与蒸汽流量进展比对。在高、低压主蒸汽管道安装压力变送器丈量蒸汽压力，用运转铠装热电偶丈量蒸汽温度。4.8 汽轮机低压排汽压力采用网笼式探头和实验公用绝对压力变送器丈量汽轮机低压排汽压力。4.9 其它参数其它参数，如机组转速、运转小时数、燃机IGV角度等那么运用运转表计进展丈量。5 实验预备任务5.1 燃气轮机水洗和检查在1机组结合循环实验之前，进展了压气机和透平的离线水洗，利用停机间隙，电厂派人对压气机进气室、进口导叶IGV等进展了人工清洗，以保证燃机处于正常的运转形状。5.2 燃气轮机的稳定运转条件实验期间，1机组带根本

9、负荷，汽机高低压主汽阀全开，在燃气蒸汽结合循环条件下正常、稳定地运转。察看透平轮间温度在15分钟内变化不超越26 实验的进展实验时热力系统与设计热平衡图所规定的热力循环相一致，任何与该热力循环无关的其它系统及进、出系统的流量都予以隔离。以下是实验时进展隔离的系统和管路：a 主汽阀、调理阀疏水管道b 高压蒸汽、低压蒸汽的疏水管道c 与邻机相联的管道d 旁路系统和启动辅助蒸汽系统e 供热采暖用汽f 补水g锅炉排污7 实验结果计算方法7.1 燃机出力的计算与修正7.1.1 燃机出力的计算 式中， P 燃机输出功率，kW；P GTPO 燃机发电机出线端测得的输出功率，kW；PEPC 励磁系统耗费功率，

10、kW。7.1.2 燃机出力式中，P corr 燃机的修正后出力，kW；2 发电机功率因数对出力的修正量，kW；F1P 大气温度对燃机出力的修正系数； F2P 大气压力对燃机出力的修正系数；F3P 大气湿度对燃机出力的修正系数；F4P 燃气温度对燃机出力的修正系数；F5P 进气压损对燃机出力的修正系数；F6P 排汽压损对燃机出力的修正系数 F7P 发电机频率对燃机出力的修正系数；F8P 燃料成分对燃机出力的修正系数；FD 点火运转小时对燃机出力的修正系数。7.2燃机热耗率的计算与修正7.2.1 由实验丈量得到的燃机耗费天然气流量和由天然气组分计算得到的低位热值LHVP，可以计算得出燃机热耗量。

11、式中，HC 燃机热耗量，kJ/h；Wf 天然气质量流量，kg/h；LHV P 天然气低位热值，kJ/kg；7.2.2 燃机燃机单位出力所需耗费的燃料气热量，称为机组热耗率。 式中，HR 燃机热耗率实验值，kJ/kWh。7.2.3燃机热耗率式中，HR corr 修正后燃机热耗率，kJ/kWh ；G1HR 大气温度对燃机热耗率的修正系数； G2HR 大气压力对燃机热耗率的修正系数；G3HR 大气湿度对燃机热耗率的修正系数； G4HR 燃气温度对燃机热耗率的修正系数；G5HR 燃气进气压损对燃机热耗率的修正系数；G6HR 燃机排汽压损对燃机热耗率的修正系数；G7HR 发电机频率对燃机热耗率的修正系数

12、；G8HR 燃料成分对燃机热耗率的修正系数；GD 点火运转小时对燃机热耗率的修正系数7.3 汽轮机出力的计算与修正 修正后汽轮机出力，kW ；P 汽轮发电机出线端测得的电功率，kW；PE 汽轮发电机励磁耗费的的电功率，kW；F1P 高压主蒸汽压力对汽轮机出力的修正系数； F2P 高压主蒸汽温度对汽轮机出力的修正系数；F3P 低压主蒸汽压力对汽轮机出力的修正系数；F4P 低压主蒸汽温度对汽轮机出力的修正系数；F5P 凝汽器排汽压力对汽轮机出力的修正系数。8 实验计算结果燃机、汽机实验结果汇总如下表所示：表3 燃机实验结果汇总表序号名 称单位工况1工况21实验日期/2021-6-22021-6-2

13、2实验时间/19:3020:3021:0022:003燃机实验电功率kW73470735184电功率的总修正系数/0.96530.97115修正后的电功率kW76241758306修正后电功率的平均值kW760367燃机电功率保证值kW749178燃机出力比保证值高kW11199燃机出力与保证值的偏向1.4910燃气质量流量kg/h158801592410燃气低位热值kJ/kg466704667011燃机实验热耗率kJ/kWh100871010912热耗率的总修正系数/0.99820.996113修正后的热耗率kJ/kWh101261016914修正后热耗率的平均值kJ/kWh1014715热

14、耗率保证值kJ/kWh1029416燃机热耗率比保证值低kJ/kWh14717燃机热耗率与保证值的偏向-1.42表4 汽机实验结果汇总表序号名 称符号工况1工况21实验日期/2021-6-22021-6-22实验时间/19:3020:3021:0022:003汽机实验电功率kW34850348374电功率的总修正系数/0.8833010.8831575修正后的电功率kW39980399736修正后电功率的平均值kW399777汽机电功率保证值kW378508汽机出力比保证值高kW21279汽机出力与保证值的偏向5.32在上面的表3、表4中，列出了本次实验的主要计算结果。从表中数据来看，两个工况

15、的燃机修正后电功率平均值为76036kW，比保证值74917kW高1119kW高1.49%；两个工况的燃机修正后热耗率平均值为10147 kJ/kWh，比保证值10294低147 kJ/kWh低1.42%，燃机的出力、热耗率均可以到达合同保证值。两个工况的汽机修正后电功率平均值为39977kW，比保证值37850kW高2127kW高5.32%，汽机的出力可以到达合同保证值。9 实验期间发现的问题在实验过程中，发现余热锅炉排汽区域的温度测点与烟囱上方的温度测点存在明显反常的温度倒挂景象，在反复确认丈量环节准确无误后，判别是余热锅炉一部分烟气未经受热面，直接旁通进入烟囱所致。后经停机检查确认，是余

16、热锅炉受热面鳍片与管壁间隙过大，密封不严导致一部分锅炉烟气旁路进入后部烟道。这部分锅炉烟气未经过各受热面，给机组的正常运转带来明显的不利影响。该部分旁路烟气导致燃机排气压降明显减少，汽机高压主蒸汽流量减少，低压主蒸汽流量添加，建议电厂及早消除该运转缺陷，添加机组运转的经济性。附录1 机组实验测点和丈量仪表清单测点称号仪表型式数量位置大气压力绝压变送器2GT 中心线旁大气湿度电子湿度计1接近GT进口大气温度K型热电偶4压气机进口天然气流量质量流量计1天然气管路天然气供气压力压力变送器1天然气管路天然气供气温度热电偶1天然气管路燃机进气压损差压变送器1进气管道天然气低位发热量、密度取样化验天然气管

17、路燃机排气压损压力变送器1燃机排气口总点火小时DCS记录值高压主蒸汽流量差压变送器1高压进汽管道高压主蒸汽压力压力变送器1高压进汽管道高压主蒸汽温度热电偶2高压进汽管道低压主蒸汽流量差压变送器1低压进汽管道低压主蒸汽压力压力变送器1低压进汽管道低压主蒸汽温度热电偶2低压进汽管道汽轮机排汽压力绝压变送器1汽机低压缸排汽燃机发电机输出电功率三相电功率表1发电机PT&CT接线端燃机发电机功率因数汽机发电机输出电功率三相电功率表1发电机PT&CT接线端汽机发电机功率因数附录2 燃机修正计算汇总表工况 一参数符号单位额定值实验值出力热耗率发电机净出力PkW7347010087功率因数的修正PpfkW0.

18、850.9963170大气温度的修正系数k117.022.100.9621.01大气湿度的修正系数k2%8077.211.00030.9998大气压力修正系数k3mbar10059920.9871.0007发电机频率修正系数k4Hz5049.990.99991.0001燃气温度的修正系数k53238.00.999990.999736进气压损修正系数k6mmH2O7995.70.9971.001排汽压损修正系数k7mmH2O324116.51.019550.98729燃气成分修正系数k8%4667947990.00.999950.99998老化修正系数1.0040.998总修正系数0.96530

19、.9982修正后终值7624110126保证值7491710294与保证值的偏向%1.77-1.63工况 二参数符号单位额定值实验值功率热耗率实验数值PtkW7351810109功率因数的修正PpfkW0.850.9928170大气温度的修正系数k117.021.170.9681.008大气湿度的修正系数k2%8071.691.00040.9996大气压力修正系数k3mbar10059920.9871.0007发电机频率修正系数k4Hz5049.990.99991.0001燃气温度的修正系数k53238.00.999990.999736进气压损修正系数k6mmH2O7996.40.99681.

20、001排汽压损修正系数k7mmH2O326113.21.019500.987340燃气成分修正系数k8%4667947990.00.999950.99998老化修正341h1.0040.998总修正系数0.97110.9961修正后的7583010169保证值7491710294与保证值的偏向%1.22-1.22汽机出力修正计算汇总表工况 一实验值设计值偏向修正系数主汽压力MPa4.625.28-0.660.883301主汽温度537.5536.80.671.000375排汽压力kPa7.556.11.450.989000低压蒸汽压力MPa0.540.55-0.010.997880低压蒸汽温度

21、244.11252.7-8.590.999500总修正系数0.871624实验汽机净功率MW34.85修正后功率MW39.98合同保证值MW37.85与保证值偏向%5.64工况 二实验值设计值偏向修正系数主汽压力MPa4.625.28-0.660.883157主汽温度537.2536.80.401.000375排汽压力kPa7.586.11.480.989000低压蒸汽压力MPa0.540.55-0.010.997902低压蒸汽温度244.13252.7-8.570.999500总修正系数0.871501实验汽机净功率MW34.84修正后功率MW39.97合同保证值MW37.85与保证值偏向%

22、5.64附录3 #1燃机气样分析报告 附录4 燃机出力、热耗率修正曲线汽轮机出力修正曲线附录5 热力性能验收实验平安技术交底记录表部门专业：工程称号：江山燃机#1机组性能验收实验交底时间：2021.6.2工程担任人：秦 攀交底地点：集控会议室交底人：秦 攀参与人员：杭州意能： 秦 攀 陈小波江山燃机： 奚 岩 张 健哈电集团： 孙贞观平安交底内容：1、正确着装，正确佩戴平安帽；2、高温防烫、高空防坠；3、防止误碰运转设备；4、遵守现场安规技术交底内容：1、实验组织分工2、实验详细内容3、实验仪器设备安装位置及其要求；4、实验期间所需记录参数备注：附录6 汽机热力实验危险源预控措施表(ZDS/04/0HS 03-02)工程称号：江山燃机