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1、TPRI 火电厂节能降耗策略火电厂节能降耗策略 于新颖 西 安 热 工 研 究 院 Thermal Power Research Institute 2006 .10 DateDate 1 1 TPRI 讲座的目的 希望帮助理清思路 ： n电厂的能耗状况 n能耗存在的问题所 在 n问题的解决途径 DateDate 2 2 TPRI 讲座的内容 n影响经济性的因素 n提高经济性的途径 n国产300MW汽轮机组节能降耗 n锅炉及燃烧系统经济性控制参 数 n降 低 厂 用 电 n运行优化与性能诊断DateDate 3 3 TPRI 1 1 降低煤耗率降低煤耗率 2 2 降低厂用电率降低厂用电率 电厂
2、节能降耗的目的电厂节能降耗的目的 DateDate 4 4 TPRI 供电煤耗率 原煤耗率 标准煤耗率 kg/(kW.h) kg/(kW.h) DateDate 5 5 TPRI 发电煤耗率 原煤耗率 标准煤耗率 kg/(kW.h) kg/(kW.h) DateDate 6 6 TPRI 生产厂用电率 式中 发电厂用电量，kW.h 发电量，kW.h DateDate 7 7 TPRI 发电热效率 kJ/(kW.h) DateDate 8 8 TPRI 影响经济性的因素 DateDate 9 9 TPRI影响汽轮机热效率的因 素1 1高压缸效率 2中压缸效率 3低压缸效率 4主蒸汽压力 5主蒸汽
3、温度 6再热蒸汽温度 7再热蒸汽压损 8最终给水温度 9凝汽器压力 10 再热器减温水流量 11 锅炉吹灰蒸汽流量 12 小汽轮机进汽流量 DateDate1010 TPRI影响汽轮机热效率的因 素2 13机组补水率 14调节阀运行法是及开度 15给水泵焓升 16凝结水泵焓升 17轴封漏汽量 18加热器给水端差 19加热器疏水端差 20凝汽器端差 21凝汽器过冷度 22阀门内漏 23设备散热损失 24 DateDate1111 TPRI影响锅炉热效率的因 素 1 过量空气系 数（O2） 2 排烟温度 3 飞灰可燃物 4 入炉煤热值 5 石子煤量 DateDate1212 TPRI汽轮机缸效率对
4、热耗的影 响 DateDate1313 TPRI 主蒸汽压力对热耗率的影响 DateDate1414 TPRI 主蒸汽温度对热耗率的影响 DateDate1515 TPRI 再热压损对热耗率的影响 DateDate1616 TPRI 再热汽温度对热耗率的影响 DateDate1717 TPRI 排汽压力对热耗率的影响 DateDate1818 TPRI再热减温水流量对热耗率的 影响 DateDate1919 TPRI小机进汽流量对热耗率的影 响 DateDate2020 TPRI最终给水温度对热耗率的影 响 DateDate2121 TPRI 再热喷水量对热耗率的影响 DateDate2222
5、 TPRI 系统补水率对热耗率的影响 DateDate2323 TPRI 调节阀开度对热耗率的影响 DateDate2424 TPRIA厂300MW亚临界机组 运行参数偏离设计值引起的能耗差 项目参数变化量 影响煤耗 (g/kwh)设计8月实际值 影响煤耗 (g/kwh) 主汽压力每0.5MPa0.5716.214.771.63 主汽温度每50.31540535.680.27 再热汽温每51.46540535.721.25 真空每1KPa2.1495.491.867.58 给水温度每101.32255.8243.461.63 补水率每10.331.51.1-0.13 高压缸效率每10.51 中
6、压缸效率 每11.34 负荷率240MW以上每10MW2.03 DateDate2525 TPRI B厂300MW亚临界机组 运行参数偏离设计值引起的能耗差 负荷率240MW 以下 每10MW1.36 267.54.42 端差每30.913 2.28-0.22 过冷度每20.120 3.640.22 排烟温度每101.00133.2 138.340.51 飞灰可燃物每10.705% 1.26-2.62 入炉煤热值每230kj/kg3.0022760 22744.190.21 石子煤(T)4700.31 累计 15.05 DateDate2626 TPRI C厂330MW亚临界机组经济性分析 D
7、ateDate2727 TPRI D厂超临界600MW机组 运行参数偏离设计值引起的能耗 差 项目参数变变化量 影响煤耗 (g/kwh)设计值设计值 8月实际实际 值值 影响煤耗 (g/kwh ) 主汽压力每0.5MPa0.12524.221.070.8 主汽温度每50.55566563.670.3 再热汽温每50.277566564.180.1 真空每1KPa2.2196.191.979.1 给水温度每100.83282267.641.2 补水率每10.611.50.93-0.3 高压缸效率每0.50.25 中压缸效率 每0.50.17 低压缸效率 每0.50.58 DateDate2828
8、 TPRI E厂超临界600MW机组 运行参数偏离设计值引起的能耗 差 负荷率400MW以下每10MW1.60 负荷率400MW以上 每10MW0.50 504.84.8 排烟温度每101.00123130.850.8 飞灰可燃物每10.404%3.55-0.2 入炉煤热值每230kj/kg3.002276022689.60.9 石子煤(T)21584.1 累计 21.5 DateDate2929 TPRIF厂超临界600MW机组 影响机组热耗的主要因素分析 DateDate3030 TPRI影响锅炉效率的主要因 素 注：注：300MW300MW机组机组 DateDate3131 TPRI 提
9、高经济性的途径 DateDate3232 TPRI汽轮机通流部分改造与调 整 n通流部分改造 全部（动、静、高 、中、低）更换 部分更换 更换叶片 n通流部分局部调 整 通流部分间隙调整 更换汽封 改善高中压进、排汽 平衡环汽封通流面积 DateDate3333 TPRI 治理阀门内漏 n n 系统优化系统优化 n n 阀门合并阀门合并 n n 阀门取舍阀门取舍 n n 阀门管理阀门管理 DateDate3434 TPRI 通常容易发生泄漏阀门： 汽轮机本体疏水、高压主汽门前疏水、抽汽门前疏水、高 压导管疏水、高低压旁路阀、高加事故疏水阀、给水旁路 阀、给水泵和凝结水泵的再循环管等。 造成的结
10、果： n造成大量高品位蒸汽漏至凝汽器，机组功率减少，同时凝 汽器热负荷加大，又影响真空； n造成疏水集管与扩容器的温差增大，甚至造成疏水集管与 扩容器连接处拉裂，使大量空气漏入凝汽器 ； n工质非正常流动，如工质通过疏水管道倒流至汽轮机，造 成汽缸进水或冷蒸汽，启、停过程汽缸温差增大，甚至造 成打闸停机后机组转速不能至零。 DateDate3535 TPRI 提高回热系统性能 n合理调整加热器水位 n合理选择疏水阀门的流通面积 n合理设计排气系统 n合理掌握投入、退出的温度变化率 n合理检修维护（进出水室短路,旁路 泄漏） DateDate3636 TPRI 提高汽轮机冷端性能 n真空严密性
11、n凝汽器清洁度 n冷却水流量 n冷却水温度 n凝汽器水室排空气 n减少热负荷 n抽空气系统 DateDate3737 TPRI 改善抽气设备性能 n降低冷却水（工作流体）温度 DateDate3838 TPRI 射水抽气器工作水温度射水抽气器工作水温度 对凝汽器压力的影响对凝汽器压力的影响 工作水温度（ ） 21.01 21.69 22.01 22.51 23.35 25.02 29.98 凝汽器压力（ kPa） 4.504.614.664.754.905.216.31 注：试验条件：机组200MW负荷、工作水流量980m3/h、抽吸空气量75kg/h。 DateDate3939 TPRI D
12、ateDate4040 TPRI 真空泵工作特性线 DateDate4141 TPRI真空泵降低冷却水温度的效 果 n 在300 MW工况下，真空泵冷却水温度分别为18.5 、22.25和30.5，真空泵出口循环液温度分别为 35.34、38.875和45.11时，凝汽器压力分别为 9.534kPa、9.94kPa和11.28kPa 。 n 在试验300 MW工况下，减去循环水温度变化对凝汽 器压力的影响后，真空泵冷却水全部改用工业水 (18.5)，较原运行方式(循环水与工业水混合冷却) 可以提高凝汽器真空0.288kPa，煤耗降低约0.86 g/(kWh)；较全部采用循环水可以提高真空约 1
13、.426kPa，煤耗降低约4.26 g/(kWh)。 DateDate4242 TPRI国产引进型 300MW汽轮机组 节能降耗 DateDate4343 TPRI 目前国产引进型300MW汽轮机组已投产 100余台，据调查统计，机组的实际煤耗 率与其设计值相比，平均约升高3035 g/(kWh)。与同类型机组相比，在负荷 率相同的条件下，平均约高出2025 g/(kWh)，其中可回收的约10 15g/(kWh)，表明该型机组在提高经济 性等方面有相当大的空间。 DateDate4444 TPRI 引进型300MW汽轮机组完善化概 述 l 完善和改进汽轮机本体结构。通过改进汽轮机本体 结构，重
14、点解决正常运行中高压缸上、下缸温差大，汽 缸变形、法兰螺栓松驰或断裂、结合面漏汽等问题； l 完善和改进汽封结构、合理调整通流中心分径向间 隙。根据计算和测量汽缸与转子的变形结果，提出合理 的汽封结构和通流中心分径向间隙，改进检修工艺，减 少本体内漏损失； l 优化和改进疏水系统。取消冗余系统，优化联接方 式，使用先进成熟的产品，消除外漏，减少内漏； 合 理调整配套辅机和回热系统设备性能，根据不同的负荷 工况，确定最佳运行方式和控制参数。 l 供电煤耗率下降10g/(kW. h)或更多； DateDate4545 TPRI 存在问题1-高压缸效率低 n上汽、哈汽制造的该类型机组实际运行中反映最
15、 为普遍的另一个问题是高压缸排汽温度高出设计 值1530，高压缸效率偏低310个百分点。高 压缸占整机功率的份额为30%左右，缸效率每变化 1个百分点，对机组热耗率的影响份额为0.2%，约 为16.6kJ/(kWh)，折合机组发电煤耗率 0.62g/(kWh)，对效率影响0.34%，功率约 1.02MW。 n造成高压缸效率偏低和下降速度较快，主要原因 是高压缸前部和中压缸中部上、下缸温差大，汽 缸出现变形，通流汽封及轴封径向汽封易被磨损 ，螺栓松弛或断裂，内缸结合面出现漏汽等。 DateDate4646 TPRI 部分机组试验结果高压缸效率汇总 DateDate4747 TPRI存在问题2-热
16、力系统及辅机设 备 n国产引进型机组的试验热耗率比设计或经 系统和参数修正后的热耗率大得多。一般 试验与设计热耗率相差221.2 616.2kJ/(kWh)，修正量（试验与修正后 热耗率相差）达233.2499.5kJ/(kWh) ，折合机组发电煤耗率8.7 18.7g/(kWh)。而进口同类型机组（宝钢 、福州、大连）试验热耗率与设计或修正 后的热耗率则十分接近，有的机组试验热 耗率不经任何修正甚至比设计热耗率还低 。相比之下，说明国产引进型300MW机组热 力系统及设备不尽完善。 DateDate4848 TPRI n试验得到的机组各项技术经济指标，是在 阀点和按设计系统严格隔离之后，基本无 汽、水损失，无补水以及经各种修正后的 结果，它反映了机组理论上的运行经济性 水平。而实际运行结果则不
