600MW机组能效对标第十五届年会论文集节能降耗 - 图文

全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 节能降耗篇

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

调节级压力 MPa 高排压力 高排温度 GV1开度 GV2开度 GV3开度 GV4开度 给水流量 主汽流量 真空 给水压力 给水温度 试验热耗 汽机热效 发电煤耗 汽耗率

MPa oC % % % % t/h t/h KPa MPa oC kJ/kw.h % g/kw.h kg/kw.h

11.86 3.27 308.5 90 90 0 90 1560 1655 -84.68 18.12 275 7946.4 46.32 290.73 3.06

11.52 3.13 309 90 90 2 90 1588 1671 -84.81 18.08 273 8092.4 46.98 289.2 3.09

10.92 3.08 304.5 90 90 0 90 1526 1590 -85.12 17.82 268.5 7915.6 47.80 301.7 3.056

12.71 3.42 311 90 90 14 90 1738 1797 -83.46 18.83 278 7902.9 46.57 288.9 2.995

6.6 1.90 330 90 90 0 90 897 985 -85.86 11.6 254 7961.5 46.25 289.8 3.28

6.0 1.75 335 90 90 0 90 692 726 -85.87 10.2 258 8092.4 45.62 302.5 3.45

图1 抽汽凝结水示意图

试验数据分析：600MW时，最佳主汽压力为额定压力，汽机相对内效率较高；540MW时，采用定压运行比滑压运行的热耗小146kJ/kw·h，说明该负荷滑压运行不经济,定压运行方式下，GV1、GV4、GV2开度大于90%，GV3开度0%，调门节流损失很小；520MW时，偏离额定负荷不远，主蒸汽压力为15.1MPa，热效率较高，热耗率也较低，可采用滑压运行方式；300MW时，主汽压力从16.5MPa滑压到8.5MPa，汽机热耗率随主汽压力的降低先减后增；到270MW时热耗值明显上升，汽机汽耗增大，在此区间可采用三阀全开全滑压运行方式；270MW以下时，热耗值明显上升，属于低负荷启动阶段，考虑经济性和安全性采取定压运行更合理经济。对机组压力运行曲线和阀门管理曲线修正如图2所示。

682

全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 节能降耗篇

图2 机组压力运行和阀门管理曲线

3 机组节流试验数据分析

表2 岱海电厂600MW机组节流试验数据

负荷

凝结水流量

除氧器水位变

上水调门开度变化量(%) ↘15 ↘13.7 ↘40 ↘10 ↘32 ↘40 0 0 0

变频凝泵频率(HZ) 0 0 0 0 0 0 ↘6.2 ↗8.6 ↗8

负荷变化量(mw) ↗16 ↗8 ↗15 ↗6 ↗20 ↗18 ↗8 ↘10 ↘10 ↗14 ↗10

响应时间(s) 4 4 3 6 5 3 4 6 4 2 3

321 245 348 180 225 252 372 348 336 300 280

稳定时间(s)

（MW） 变化量（t/h） 化量(mm) 300 400 450 450 500 550 550 550 600

↘712 ↘500 ↘845 ↘260 ↘800 ↘982 ↘500 ↗380 ↗231

↘700 ↘700 ↘555 ↘97 ↘700 ↘510 ↘396 ↗406 ↗419

切除#5 切除#6

说明：↗代表上升数值变化量 ↘下降数值变化量

试验数据分析：电网对一次调频的要求是当电网频率出现偏差时机组既能够快速地响应，在短时间内起到调频作用，满足一次调频的需求，又能够通过PID调节精确地、平缓地稳定在目标负荷。对于AGC 机组从接收指令到完成调节，其调节过程比一调次频长得多。同样，从调节状态进入保持某一AGC值不变的状态，也需要一个调节的过程。一般认为AGC的调节周期为20s～5min，但比较一些机组的AGC指令曲线与发电出力曲线可知，对于一些变动较大的AGC指令，其调节过程达到10min。通过燃料调整改变机组负荷的惯性延迟时间大概都在1-3分钟，从试验数据看出节流负荷响应都在3-6s之内，15s内能到调整要求的90%，稳定时间在三分钟以上。这样在三分钟之后燃料的调节又会起到

683

全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 节能降耗篇

调节负荷的作用，所以节流完全可以满足调频速率的要求。这样可以缓解燃料加减造成的主汽参数波动，提高供汽品质。凝结水流量变化量正比与负荷变化量。凝结水流量变化速度正比与响应负荷的速度、且低负荷受到流量限制负荷可调范围将减小。如图3

附图3：凝结水流量变化量与负荷变化量关系曲凝结80水60流量0 0 5 1机组负荷变化1240200, 0 600M550M400M500M120100300M450M 同时，我们也注意到：

（1）节流方法虽然可行，但除氧器和凝汽器水位波动较大，对安全运行构成了一定的威胁。这就要求水位控制逻辑起到快速调节的作用，既满足调频调整又能控制水位正常（时间应在1-2分钟内）。迅速恢复水位一般采取过调的方式，这样会加剧反向调节作用。可以将此过程合理安全地减慢或推迟到DCS侧调频起到主要作用后的时间。连续的频率调节对水位控制提出了更高的要求。

（2）节流的时间局限性。除氧器的有效容积为235吨，该除氧器的可用焓降大约是2000MJ左右，600MW时当凝结水停运，除氧器水位达到给水泵运行最低允许值大概在50s-60s之间，节流时间被限制。

（3）节流的最大调节限制使负荷的响应量受到限制。各低压加热器水位在试验过程中由于虚假出现高II值报警，建议取消水位开关，采用模拟量三取二进行水位保护。优化低加水位保护定值，避开虚假水位。

4 结语

通过试验分析看出，节流充分利用了除氧器蓄热，弥补了汽包蓄热的不足，对负荷响应的速度远远快于DCS侧，完全满足电网调节需求。同时，我们也注意到AGC投入自动的情况下凝结水上水调门和凝泵变频的频繁动作对设备的寿命和可靠性提出了新的考验。在今后的运行中我们还将考虑对低加抽汽门改造或添加抽汽调整门，或通过高加的抽汽进行配合调整弥补低负荷情况下低加调整负荷量的限制，通过调节抽汽和节流相结合的方式，优化一次调频。三个全开滑压运行虽然主汽节流损失降低了，但是也很大程度的降低了蒸汽的可用焓降，锅炉的可用蓄能也迅速的降低。如果能寻找出锅炉蓄能和凝结水蓄能两者的最佳配合点，也可以实现提高机组可用焓降和机组负荷响应速度的双赢，从而降低节流对设备带来的安全运行和寿命的影响。

630MW机组凝汽器抽空气方式优化方案

684

全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十五届年会论文集 节能降耗篇

吕鹏飞

（安徽华电宿州发电有限公司 安徽 宿州 234101）

【摘 要】采用母管制连接方式的双背压凝汽器抽空气系统，存在凝汽器高压抽气排挤低压抽气，致使凝汽

器高、低压侧压差严重偏离设计值，影响凝汽器性能。通过对田集、凤台等电厂凝汽器抽空气方式比较，确定630MW机组凝汽器抽空气方式优化方案：在不增加真空泵的基础上，凝汽器抽空气方式为高、低压凝汽器分别抽出，互为联络。以最小的投资，得到最大的效益。

【关键词】双备压凝汽器 真空泵 母管制系统 运行优化 真空

0 引言

安徽华电宿州发电有限公司共有2台630MW超临界机组，分别于2007年9月、11月投入生产运营。其凝汽器抽空气方式为3台真空泵母管式系统，正常运行中二运一备方式运行，如附图凝汽器抽空气方式图所示。对于采用双备压凝汽器的机组，此种抽真空方式会造成凝汽器低压侧的抽气被排挤，导致凝汽器低压侧背压过高，高低背压凝汽器压差严重偏离设计值，高低背压凝汽器的优点没有得到充分体现，严重影响机组热耗

[1-1]

。

本文以630MW超临界机组N-38000-5型双压凝汽器不同抽气方式为研究对象，对凝汽器抽空气方式提出优化方案。

1 双备压凝汽器的特点

双背压凝汽器具有一些独特的性能。在一定的条件下，采用多压凝汽器的经济性会优于采用单压凝汽器，特别是大容量机组，其经济性将更为明显。本公司630MW超临界机组采用的是哈尔滨汽轮机厂生产的双壳体双背压凝汽器，冷却水依次（顺次）流过各独立壳体的冷却管，使各壳体（汽室）在不同压力下运行。冷却水依次流过冷却面积基本相等的独立的两个汽室。附图单压凝汽器传热过程图A表示出常规单压凝汽器的传热过程，其中，温度为tw1的冷却水流过冷却管全长L并吸收热量Q 后，温度升高至tw2 ，冷却水温升△t。蒸汽在温度tk下凝结成水，凝汽器压力Pk即温度tk对应下的饱和压力，其中δt为端差。双压凝汽器传热过程图B为双压凝汽器的传热过程，其中中部的垂直分界线相当于隔压板，它把整个凝汽器的传热过程分隔成独立的两部分，左部相当于低压汽室，右部相当于的高压汽室，冷却水在各个汽室吸收热量后温度升高，最后升至tww2。两个汽室内各自的传热过程与单压凝汽器相类似，如图中虚线所示。从图中不难看出，鉴于冷却水是先流经左汽室并且温度升高至twm后才流经右汽室，并且将温度升高至tww2 ，因此左汽室内蒸汽温度和相应的蒸汽压力较低，故称低压汽室，而右汽室内蒸汽温度和相应的蒸汽压力高，故称高压汽室。从而也可以看出，在双压凝汽器中由于不但沿冷凝管长度方向放热量和单位冷却表面的热负荷更加趋于均匀，使换热面能充分地被利用；而且由于单压运行时冷却水温升曲线如抛物线形状，而当分隔成两个腔室时，冷却水的温升曲线就接近成直线（当腔室分成无穷多时，冷却水的温升曲线

685