#2机组运行优化调整小结.docx
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#2机组运行优化调整小结
国电益阳发电有限公司#2机组运行优化调整小结
受国电益阳发电有限公司委托,国电科学技术研究院北京分院于2011年8月24日开始对益阳公司#2机组锅炉及汽轮机进行了现场节能诊断和运行优化调整工作。
在电厂的积极配合下,通过现场性能测试、运行参数调整、技术交流等方式对#2机组进行了详细的摸底测试和优化,形成如下初步结果:
锅炉方面
1、空气预热器入口氧量分布与标定
在300WM负荷下,空气预热器入口氧量分布见图1。
图1空气预热器入口氧量分布(左-右)
从锅炉运行氧量波动幅度及频率判断,锅炉入炉煤质偏差大且波动频率较高,对锅炉燃烧的稳定性影响较大,造成锅炉燃烧调整频繁,对锅炉运行经济性与安全影响较大。
建议加强投运炉煤配煤管理,提高入炉质均匀性。
空预器入口氧量没炉宽方向分布均匀性较差,氧量波动较大,而实测左、右侧运行氧量平均值相差不多。
实测氧量平均值比表盘高0.4%左右,。
建议对表盘氧量测点进行标定,使得表盘氧量能够真实代表锅炉运行氧量,以提高运行人员对锅炉运行氧量控制的精准度。
2、空气预热器入口温度分布
图2空气预热器入口烟气温度分布(左-右)
由图2可知:
沿炉宽方向空气预热器入口烟气温度总体呈:
“中间高两侧低”分布。
右侧烟道第一点烟温偏低较多,从氧量测试结果来看此点氧量偏高,可能是由于该侧烟道漏风较大,建议进行烟道漏风检查。
左、右侧烟气温度实测平均值相差不多,实测空气预热器入口烟气温度比表盘温度低7℃。
3、空气预热器出口温度分布
图3空气预热器出口烟气温度分布(左-右)
沿炉宽方向空气预热器出口温度呈:
“中间高两边低,左低右高”分布。
入口烟气温度偏差较大,最高点较最低点高36℃。
表盘温度与实测温度相差不多。
热媒介后表盘较实测排烟温度高5℃左右。
4、空气预热器漏风率试验
空气预热器漏风性能试验是在锅炉负荷为300MW下进行的,对同一侧空气预热器前后的氧量同时进行测量,根据测量数据计算得出空气预热器的漏风率。
空气预热器漏风率测试及计算结果见表1。
表1锅炉空气预热器漏风率测试计算结果
项目
左侧空气预热器
右侧空气预热器
左右侧平均
进口平均氧量,%
2.95
3.15
3.05
出口平均氧量,%
4.79
5.22
5.01
进口过剩空气系数
1.163
1.176
1.169
出口过剩空气系数
1.296
1.331
1.313
漏风率,%
10.257
11.813
11.035
由表1中的数据可知:
在机组锅炉负荷300MW下,空气预热器左侧漏风率为10.257%,右侧漏风率为11.813%,平均漏风率为11.035%,可见#2锅炉漏风较大。
5、给煤机标定试验
图4A给煤机出力与转速关系图
图5B给煤机出力与转速关系图
图6C给煤机出力与转速关系图
由上图4、图5和图6可知:
A给煤机、B给煤机和C给煤机转速与其出力
的关系,通过给煤机转速,则可查出给煤机出力。
6、制粉系统分离器挡板特性试验
制粉系统中分离器性能是影响制粉系统出力及燃烧稳定的主要因素之一,为了摸清分离器折向门的调节特性,进行了分离器折向门特性试验。
图7A粗粉分离器挡板开度与煤粉细度关系图
图8C粗粉分离器挡板开度与煤粉细度关系图
图9C粗粉分离器挡板开度与煤粉细度关系图
由图7、图8及图9可知:
随着分离器挡板开度的增大,煤粉细度变粗,具体关系可由上图查得。
7、锅炉运行氧量优化调整试验
在300MW负荷下,由于引风机出力限制锅炉运行实际氧量基本维持在3.0%左右运行,另外由于煤质波动造成运行氧量波动较大,300MW负荷下锅炉运行氧量优化空间较小。
在240MW负荷下锅炉氧量由4.89%降到4.12%,送、引风机厂用电率下降0.05%,锅炉效率约提高0.46%,机组供电煤耗下降约1.79g/kW.h;
在180MW负荷下锅炉氧量由6.04%降到5.53%,送、引风机厂用电率下降0.09%,锅炉效率约提高0.22%,机组供电煤耗下降约1.09g/kW.h。
通过锅炉运行氧量优化约使机组供电煤耗平均下降约0.9g/kW.h。
8、煤粉细度优化调整试验
从#2锅炉燃烧情况来看,飞灰可燃物含量较高,一般飞灰可燃物含量在5~6%。
通过对煤粉细度的测试发现,各台磨煤机煤粉细度相差较大,A、C磨煤机煤粉细度R90=10~11%,B、D磨煤机煤粉细度R90=15~16%,其中D磨煤机煤粉均匀性较差(R200=4.8%,n=0.66)。
采取按煤质挥发份调整煤粉细度,将磨制烟煤的A、B磨煤机煤粉细度调整为R90=13~15%,磨制无烟煤的C、D磨煤机煤粉细度调整为R90=8~10%。
煤粉细度调整后,锅炉飞灰可燃物下降到250MW时4.1%,300MW时4.8%,飞灰可燃物平均下降0.8%左右。
9、锅炉配风优化调整试验
在300MW负荷兼顾锅炉效率及汽温的前提下,分别进行了锅炉二次风按“正塔形”、“缩腰形”、“倒塔形”和煤粉分布按“均等”和“上大下小”试验。
煤粉分布对锅炉汽再热温影响较大,对煤粉的燃尽影响较小;二次风配风方式对锅炉汽温影响较小,但对煤粉的燃尽有一定影响。
兼顾煤粉的燃尽及再汽温,二次风配风采用“缩腰形”,煤粉分布采用A、D层相对较大B、C、E层相对较小的燃烧方式较好。
10、再热汽温试验
在300MW负荷、额定汽压、烟气挡板50%和100%开度情况下,锅炉主汽温度能够达到532~537℃,再热汽温只能到509~511℃。
通过该试验对锅炉在现有煤质条件下运行性能进行摸底,为进行锅炉全炉膛热力计算和锅炉受热面调整改造提供依据。
汽轮机方面
1、缸效计算及分析
项目
单位
数值
主蒸汽温度
℃
534.344
主蒸汽压力
MPa
16.579
调节级压力
MPa
11.509
调节级温度(DCS)
℃
484.35
调节级效率
%
65.3%
高排温度
℃
327.9068
高排压力
MPa
3.598
高压缸效率
%
82.47
再热蒸汽温度
℃
524.05
再热蒸汽压力
MPa
3.208
中排温度
℃
332.08
中排压力(连通管)
MPa
0.8623
中压缸效率
℃
92.96
取过桥流量(3.2%)后的中压缸效率
%
91.94
五抽温度
℃
242.7
六抽温度
℃
166.8
原设计值
高压缸效率
%
85.79
中压缸效率
%
93.02
五段抽汽温度
℃
238.7
六段抽汽温度
℃
140.5
由计算结果可以知,高缸效率比设计值低3.3个百分点,这时CV3开度在18%左右,调门的节流缸效影响较小,这时调节级的效率也较高。
引起高压缸效率低的主要原因还是由于级间漏汽引起的。
中缸效测试缸效为92.91%,接近于其设计缸效。
但由于过桥漏量的影响,中压缸缸效虚高,考虑到3.2%的过桥漏量,实际的中压缸效率为91.94%,比设计值低1个百分点左右。
低压缸的效率不可以直接测量得到,但通过将五抽和六抽的温度同设计值比较可以知,五抽温度较设计值高5℃左右,六抽温度较设计值高26℃。
这说明从低压缸进汽到五抽级间效率不高。
特别是从另一半缸,从进汽到六抽级间漏汽较严重。
级间效率低约影响低压缸效率2%左右(不计六抽到排汽的效率的影响)。
由于缸效偏离设计值,影响热耗170kJ/kWh,计煤耗6.8g/kWh。
2、过桥漏量及汽封漏汽分析
2.1过桥漏量
项目
单位
降主汽温度
降再热温度
主蒸汽压力
Mpa
16.740
16.810
主蒸汽温度
℃
503.41
537.63
主蒸汽焓
kJ/kg
3297.17
3394.63
调节级压力
Mpa
11.5900
11.7100
调节级温度
℃
462.5900
480.0000
调节级焓
kJ/kg
3253.64
3299.76
热再热压力
MPa
3.4000
3.3300
热再热温度
℃
524.04
513.18
再热熵
7.2413
7.2207
热再热焓
kJ/kg
3505.79
3482.10
混合焓(N2=5%)
kJ/kg
3493.78
3473.42
混合熵
7.23
7.21
中压缸排汽压力(DCS数据)
Mpa
0.8700
0.8600
中压缸排汽温度(DCS数据)
℃
325.84
319.06
中压缸排汽焓
kJ/kg
3110.15
3096.06
理想排汽焓(N2=5%)
kJ/kg
3074.21
3061.63
理想排汽焓(N2=0%)
kJ/kg
3083.04
3068.02
理想焓降(N2=5%)
kJ/kg
419.57
411.79
理想焓降(N2=0%)
kJ/kg
422.75
414.08
实际焓降(N2=5%)
kJ/kg
383.63
377.36
实际焓降(N2=0%)
kJ/kg
395.64
386.04
中压缸效率(N2=5%)
%
91.44
91.64
中压缸效率(N2=0%)
%
93.59
93.23
上图两条线的交点为(3.214,92.16),可以知道中压缸过桥漏量为3.214%(占再热蒸汽流量的比例),实际的中缸效率为92.16%。
过桥漏量高于设计值2%。
1.2轴封漏汽量
轴封的漏量不能直接测量得到。
但轴加的温升直接反映了轴封漏汽量的大小。
轴加的进口温度为42.7℃,轴加的出口温度为46.4℃,轴加的温升为3.7℃。
而设计值为0.5℃。
1.3对热耗的影响
过桥漏量和轴封漏量影响热耗50kJ/kWh,计煤耗2g/kWh。
3、回热系统运行状况分析
#1号高加
#2号高加
#3号高加
#5号低加
#6号低加
抽汽压力
5.853
3.483
1.591
0.279
0.048
抽汽温度
395.000
328.000
453.000
243.000
166.000
饱和温度
274.855
243.589
203.477
139.755
106.546
进水温度
245.672
204.659
176.405
105.743
87.237
疏水温度
245.723
211.045
182.290
112.854
91.545
出水温度
270.990
245.672
204.659
132.454
105.743
上端差
3.865
-2.083
-1.182
7.301
0.803
设计上端差
-1.700
0.000
0.000
2.800
2.800
影响热耗
9.592
-2.068
-0.978
2.829
-1.801
上端差影响热耗
7.600
下端差
0.051
6.386
5.885
7.111
4.308
设计下端差
5.500
5.500
5.500
5.500
5.500
影响热耗
-0.459
0.122
0.114
0.054
-0.073
下端差影响热耗
-0.200
端差共计影响热耗
7.400
由于测点不全,没有对#7、#8低加的端差进行计算分析。
由#1—#6加热器的端差共影响热耗29.75kJ/kWh。
其中#1号高加上端差较设计值低5.7℃,影响热耗9.6kJ/kWh,计煤耗0.38g/kWh。
4、机组内漏情况分析
漏点
阀杆温度
#5低加危急疏水调整门前手动门
83
主蒸汽5%启动串级疏水一次电动门/二次电动门
169/128
#3高加启动疏水调整门前手动门
120
除氧器事故放水电动门
135
计内漏量影响热耗20kJ/kWh。
5、机组热耗水平
由于没有准确的流量计量装置,不能准确测得机组的热耗。
但由缸效、轴封泄露和回热系统的分析,共计影响到机组热耗250kJ/kWh。
机组THA工况下设计热耗为7928kJ/kWh,机组在设计参数(主汽16.7MPa/535℃,再热535℃,背压5.39kPa)下运行,只考虑以上方面的影响,机组的运行热耗在8178kJ/kWh左右。
由于低压缸后几级的运行情况不是很明确,再加上小机效率偏离设计值,小机进汽量大,也会影响到机组的热耗。
所以机组的实际运行热耗在8200kJ/kWh左右。
6、小机效率测试
工况
单位
泵组
泵组
A
B
试验负荷
300MW
300MW
给水泵进口压力P1
MPa
1.260
1.260
给水泵进口温度
℃
173.500
173.500
给水泵进口焓
kJ/kg
734.770
734.770
给水泵出口压力P2
MPa
19.300
19.400
给水泵出口温度
℃
176.900
176.900
给水泵出口焓
kJ/kg
759.364
759.419
给水泵进口流量
t/h
555.212
548.626
小汽机进汽流量
t/h
26.102
25.454
小汽机进汽压力
MPa
0.800
0.822
小汽机进汽温度
℃
334.000
334.000
小汽机进汽焓
kJ/kg
3128.501
3128.039
小汽机进汽熵
7.356
7.343
小汽机排汽压力
kPa
11.895
11.805
小汽机等熵排汽焓
kJ/kg
2324.230
2320.158
给泵入口水平面垂直高差Z1
M
1.000
1.000
给泵出口水平面垂直高差Z2
M
1.000
1.000
抽头出口水平面垂直高差Z3
M
1.000
1.000
给泵入口给水密度ρ1
kg/m3
894.107
894.107
给泵出口给水密度ρ2
kg/m3
901.828
901.888
给水泵扬程
m
2047.892
1936.805
给水泵有用功率
KW
3098.364
2895.535
给泵总有用功率
KW
3098.364
2895.535
给水泵效率
%
80.085
75.570
给水泵轴功率
%
3868.866
3831.585
小机理想功率
%
5569.712
5457.345
小机效率
%
69.463
70.210
泵组效率
%
55.629
53.058
小机的设计效率为79.98%。
7、测点数值参照表(试验测点)
项目
单位
数值
数值
功率
MW
298.27
237.158
主汽压力
MPa
16.579
15.826
高排压力
MPa
3.611
2.813
再热压力
MPa
3.241
2.518
一抽压力
MPa
5.853
4.509
二抽压力
MPa
3.483
2.709
三抽压力
MPa
1.591
1.231
四抽压力
MPa
0.749
0.575
五抽压力
MPa
0.279
0.213
六抽压力
kPa
47.518
20.532
七抽压力
kPa
-0.138
-0.649
八抽压力(绝压)
kPa
30.707
25.360
真空压力(绝压)
kPa
10.16
7.956
除氧器进水压力
MPa
1.046
0.843
大气压(绝压)
kPa
100.04
99.944
调节级压力
MPa
11.568
8.768
中排压力1
MPa
0.837
0.654
中排压力2
MPa
0.87
0.693
凝泵出口压力
MPa
1.598
1.213
最终给水压力
MPa
18.673
17.469
主汽温度
℃
534.344
534.780
再热温度
℃
532.035
528.481
高排温度
℃
326.164
311.603
中排温度
℃
337.83
337.656
#1号高加疏水温度
℃
245.723
233.091
最终给水温度
℃
270.99
256.050
#2号高加出水
℃
245.672
232.849
#2号高加疏水温度
℃
211.045
199.421
#3号高加出水温度
℃
204.659
194.791
#3号高加疏水温度
℃
182.29
172.022
#3号高加进水
℃
176.405
167.358
#6号低加出水
℃
105.743
99.615
#6号低加疏水温度
℃
95.702
91.545
#5号低加出水温度
℃
132.454
125.441
#5号低加疏水温度
℃
112.854
104.409
二抽温度
℃
324.731
311.431
一抽温度
℃
390.154
372.459
三抽温度
℃
447.996
447.532
四抽温度
℃
338.645
338.813
五抽温度
℃
244.586
247.724
六抽温度
℃
168.483
172.676
轴加入口温度
℃
45.234
40.927
除氧器下水温度
℃
173.103
163.580
#8号低加疏水温度
℃
31.79
32.729
#7号低加疏水温度
℃
68.146
62.092
#7号低加出水温度
℃
87.237
81.268
凝泵入口
℃
45.492
39.253
轴加出口温度
℃
47.306
44.137
小机A进气压力
MPa
0.841
0.680
8、定-滑-定优化运行曲线
优化后运行压力对照表
负荷
主汽压力
主汽流量(DCS显示)
MW
MPa
t/h
300
16.7
900
260
16.7
775
250
16.7
730
240
16.1
700
220
15
650
200
13.8
590
180
12.5
535
150
10.5
460
100
10.5
310
在250MW以上机组处于定压运行区域,在250MW以下负荷,机组开始滑压。
此时的CV5的开度在45%左右。
相对热耗变化一览表
负荷
主汽流量
GV5
GV6
GV3
主汽压力
主汽温度,
高缸效率
小机进汽流量
相对热耗变化
MW
t/h
%
%
%
MPa
℃
1
t/h
kJ/kWh
264.33
786.20
100.00
36.00
0.00
15.54
534.45
0.8022
44.16
0.00
263.30
776.79
100.00
26.60
0.00
16.51
533.20
0.7889
47.57
2.94
206.75
598.19
100.00
39.20
0.00
14.35
536.65
0.7748
37.37
-13.10
202.83
589.05
100.00
57.00
7.00
13.68
534.05
0.7845
36.89
0.00
206.24
597.80
100.00
100.00
14.5
13.78
535.74
0.7869
37.39
-8.99
194.33
561.31
100.00
31.40
0.00
14.14
535.92
0.7586
37.49
3.59
223.11
645.01
100.00
100.00
18.5
14.96
535.69
0.7877
39.86
24.90
216.82
625.44
100.00
46.30
0.00
14.69
534.60
0.7812
38.62
37.73
217.84
629.85
100.00
36.10
0.00
15.24
535.01
0.7719
40.15
25.84
222.31
648.62
100.00
100.00
26.0
14.34
533.63
0.7942
38.34
0.00
243.21
711.60
100.00
100.00
22.5
15.96
535.94
0.7882
43.80
15.18
243.31
715.96
100.00
100.00
28.1
15.21
535.91
0.7895
41.50
0.00
244.55
708.41
100.00
100.00
15.4
16.35
535.16
0.7875
44.59
17.72
237.19
686.92
100.00
50.00
0.00
15.93
534.78
0.7910
43.69
43.40
186.12
542.45
100.00
17.00
0.00
16.58
534.80
0.7470
48.74
-32.41
182.32
542.87
100.00
30.50
0.00
14.08
535.35
0.7519
40.48
-24.21
182.54
542.79
100.00
40.60
0.00
12.90
534.79
0.7755
36.77
3.84
185.27
556.60
100.00
100.00
14.5
12.91
535.30
0.7843
37.70
0.00
(“加黑”为机组经常运行方式,“斜体”为优化后的运行压力)
9、调门流量特性曲线分析
单阀流量特性曲线
调门开启顺序及重叠情况
由调门开启曲线可以知道,在上个阀门打开50%左右时,下一个阀门开始开启。
由单阀的流量特性曲线可知,阀门打开50%的情况下,调门的流量相对比例为97%左右。
所以调门的重叠度为3%。
此调门重叠度对调门节流损失没有太大影响,且在调门开关过程中,没有出现明显的负荷波动情况,建议维持此调门重叠度。
10、给水泵运行方式优化
一个背压影响1.67g/kWh的供电煤耗,1%的厂用电折合供电煤耗3.4g/kWh。
但是考虑到电和煤之间的价格差异,电以0.46元/kWh计算,煤以1100元/t计算,则节约1%的厂用电经济上等同4.063g/kWh。