回?zé)嵯到y(tǒng)異常后對(duì)火電機(jī)組熱耗率的影響有多大？

論文以某超臨界620MW機(jī)組為研究對(duì)象，基于機(jī)組熱平衡圖，通過(guò)與高壓加熱器解列工況設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比，建立了適合研究加熱器異常工況的汽輪機(jī)變工況計(jì)算模型。采用所建立的變工況計(jì)算模型研究了切除加熱器汽側(cè)和隔離加熱器正常疏水調(diào)門對(duì)機(jī)組熱耗率的影響，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)加熱器異常情況下回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行方式提出了優(yōu)化建議。在此基礎(chǔ)上，對(duì)高壓加熱器正常疏水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)建議，并計(jì)算了改進(jìn)設(shè)計(jì)在高加異常工況下的節(jié)能效果。

（來(lái)源：中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào) 作者：余興剛,李旭,陳非,李明,謝誕梅）

超臨界機(jī)組加熱器異常時(shí)運(yùn)行優(yōu)化措施和疏水系統(tǒng)改進(jìn)建議

余興剛,李旭,陳非,李明,謝誕梅

DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.190239

項(xiàng)目背景

回?zé)峒訜崞魇乾F(xiàn)代火電機(jī)組提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要設(shè)備，其運(yùn)行狀況直接影響整個(gè)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，加熱器汽側(cè)或水側(cè)泄漏、抽汽電動(dòng)門故障、正常疏水調(diào)門故障等時(shí)有發(fā)生，這些故障發(fā)生后，加熱器需退出運(yùn)行或隔離正常疏水調(diào)門以便進(jìn)行檢修，導(dǎo)致機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行方式偏離了正常工況，嚴(yán)重影響機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。因此，當(dāng)機(jī)組回?zé)岚l(fā)生異常時(shí)，采用何種運(yùn)行方式以及如何提高機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)異常情況下的經(jīng)濟(jì)性顯得尤為重要。

論文所解決的問(wèn)題及意義

論文以某超臨界620MW機(jī)組為研究對(duì)象，基于機(jī)組熱平衡圖，通過(guò)與高壓加熱器解列工況設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的對(duì)比，建立了適合研究加熱器異常工況的汽輪機(jī)變工況計(jì)算模型。采用所建立的變工況計(jì)算模型研究了切除加熱器汽側(cè)和隔離加熱器正常疏水調(diào)門對(duì)機(jī)組熱耗率的影響，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)加熱器異常情況下回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行方式提出了優(yōu)化建議。在此基礎(chǔ)上，對(duì)高壓加熱器正常疏水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)建議，并計(jì)算了改進(jìn)設(shè)計(jì)在高加異常工況下的節(jié)能效果。

論文重點(diǎn)內(nèi)容

1）變工況計(jì)算時(shí)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行工況發(fā)生變化后，各抽汽口處蒸汽壓力可通過(guò)以下兩個(gè)公式計(jì)算得到：

比較了高加解列工況和典型工況的計(jì)算值和設(shè)計(jì)值，結(jié)果表明式(2)更適合研究高加異常工況。

2）基于所構(gòu)建的變工況計(jì)算模型分別研究了THA、75%THA、50%THA工況下，若單個(gè)加熱器因故被切除后，切除和不切除上級(jí)加熱器汽側(cè)時(shí)機(jī)組的熱耗率，此外還研究了三臺(tái)高加和#5低加正常疏水調(diào)門因故被隔離 (加熱器汽側(cè)仍保持運(yùn)行)對(duì)機(jī)組熱耗率的影響。以機(jī)組熱耗率最低為原則，對(duì)各加熱器發(fā)生異常后回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行方式給出了優(yōu)化建議；

3）鑒于計(jì)算結(jié)果顯示高壓加熱器的異常對(duì)機(jī)組熱耗率的影響較大，提出了增設(shè)高壓加熱器跨級(jí)疏水管道的設(shè)計(jì)改進(jìn)方案，如圖1所示。

圖1優(yōu)化后高加正常疏水示意圖

在以下情況下可投入跨級(jí)疏水管道：

1）當(dāng)因故需隔離#1高加正常疏水調(diào)門時(shí)或因故需切除#2高加汽側(cè)時(shí)，可投入#1高加正常疏水至#3高加跨級(jí)疏水管道。

2） 當(dāng)#2高加正常疏水調(diào)門因故需被隔離時(shí)或#3高加汽側(cè)因故需被切除時(shí)，可投入#2高加正常疏水至除氧器跨級(jí)疏水管道。

分別計(jì)算了上述高加異常情況下，若設(shè)計(jì)有跨級(jí)疏水管道并投運(yùn)后機(jī)組的熱耗率，計(jì)算結(jié)果表明增設(shè)高加跨級(jí)疏水管道后可顯著降低上述高加異常工況下機(jī)組的熱耗率。

結(jié)論

1）以某超臨界620MW機(jī)組為研究對(duì)象，基于機(jī)組熱平衡圖，建立了適合研究加熱器異常工況的變工況計(jì)算模型，與高加解列工況和典型工況設(shè)計(jì)值的比較表明該模型計(jì)算結(jié)果的精度較高。

2）基于所建立的變工況計(jì)算模型，研究了THA、75%THA和50%THA工況下切除加熱器汽側(cè)和隔離加熱器正常疏水調(diào)門對(duì)機(jī)組熱耗率的影響，結(jié)果表明高壓加熱器的異常對(duì)機(jī)組熱耗率的影響較大。

3）比較了加熱器異常后各種運(yùn)行方式下機(jī)組的熱耗率，基于熱耗率最低原則對(duì)各加熱器異常工況下機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行方式提出了優(yōu)化建議。

4）提出了高加正常疏水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)方案―增設(shè)跨級(jí)疏水管道，計(jì)算結(jié)果表明增設(shè)高加跨級(jí)疏水管道后可顯著降低高加異常工況下機(jī)組的熱耗率。

引文信息

余興剛,李旭,陳非,李明,謝誕梅. 超臨界機(jī)組加熱器異常時(shí)運(yùn)行優(yōu)化措施和疏水系統(tǒng)改進(jìn)建議[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2019,39(22)：6648-6655.

Yu Xinggang,Li Xu,Chen Fei,Li Ming,Xie Danmei.Optimization of Operation and Draining System for a Supercritical Unit Under the Abnormal Condition of Heaters[J].Proceedings of the CSEE, 2019,39(22)：6648-6655(in Chinese).

作者簡(jiǎn)介

高效清潔火力發(fā)電技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室涵蓋鍋爐、汽機(jī)、熱控、環(huán)保、化學(xué)等多個(gè)專業(yè)，致力于火電機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行先進(jìn)技術(shù)的研究，特別是高效清潔燃燒、智能控制、網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展以及廢水處理等技術(shù)。借助完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和高水平研究人員，近3年來(lái)，相繼承擔(dān)和完成省部級(jí)以上科研項(xiàng)目5項(xiàng)，包括國(guó)家重大科技專項(xiàng)課題3項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金課題2項(xiàng)、雨花區(qū)重點(diǎn)課題1項(xiàng)，以及湖南省電力公司、各發(fā)電集團(tuán)和實(shí)驗(yàn)室自籌科技項(xiàng)目20余項(xiàng)。

余興剛(1989)，男，工學(xué)博士，高級(jí)工程師，主要從事汽輪機(jī)能耗診斷與優(yōu)化相關(guān)研究工作，先后負(fù)責(zé)多臺(tái)600MW、1000MW等級(jí)火電機(jī)組汽輪機(jī)的調(diào)試工作，并發(fā)表SCI/EI/核心等論文多篇。

謝誕梅(1962)，女，武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院動(dòng)力系教授，博士生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事汽輪機(jī)的相關(guān)研究工作。國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)委、中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)國(guó)際合作委員會(huì)的委員、中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)“熱能與動(dòng)力工程學(xué)科教學(xué)委員會(huì)”委員、湖北省電機(jī)工程學(xué)會(huì)火電委員會(huì)委員；近年來(lái)主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目?jī)身?xiàng)，發(fā)表SCI/EI論文多篇。

李旭(1980),男，高級(jí)工程師，主要從事汽輪機(jī)能耗診斷與優(yōu)化相關(guān)研究工作。

陳非(1979),男，工學(xué)博士，高級(jí)工程師，主要從事葉輪機(jī)械可靠性相關(guān)方面的研究工作。

李明(1973)，男，高級(jí)工程師，主要從事汽輪機(jī)能耗診斷與優(yōu)化相關(guān)研究工作。