200MW机组滑压运行经济分析.pdf

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1、全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 138 200MW 机组滑压运行经济分析 张宝民 黄 鹏 郑旭增 （陡河发电厂发电部 唐山 063028） 【摘 要】文章阐述了陡河发电厂 200MW 机组负荷调节方式由传统的定压运行方式改为滑压运行方式，从理 论上并结合热力试验、计算，定性定量的分析、比较这两种方式对机组运行经济性的影响。 【关键词】200MW 机组 定压 滑压 经济 分析 1 汽轮机运行方式概况 我厂 200MW 机组在 70%额定负荷以上运行时，采用保持主蒸汽压力恒定，靠改变调速汽门开度 来控制蒸汽流量而改变机组负荷的定压运行方式；在机组深调时采用将

2、 DEH 切至“阀位控制” ，保持 调速汽门开度不变，维持调速汽门在部分进汽方式下，逐步降低主汽压力来降低机组负荷的滑压方 式。 该种运行方式与纯定压运行方式相比，其优点在于深调时滑压运行节流损失相对较小，机组热 耗有所改善。 定压运行汽轮机调峰时，高压缸各级，特别是调节级引起过大的温度变化和热应力，这是限制 机组调峰灵活性的主要障碍，也是影响机组安全可靠运行的一个关键问题。而滑压运行负荷变化时 只要初压合适，高压缸各级温度几乎不变，或变化幅度较小，滑压运行时高压缸各级温度的变化要 明显低于定压运行方式。 2 复合滑压运行方式的提出 复合滑压运行：汽轮机满负荷时保持额定主汽压力，在初始降负荷时

3、用关闭调速汽门来减负荷， 在 GV1、2 全开，GV3 开始关闭时再减负荷，用关闭调速汽门同时降低主汽压力来进行。随着主汽压 力的降低，调速汽门又逐渐开大，实现了降低调速汽门节流损失、降低部分负荷时汽轮机热耗及由 于速度级温度降减小从而降低速度级热应力的目的。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 139 我厂的各台机组的负荷特点为：中调根据电网负荷情况分配机组所带负荷，为周期性调整负荷， 而复合滑压方式将为这一特点提供好处。 汽轮机的出力取决于其进汽量。我厂 200MW 机组均为凝汽式汽轮机，其进汽量正比于调速汽门 开度和蒸汽压力，它们的基本调节方式均为调节

4、调速汽门开度来控制速度级进汽面积来限制汽轮机 的进汽量，即所谓喷嘴调节。 滑压运行时的速度级温度变化较定压运行小，对汽轮机寿命损耗亦小。 滑压运行时，随着主汽压力的降低，给水泵的输出扬程降低，给水泵功耗降低，将影响整机热 耗降低。滑压运行时，由于锅炉汽包压力降低，因此在保证锅炉给水正常的情况下，给水泵的出口 压力也随之降低。 给水泵耗功： p rr p VPVPD N ）（ = 000 式中： 0 D 给水流量 ht / ； 00 VP、 给水泵出口压力和比容； rr VP、 给水泵入口压力和比容； p 给水泵效率。 给水泵效率在一定范围内变化不大。由上式可知，给水泵出口压力愈低耗功愈少，所以

5、采用调 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 140 速泵的机组在低负荷时采用滑压运行对机组的热经济性提高非常大。 滑压运行时，调节阀全开，初压降低，调节级后压力比在变工况时与设计值差不多，其他各级 （除末级外）压比也基本不变。低负荷时由于定压运行调节阀节流，调节级压比明显变化，效率降 低；再者初压降低，蒸汽比容 O v 增大，汽轮机高压缸通流部分间隙的漏汽损失相对减小，高压缸 ri 升高； 膨胀终干度 c x 增大， 湿气损失减小， 低压缸 ri 升高， 所以低负荷时滑压运行的相对内效率 ri 高于定压运行。 低负荷运行时，普遍再热汽温偏低，而滑压运行时，由

6、于高压缸排汽温度上升（100MW 时比定 压运行能高 35左右） ，那么，高压缸排汽经过再热加热到再热汽温需要的 zr q 将大大减少，使再 热汽温的吸热量 0 q 减少。 3 运行试验措施 3.1 试验目的：找出机组低负荷运行时的主汽压力与负荷的最佳点，降低机组热耗。 3.2 试验方式： 1）关闭高排至辅助蒸汽联箱供汽电动门。 2）在 50%90%范围内为滑压运行方式。 3）主汽温度、再热汽温维持在额定值。 4）高加正常投入，水位维持在 1/2-1/3，疏水逐级自流。 5）关闭凝结器补水门，停止向凝结器补水。 6）锅炉连排关闭。 3.3 试验方法： 1）在额定参数下，用协调按 90%、80%

7、、70%、60%、50%额定负荷分档降低负荷，每降一档稳定 20 分钟，记录有关数据，至 50%负荷为止。 2）定参数数据记录完毕后，恢复 90%负荷。 3）在 90%额定负荷开始，用协调按 90%、80%、70%、60%、50%分档降低负荷，同时按以下给定 滑压曲线逐步降低主汽压力， 维持主、 再热蒸汽温度不变。 负荷及主汽压力每下降一档稳定 20 分钟， 记录有关数据，至 50%负荷为止。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 141 4）试验过程中相关其他操作按规程规定执行。 5）试验结束，机组恢复正常运行方式。 4 试验数据及整理计算： 1）试验数据见

8、附表 2）发电机出力与高压缸内效率曲线： 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 200180160140120 定压 滑压 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 142 3）发电机出力与中压缸内效率曲线： 0 10 20 30 40 50 60 70 80 200180160140120 定压 滑压 4）发电机出力与热耗曲线： 8250.00 8300.00 8350.00 8400.00 8450.00 8500.00 8550.00 8600.00 8650.00 8700.00 200180160140120 定压 滑压 5 试验结果

9、及分析 通过以上的计算结果，可以得出： 1）机组负荷达到 160MW 及以下时，采用滑压运行机组的热耗率明显比定压下的低。 2）影响滑压运行热耗率比定压低的主要原因为，滑压运行时的高压缸效率比定压时的高，中压 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 143 缸基本不变。 3）由于高压缸效率的提高，主汽流量基本不变。 6 结论 1）当机组负荷降到 160MW 时，应开始滑压运行，这样可以使机组效率提高， 2）机组在 160MW120MW 时，采用滑压运行比定压运行时，热耗可以降低 60kj/kg-136kj/kg， 如果选取锅炉效率为：90%，厂用电率为 6.19

10、%，可以使供电煤耗降低 2.47g/kwh5.566g/kwh。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 144 附表： 8 号机滑压试验数据汇总表 序 号 名称 符号 单位 90% 90% 80% 80% 70% 70% 60% 60% 1 发电机端功率 P kw 179890 177720 161220 160320 139850 140130 120820 120560 2 转速 n rpm 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3 功率因数 cos 0.96 0.94 0.94 0.92 0.92 0.93 0.

11、9 0.88 4 氢压 PH2 MPa 0.38 0.39 0.38 0.4 0.38 0.4 0.4 0.39 5 大气压力 Pb kpa 102.35 99.8 102.35 102.35 102.35 102.35 102.35 102.35 6 主汽门前蒸汽压力 Pms MPa 13.52 13.54 13.54 12.19 13.52 10.71 13.51 10.64 7 主汽门前蒸汽温度 tms 535.42 530.98 534.01 531.2 528.12 529.52 525.35 531.44 8 再热蒸汽门前压力 PRH MPa 1.9 1.88 1.71 1.7 1

12、.49 1.49 1.31 1.28 9 再热蒸汽门前温度 tRH 526.06 521.43 522.15 518 511.51 511.1 500.32 509.51 10 主汽门后压力 Pms Mpa 13.25 13.27 13.27 11.95 13.25 10.5 13.24 10.43 11 第一级后蒸汽压力 Pt MPa 7.7 7.58 6.89 6.86 6.01 6.04 5.25 5.18 12 第一段抽汽压力 P8 MPa 3.1 3.07 2.79 2.78 2.44 2.44 2.13 2.1 13 第一段抽汽温度 t8 411.32 409.64 412.07

13、415.97 410.5 420.86 408.16 427.86 14 高压缸排汽压力 PHP MPa 2.08 2.06 1.87 1.86 1.63 1.63 1.43 1.4 15 高压缸排汽温度 tHP 305.84 302.52 302.76 304.67 295.78 305.95 290.86 305.55 16 第三段抽汽压力 P6 MPa 1.03 1.04 0.94 0.94 0.83 0.83 0.73 0.72 17 第三段抽汽温度 t6 464.6 462.83 462.23 457.87 454.7 450.26 441.73 449.13 18 第四段抽汽压力

14、P5 MPa 0.54 0.54 0.5 0.5 0.44 0.44 0.38 0.38 19 第四段抽汽温度 t5 370.98 369.41 369.2 365.51 363.41 359.61 350.82 358.92 20 丙高加出口给水压力 PGS MPa 15.67 15.69 15.35 14.22 15.02 12.84 16.11 12.98 21 丙高加进汽压力 PH8 MPa 3 2.98 2.71 2.7 2.37 2.37 2.07 2.04 22 丙高加进汽温度 tH8 411.32 409.64 412.07 415.97 410.5 422.86 408.16

15、 427.86 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 145 序 号 名称 符号 单位 90% 90% 80% 80% 70% 70% 60% 60% 23 丙高加疏水温度 tD8 235.89 235.43 231.16 231.13 224.96 225.54 218.72 218.82 24 丙高加进水温度 t81 205.88 206.3 202.17 202.12 196.69 197.09 191.15 191.19 25 丙高加出水温度 t82 234.89 234.43 230.16 230.13 223.96 224.54 217.72 21

16、7.82 26 最终给水温度 tFW2 238.39 237.93 233.66 233.63 227.46 228.04 221.22 221.32 27 乙高加进汽压力 PH7 MPa 2.02 2 1.81 1.8 1.58 1.58 1.39 1.36 28 乙高加进汽温度 tH7 305.84 302.52 302.76 304.67 295.78 305.95 290.86 305.55 29 乙高加疏水温度 tD7 208.65 208.77 204.12 203.91 197.9 197.96 191.87 191.33 30 乙高加出水温度 t72 205.88 206.3

17、202.17 202.12 196.69 197.09 191.15 191.19 31 乙高加进水温度 t71 174.16 175.07 171.22 170.9 166.15 166.02 160.81 160.56 32 甲高加进汽压力 PH6 MPa 1 1.01 0.91 0.91 0.8 0.81 0.71 0.7 33 甲高加进汽温度 tH6 274.6 269.83 262.23 254.87 246.7 241.26 228.73 234.63 34 甲高加疏水温度 tD6 174.39 175.04 171.05 170.64 166.7 166.42 160.07 15

18、9.62 35 甲高加进水温度 t61 152.06 153.94 150.74 149.73 146.11 144.83 140.39 139.71 36 甲高加出水温度 t62 174.16 175.07 171.22 170.9 166.15 166.02 160.81 160.56 37 疏水冷却器进水温度 tS1 38 疏水冷却器出水温度 tS2 39 除氧器进汽压力 PH5 MPa 0.52 0.52 0.485 0.485 0.43 0.43 0.37 0.37 40 除氧器进汽温度 tH5 370.98 369.41 369.2 365.51 363.41 359.61 350

19、.82 350.92 41 除氧器出水温度 t52 152.88 153.34 151.34 150.46 146.48 147.01 140.49 140.82 42 除氧器进水温度 t51 134 133.4 130.81 130.5 126.39 124.1 121.29 121.05 43 除氧器进水压力 Pc MPa 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 44 凝结器真空 PEX kpa 99.05 97.94 99.19 99.23 99.43 99.46 99.52 99.37 45 补充水流量 Gmu kg / h 0 0 0 0 0

20、0 0 0 46 热水井水位变化当量 GCL kg / h 0 0 0 0 0 0 0 47 除氧器水位变化当量 GDTR kg / h -5013.35 -2976.6 -1246 -2591 -2336 -1193 -841 -2598.83 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 146 序 号 名称 符号 单位 90% 90% 80% 80% 70% 70% 60% 60% 48 凝结泵泄水量 GCP kg / h 300 300 300 300 300 300 300 300 49 总计喷嘴前凝结水取样 GS1 kg / h 0 0 0 0 0 0 0

21、 0 50 给水泵密封水量 GBFP kg / h 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 51 总计锅炉侧取样 GS2 kg / h 230 230 230 230 230 230 230 230 52 除氧器出口取样 GS3 kg / h 0 0 0 0 0 0 0 0 53 再热器取样 GS4 kg / h 0 0 0 0 0 0 0 0 54 过热器减温水总量 GSS kg / h 9860 18950 16825 31151 4320 14150 4910 11830 55 再热器减温水总量 GRS kg / h 0 60 0 0 0 0 0

22、0 56 差压计读数 HC KPa 57 凝结水比重 RW kg /m3 58 高压门杆一段漏汽压力 MPa 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 59 高压门杆一段漏汽温度 430 430 430 430 430 430 430 430 60 主汽流量累计 kg / h 544540 535180 482140 512130 415030 480030 358880 399460 61 给水流量累计 kg / h 509950 490960 456650 446480 405930 387000 356290 331230 62 第六段抽汽压力 0.

23、0884 0.09 0.0706 0.0694 0.0491 0.049 0.02899 0.0284 63 第六段抽汽温度 243.31 241.58 240.88 237.73 236.6 234.89 226.95 235.23 8 号机滑压试验计算结果汇总表 序 号 名 称 符 号 单 位 90% 90% 80% 80% 70% 70% 60% 60% 1 计算凝结水流量 GC kg / h 444180 443191.6 400512.65400328 351834 353893 314233 311114 2 丙高压加热器进汽焓 HH8 kj /kg 3258.03 3254.56

24、 3264.21 3273.06 3265.97 3293.23 3265.45 3308.95 3 丙高压加热器疏水焓 HD8 kj /kg 1018.10 1015.92 995.76 995.62 966.74 969.43 937.79 938.24 4 丙高压加热器出水焓 H28 kj /kg 1015.73 1013.61 993.91 993.47 965.53 967.51 937.67 937.02 5 丙高压加热器入水焓 H18 kj /kg 884.52 886.39 867.91 867.19 843.53 844.28 819.69 818.33 全国火电 300MW

25、e 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 147 6 最终给水焓 H2FW kj /kg 1031.90 1029.78 1009.98 1009.58 981.47 983.52 953.46 952.89 7 丙高压加热器假想抽 汽量 G8 kg /h 26019.20 25186.02 22247.41 22198.50 18669.15 18765.42 15927.26 15576.28 8 乙高压加热器进汽焓 HH7 kj /kg 3038.08 3030.92 3036.73 3041.36 3027.23 3050.10 3021.57 3054.92 9 乙高压加热

26、器疏水焓 HD7 kj /kg 891.74 892.28 871.14 870.19 843.05 843.32 816.00 813.58 10 乙高压加热器入水焓 HI7 kj /kg 745.45 749.40 732.56 730.53 710.49 708.66 688.19 685.23 11 乙高压加热器假想抽 汽量 G7 kg / h 27247.29 26932.40 23751.89 23914.97 20371.93 20677.38 17855.20 17608.81 12 甲高压加热器进汽焓 HH6 kj /kg 2997.26 2986.53 2973.20 29

27、57.11 2943.25 2930.98 2907.63 2920.89 13 甲高压加热器疏水焓 HD6 kj /kg 738.53 741.39 723.85 722.05 704.78 703.57 675.89 673.94 14 甲高压加热器入水焓 HI6 kj /kg 650.48 658.52 644.64 639.61 624.69 617.83 601.10 596.14 15 甲高压加热器出水焓 H28 kj /kg 745.45 749.40 732.56 730.53 710.49 708.66 688.19 685.23 16 疏水冷却器至甲高加 疏水焓 H2SL

28、kj /kg 891.74 892.28 871.14 870.19 843.05 843.32 816.00 813.58 17 甲高压加热器假想抽 汽量 G6 kg / h 15064.03 14438.02 12642.11 13228.37 11074.22 11956.01 10141.93 10273.13 18 除氧器进汽焓 HH5 kj /kg 3211.29 3208.03 3208.20 3200.54 3197.16 3189.30 3172.26 3172.47 19 除氧器出水焓 HI5 kj /kg 644.65 646.63 637.98 634.18 617.0

29、1 619.29 591.25 592.66 20 除氧器入水焓 HI4 kj /kg 563.81 561.25 550.20 548.88 531.38 521.64 509.71 508.69 21 给水量与凝结水量比 AO 1.20 1.17 1.16 1.13 1.20 1.17 1.18 1.17 22 丙高压加热器用汽量 G8 kg / h 31292.50 29473.86 25901.98 25029.71 22347.42 21965.85 18857.12 18160.46 23 乙高压加热器用汽量 G7 kg / h 32769.49 31517.55 27653.60

30、 26965.11 24385.69 24203.89 21139.70 20530.20 24 甲高压加热器用汽量 G6 kg / h 18117.06 16896.04 14718.82 14915.53 13256.11 13995.10 12007.56 11977.49 25 给水流量 GFW kg / h 534201.82 518643.41 466304.60451386.11421153.79414249.14372036.91362729.35 26 除氧器用汽量 G5 kg / h 9389.42 10297.77 9796.56 9407.76 8014.57 9848

31、.30 6568.53 6878.37 27 主蒸汽流量 GMS kg / h 539348.47 534916.81 482183.60480246.11423437.79427506.14376405.91372260.52 28 运行汽耗率 SR kg /kw h3.00 3.01 2.99 3.00 3.03 3.05 3.12 3.09 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 148 29 高压门杆一段用汽量 GL1 kg / h 1806.00 1807.00 1808.00 1809.00 1810.00 1811.00 1812.00 1813.

32、00 30 高压门杆二段用汽量 GL2 kg / h 1320.19 1333.40 1417.47 1418.18 1374.47 1381.39 1259.30 1246.39 31 高压缸前轴封漏汽量 GL3 kg / h 1909.18 1885.58 1609.49 1599.54 1315.06 1334.91 1092.18 1073.17 32 高压缸后轴封一段漏 汽 GL4 kg / h 1425.02 1405.18 1163.50 1154.49 890.35 909.14 677.36 659.09 33 高压缸后轴封二段漏 汽 GL5 kg / h 3454.49 3

33、453.87 3984.05 4019.95 5443.43 5322.27 6960.94 7100.39 34 系统不可知泄漏量 GLOSS kg / h 4483.35 2446.60 716.00 2061.00 1806.00 663.00 311.00 2068.83 35 系统不可知泄漏率 % 0.83 0.46 0.15 0.43 0.43 0.16 0.08 0.56 36 冷再热蒸汽流量 GHP kg / h 465371.60 464040.38 418645.5 418250.1 365871.4 370577.7 324607.3 321677.8 37 热再热蒸汽流

34、量 GRH kg / h 465371.60 464100.38 418645.5 418250.1 365871.4 370577.7 324607.3 321677.8 38 主蒸汽焓 HMS kj /kg 3425.55 3413.57 3421.60 3429.23 3406.19 3441.23 3398.92 3446.84 39 热再热蒸汽焓 HRH kj /kg 3525.68 3515.68 3519.02 3510.01 3498.01 3497.12 3475.58 3495.89 40 冷再热蒸汽焓 HHP kj /kg 3036.44 3029.24 3035.08

35、3039.74 3025.82 3048.79 3020.42 3053.89 41 运行参数下热耗 HR kj /kwh 8436.51 8471.40 8502.32 8533.56 8573.85 8714.06 8851.96 8897.23 42 主蒸汽压力修正系数 C1 % -0.62 -0.64 -0.64 0.45 -0.62 1.65 -0.62 1.71 43 主蒸汽温度修正系数 C2 % -0.01 0.11 0.03 0.11 0.19 0.15 0.27 0.10 44 再热蒸汽温度修正系 数 C3 % 0.22 0.34 0.32 0.42 0.58 0.59 0.

36、86 0.63 45 再热器压降修正系数 C4 % -0.21 -0.20 -0.22 -0.22 -0.22 -0.22 -0.23 -0.22 46 真空修正系数 C5 % -0.60 -1.00 -0.70 -0.70 -0.80 -0.80 -0.90 -0.90 47 过热器减温水修正系 数 C6 % 0.09 0.17 0.16 0.31 0.05 0.16 0.06 0.15 48 再热器减温水修正系 数 C7 % 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 49 功率因数修正系数 C8 % -0.17 -0.15 -0.15 -0.11 -0

37、.11 -0.13 -0.08 -0.05 50 总修正系数 CR 0.9869 0.9862 0.9880 1.0025 0.9907 1.0139 0.9935 1.0141 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 汽机 149 51 修正后的热耗 HR kj /kwh 8548.10 8589.52 8605.49 8511.94 8654.70 8594.21 8910.07 8773.72 52 高压缸效率 % 74.98 74.31 71.40 74.56 67.37 74.38 64.32 69.92 53 中压缸效率 % 69.93 70.01 68.

38、13 68.01 64.43 64.73 60.38 60.09 序 号 名 称 符 号 单 位 90%定压 85%滑压 80%定压 80%滑压 70%定压 70%滑压 60%定压 60%滑压 1 设计热耗 HRsj kj /kwh 8477.36 8520.44 8558.44 8568.47 8670.72 8685.25 8826.05 8822.78 2 试验热耗 HR kj /kwh 8548.10 8589.52 8605.49 8511.94 8654.70 8594.21 8910.07 8773.72 3 热耗偏差 HR kj /kwh 70.74 69.08 47.05 -56.53 -16.02 -91.04 84.02 -49.06 4 定滑压偏差 HR kj /kwh -51.42 93.55 60.49 136.35 5 定滑压偏差合标煤 b g/kwh 2.1 -3.82 -2.47 -5.566