汽轮机滑压综合优化介绍材料

电厂节能优化技术第二篇汽轮机滑压综合优化技术哈尔滨工业大学先进动力技术研究所2015年3月

目录1. 成果简介 12. 机组滑压综合优化的节能潜力 12.1. 提高抽汽供热机组的变工况运行经济性 12.2. 提高背压变化范围大机组的变工况运行经济性 13. 解决方法及技术特色 23.1. 考虑背压和抽汽量等的变化的多目标综合优化 23.2. 在线修改滑压运行曲线，消除非计划停机损失 23.3. 技术成熟度高，实际经验丰富 24. 滑压综合优化技术成果的推广应用 25. 滑压综合优化技术的成果体现 35.1. 申请的发明专利和撰写论文 35.2. 开发的专业分析软件 46. 附录：滑压综合优化用户使用证明 5InstituteofAdvancedPowerTechnologyHarbinInstituteofTechnology.HarbinInstituteofAdvancedPowerTechnologyHarbinInstituteofTechnology.Harbin哈尔滨工业大学先进动力技术研究所第6页成果简介汽轮机的滑压运行方式对机组的经济性和安全性等都有着非常重要的影响，其设计必须综合考虑各种因素知识，进行系统的理论和试验研究。然而，国内的火电机组一般都是采用汽轮机厂家提供的理论滑压运行曲线，或者在机组投运一段时间后再基于机组的现场实际运行数据对理论滑压曲线进行优化，确定出负荷与滑压值之间的最优对应关系，从而提高机组的运行经济性，达到节能降耗的目的。但是，这种采用以功率（负荷）为横坐标的滑压运行曲线存在一定的局限性，没有考虑背压及抽汽的变化对机组的影响。尤其是对于抽汽供热机组和空冷机组，其抽汽量和背压变化对滑压运行曲线的影响更大，极大地影响了机组的运行经济性。鉴于这两种机组变工况运行的特殊性，本课题组历时多年研究，系统、细致地分析了背压和抽汽量变化对机组运行经济性等的影响，并且进行了大量的理论分析和实验研究，建立了一套完整、全新的汽轮机滑压运行方式的综合分析和优化设计的方法，能够最大程度上挖掘出空冷机组和供热机组的发电效率，并在实际工程中有着丰富的改造经验，拥有众多的不可比拟优势。机组滑压综合优化的节能潜力提高抽汽供热机组的变工况运行经济性抽汽机组（抽汽用于供热或者用于工业生产，在我国北方以供热为主）工作在抽汽和非抽汽模式时，级组和回热加热器的变工况特性将会存在较大差异。因此，按照非抽汽模式确定的机组滑压运行曲线（以负荷为横坐标）在抽汽模式下必定不是最优的，从而会影响机组的运行经济性。所以，抽汽供热机组的最优滑压运行曲线是必要综合考虑供热抽汽量变化的影响。根据理论计算和实际机组运行数据分析，抽汽机组的滑压综合优化潜力如下：如果机组在供热期和非供热期都是一直处于定压运行方式，则机组的滑压综合优化潜力是最大的：一般来讲，对于200MW~660MW等级的机组，通过滑压综合优化，在一些常运行负荷点的供电煤耗可降低1~3g/KW·h左右；如果机组在供热期和非供热期都是一直采用以负荷压力查询点的方式进行滑压运行，则对于200MW~660MW等级的机组，通过滑压综合优化，在一些常运行负荷点的供电煤耗平均可降低0.5~2g/KW·h左右提高背压变化范围大机组的变工况运行经济性对于背压变化范围较大的机组，以空冷机组为例，汽轮机的功率，环境的温度，空气量的变化和迎风面的风速、风向都会导致汽轮机背压的波动。比如，由于空冷机组的背压收环境温度变化影响较大，因而冬季与夏季、白天与晚上机组空冷岛的背压是不断变化的。因此，按照背压不变的工况确定的机组滑压运行曲线（以负荷为横坐标）在背压大范围变化模式下必定不是最优的，从而会影响机组的运行经济性，空冷机组最优的滑压运行曲线需考虑背压变化的影响。根据理论计算和实际机组运行数据分析，变背压机组的滑压综合优化潜力如下：如果机组在冬季和夏季以及白天和晚上的背压大范围变化期间，都是一直处于定压运行方式，则机组的滑压综合优化潜力是最大的：一般来讲，对于200MW~660MW等级的机组，通过滑压综合优化，在一些常运行负荷点的供电煤耗平均可降低1~3g/KW·h左右；如果机组在冬季和夏季以及白天和晚上的背压大范围变化期间，都是一直处于采用以负荷压力查询点的方式进行滑压运行，则对于200MW~660MW等级的机组，通过滑压综合优化，可使机组在一些常运行负荷点的供电煤耗可降低0.5~2g/KW·h左右解决方法及技术特色考虑背压和抽汽量等的变化的多目标综合优化本技术与国内的一般滑压优化技术最大的不同点在于：多目标优化。不是简单的将机组的同一负荷点的不同压力下的热耗进行计算，而是国内首次在综合考虑负荷、背压以及抽汽量等变化的基础上进行系统的理论和试验研究，将机组同一负荷不同压力下的经济性问题做多目标综合优化，设计符合机组实际运行情况的最优的负荷滑压运行曲线。目前，已经取得国家授权专利2项，正在受理的专利1项，发表国家核心以上期刊的论文十余篇。在线修改滑压运行曲线，消除非计划停机损失目前，滑压运行曲线采用在线修改技术，机组运行期间即可完成滑压综合优化改造，整个改造过程不超过1小时，避免由于改造影响机组正常运行所带来的经济损失，保证机组的正常运行。技术成熟度高，实际经验丰富该科研成果已经在工程实际中得到了广泛的推广应用，并且成功应用到机组的改进设计中，结果表明能够提高机组的实际变工况运行的经济性，尤其是在背压大范围变化和抽汽量变化时，经济效益与社会效益显著，用户反映良好。所综合优化改造过的机组型号范围为200MW、300MW以及600MW。滑压综合优化技术成果的推广应用本滑压综合优化技术经过近5年研究，成果的推广应用范围非常广，遍及几大电力集团和汽轮机生产厂，如下表1所示：表1配汽综合优化技术的推广应用成果（部分）所改造过的电厂及相应机组型号序号项目委托单位机组类型及台数滑压优化完成时间1哈尔滨第三发电厂（2台）200MW2010年2哈尔滨第三发电厂（2台）600MW（亚临界）2011年3哈尔滨热电厂（1台）300MW（亚临界）2012年4宁夏临河电厂（2台）350M（超临界空冷）2013年5大唐野马寨电厂（1台）200MW2014年6包头东华电厂（1台）330M（亚临界供热）2014年7包头东华电厂（1台）330M（亚临界供热）2015年8大唐发耳电厂（1台）600M（亚临界湿冷）2015年9达拉特电厂（1台）330M（2015年（进行中）10辽宁清河电厂（1台）660M（超临界2015年（进行中）11宁夏宁东电厂（2台）330M（亚临界空冷）2015年（进行中）12河北沧东电厂（2台）600M（亚临界）2015年（进行中）13吉林江南电厂（2台）330M（亚临界）2015年（进行中）14河北定州电厂（2台）660M（超临界空冷）2015年（进行中）15大唐清苑电厂（2台）330M（亚临界）2015年（进行中）16华电卓资电厂（2台）200M（空冷机组）2015年（进行中）滑压综合优化技术的成果体现申请的发明专利和撰写论文本滑压综合优化技术经过近几年的理论研究和实际试验，积累了一些新的技术和方法，申请的专利有3项。其中，已授权的国家专利2项，正在受理的国家专利1项。此外，目前已发表文章十余篇。近期，还正在申请2项软件著作权，撰写了准备发表国家二级以上的核心期刊论文2篇，如《节能技术》、《汽轮机技术》等；此外，正在撰写电厂节能优化系列专著一本。详细如下表2所示：表2滑压综合优化技术的专利成果序号专利名称发明人1一种以主蒸汽流量作为调度变量获取汽轮机滑压曲线方法（201210180860.9，已授权）刘金福;万鹏程;刘娇;万杰;于达仁2一种确定抽汽供热机组实际热耗的方法（201210122463.6，已授权）刘金福;胡宝权;刘娇;宋崇明;等3一种综合考虑负荷、背压和抽汽量的汽轮机滑压运行方法（申请中）万杰;刘金福;蔡鼎;刘娇;等4一种三变量的汽轮机最优主蒸汽压力查询调度方法（申请中）万杰;刘金福;蔡鼎;刘娇;等5一种机组实时经济性考核方法（申请中）万杰;刘金福;蔡鼎;刘娇;等6热电联产机组抽汽供热期的汽轮机滑压运行优化方法万杰;许天宁;李泽;刘金福;等其中，本滑压优化技术专利受理书如下图1所示。 图1开