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220MW機組運行可控性參數的定量分析 木(mu)屑顆(ke)粒(li)機|秸稈顆(ke)粒(li)機|秸稈壓塊機|木(mu)屑制粒(li)機|生(sheng)物質顆(ke)粒(li)機|富(fu)通新能源 / 14-03-04

    隨著全國電力市場的建立.各電廠必須不斷提高機組的熱經濟性降低煤耗以此提高自身的競爭實力,而電站機組實際運行的熱經濟性,不但涉及到主機設備本身性能的好壞,而且與熱力系統的設計、設備安裝,以及運行和管理水平等都有密切關系。但對一臺已經投運了的機組,其運行的經濟指標,卻更多的與運行和管理水平有關。在這方面,具體的管理和運行人員如沒有足夠的重視,往往使機組長期運行在較差的經濟狀態下,影響了機組運行的熱經濟性。因此,從運行角度著手,提高機組的熱經濟性有很大的潛力,富通新能源生產銷售生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
    從鍋爐運行時實際可操作性的角度出發,鍋爐部分的能損主要發生在:排煙溫度變化、過量空氣系數變化、飛灰含碳量變化、主汽壓力變化、主汽溫度變化、再熱汽溫度變化、再熱器噴水減溫水量等,而這些量中.運行人員能切實控制的是主汽壓力和溫度,再熱汽溫度和再熱器噴水減溫量等,但在實際的鍋爐運行中.由于現在負荷變動較大同時加上運行操作人員對此認識不足,往往使機組運行時的主汽溫度和再熱汽溫度會偏離額定值4~5℃,頻繁甚至長期啟用再熱蒸汽噴水減溫,這對電廠機組的發電煤耗有較大的影響。通過對220 MW機組部分運行可控性參數的定量分析,保證參數偏離額定值對機組熱力系統運行的效益損失,為電廠的經濟指標考核提供建議.從而強化運行人員的經濟運行意識,提高電廠的經濟效益。
1、定量計算的理論基礎
    汽輪機的效率相對變化可以依據變熱量等效焓降模型計算:式中:H為汽輪機新蒸汽的凈有效焓降:△H為各局部變化因素引起的新蒸汽做功增量;AQ為各局部變化因素引起的循環吸熱量增量.
    其中.作功與循環吸熱量的增量計算模型,可以依據等效焓降應用法則建立。
    當鍋爐側的主蒸汽壓力、溫度、再熱蒸汽溫度值偏離其設計值.而機組負荷保持不變,則機組的蒸汽流量必增加.所以可近似認為機組的循環吸熱量保持不變。此外,定性與試驗分析表明:當主蒸汽壓力、溫度發生偏離時.而再熱蒸汽壓力和溫度保持不變時,機組內效率基本保持不變。而當冉熱蒸汽溫度比額定值低時,機組內效率會下降,如仍用上式計算機組效率的相對變化率時可知,其實際值應該更大。
    對再熱器噴水減溫水量引起的機組效率變化的具體計算則運用等效焓降法計算。
    由熱經濟分析可知:裝置的相對變化率,與裝置效率變化而引起的全廠效率的相對變化率相等。
2、主汽壓力變化引起的能損
    在220 MW工況下,機組的主蒸汽壓力為12.9MPa.溫度為535℃(指自動主汽門前的壓力),當壓力下降到12.0 MPa.溫度為535℃,而其他條件不變時,計算機組熱效率的相對變化率。額定_T況下的理想焓降Ho=1 399 kj/kg,壓力下降后的理想焓降Ho'=1  396 U/kg。
    由式(1)可算知機組的能損,見表1(220 MW時的汽機試驗熱耗率為8 195.85 kj/(kW.h)。
    若以220 MW,12.0 MPa的壓力運行(換算到過熱汽出口的壓力為12.6 MPa左右),按運行100h計.則要多用標煤4.55 t。
3、主汽溫度變化引起的能損
    在實際運行中,主汽溫度變化的可能性較大,而汽溫的變化對機組的經濟性的影響比壓力的變化更為嚴重。
    計算下列工況:220 MW,主汽壓力為12.9 MPa,溫度為534.75℃,當其他的均不變,只有主蒸汽溫度由534.75℃變到530℃。主蒸汽溫度未改變時的理想焓降Ho=1 399 U/kg,溫度變化后的理想焓降為Ho'=1  390 kj/kg,由于可用焓降減小,將使汽輪機的熱耗增大,經濟性降低。
    由式(1)可計算得到機組的能損,具體見表2。
4、再熱汽溫度變化引起的能損
    同主蒸汽溫度的變化一樣,再熱蒸汽溫度的變化也直接影響著機組的經濟性,在再熱蒸汽壓力和其他運行條件不變的情況下.即工況為220 MW.再熱蒸汽壓力2.32 MPa,再熱蒸汽溫度由535℃降低到530℃。再熱蒸汽溫度未改變時的理想焓降Ho=1246 U/kg,溫度改變后的Ho'=1 239 kj/kg,使機組的可用焓降減小,汽輪機的熱耗增大.經濟性降低。
    利用式(1)可計算出機組的能損,具體見表3。
5、再熱器噴水減溫引起的能損
    再熱器噴水減溫由于參數不高,根據熱功轉換效益原則,熱經濟性較低的非再熱循環的加入,必然導致整個再熱循環熱經濟性降低。本廠的再熱器噴水來自給水泵抽頭分流。利用等效熱降法計算對機組熱經濟性的影響。
    基本參數為:三閥全開、額定參數220 MW,ho=3 429.59 kj/kg,hzr=3 531.78 U/kg,hzl=3 048.19 U/k9。
    對各部分量計算如下。
    再熱冷段以上排擠1kg抽汽所引起的再熱器吸熱增量計算:
6、結論和建議
    (1)從前面的定量計算可知,主蒸汽壓力對熱經濟性有很大的影響。理論上講,主蒸汽壓力越高,經濟性也越好,對汽輪機進汽壓力的限制是出于安全性的考慮。我國標準GB5578-85規定,汽輪機允許進汽壓力超過額定壓力5%連續運行.通常制造廠已充分考慮了這個因素。
    因此在運行中不能任意降壓運行.應該盡可能的在較高的壓力下運行。如果由于煤種等原因,過熱蒸汽壓力降到了12.6MPa以下,根據計算結果.此時應減負荷運行在額定壓力下,可以取得較好的經濟性。
    (2)進汽溫度越高對機組的經濟性就越有利。由于材料性能的限制.200 MW汽輪機的額定進汽溫度為535℃。
    在正常進行時,主汽溫度允許有一定的波動.我國標準GB5578-85《固定式發電用汽輪機技術條件》上規定,汽輪機進汽溫度允許在額定進汽溫度上下5℃以內波動。在鍋爐側的主汽溫度就是在540℃上下波動。
    但在實際運行中,如果運行人員比較保守,以額定進汽溫度為上限,則其平均運行溫度就低于額定進汽溫度,雖然對安全有好處.不易發生超溫.但給經濟性造成一定的損失。通過前面的計算可了解到具體的額度,若汽溫低于額定值較多.則損失就更大。因此,機組在正常運行時,汽溫應盡可能穩定在額定值,不能為了安全或方便調節而過于保守.那是不可取的。
    (3)再熱汽溫同主汽溫度有同樣的性質,再熱汽溫度越高,對經濟性越有利。尤其在低負荷時,在考慮安全性的同時,應盡量提高再熱汽溫度,而不是保守操作。
    在再熱汽溫度調節的過程中,高負荷時的噴水減溫嚴重降低了機組經濟性。再熱蒸汽噴水減溫量每增加1 t/h就使機組發電標準煤耗增加0.098 4∥(kw·h)。在運行中,應在加強運行人員的經濟意識的同時,加強對再熱器噴水減溫的管理,切勿為方便調節而在高負荷時將冉熱器噴水減溫作為主要的調溫手段,應盡量杜絕再熱器噴水減溫。
    (4)盡管上述的討論是各擾動單獨作用時對系統熱經濟性影響的定量計算,但基于熱力系統小擾動理論,一個實際的熱力系統所有干擾因素所造成的熱經濟損失,等于各干擾因素單獨作用時熱經濟損失量的線性相加.
    在實際運行中,壓力、溫度的聯系相當緊密,由于煤種、燃燒組織的不合理等因素.往往導致主汽壓力的較大波動,造成主汽溫e度和再熱汽溫度的大波動,而使機組的熱經濟性更差。
    (5)就電廠生產而言,安全就是效益。但是安全可靠性和經濟合理性并不矛盾.在安全生產的基礎上,降低熱耗提高機組效率和效益。
    通過糾正運行人員認識上的不足.做到盡量提高主蒸汽壓力、溫度、再熱蒸汽溫度、盡量杜絕再熱蒸汽噴水減溫等日常操作.粗略估算可使220 MW電廠年省標準煤量1000t左右,如果以電廠每噸收到基標準煤價格200元計,可望使其年運行費用降低20萬左右。
    (6)由于當前的檢測技術水平、設備等原因,往往對運行大經濟指標:鍋爐效率、標準煤耗、廠用電率等無法實時反映,需要將其分解成許多小指標在運行中加以考核,即汽溫、汽壓、飛灰可燃物、制粉電耗等。
    通過對鍋爐部分運行可控性參數對機組經濟性影響的定量計算,可知評價機組運行狀況優劣的主要是機組參數的平均值,但現在往往對機組汽溫、汽壓等僅僅考核超范圍點,對其平均值往往關注力度不夠,考核的目的在于保證機組的安全性和提高機組的經濟性,因此在考核中應該既考核不合格點.也要對機組小指標的平均值考核,這兩方面應并重,以管理追求最大效益,富通新能源不但生產銷售生物質鍋爐,而且還大量銷售生物質鍋爐燃燒專用的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料。


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