汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷和運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)措施

1、汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷和運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)措施第二屆發(fā)電廠節(jié)能減排技術(shù)問(wèn)題解決措施研討會(huì)1、概述2、冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷試驗(yàn)3、冷端系統(tǒng)性能影響因素分析4、冷端系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化5、冷端系統(tǒng)性能在線監(jiān)測(cè)、診斷和 運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)目 錄 在保證機(jī)組安全運(yùn)行的情況下，如何挖掘冷端系統(tǒng)各設(shè)備的最佳性能，并且在消耗（投資）最小的前提下獲取最有利的運(yùn)行真空是火電機(jī)組運(yùn)行中一個(gè)急迫的問(wèn)題。 從機(jī)組冷端系統(tǒng)著手，提高汽輪機(jī)組冷端性能，投入小、見(jiàn)效快，是電廠節(jié)能降耗、提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性、實(shí)現(xiàn)效益最大化的最佳途徑。 通過(guò)定量分析影響冷端性能的主要因素，提出設(shè)備或系統(tǒng)的性能監(jiān)測(cè)和診斷方法，結(jié)合冷端系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化，改善設(shè)備運(yùn)行水平

2、、提高機(jī)組冷端性能、降低機(jī)組煤耗。 1、概述冷端系統(tǒng)構(gòu)成2、 冷端性能診斷試驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康?掌握汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)，尋找存在的問(wèn)題和產(chǎn)生問(wèn)題的原因，分析冷端系統(tǒng)的節(jié)能潛力，制定相應(yīng)的措施和方案，提高機(jī)組運(yùn)行真空，降低機(jī)組煤耗 。2、 冷端性能診斷試驗(yàn) 診斷的具體內(nèi)容 凝汽器性能影響因素凝汽器壓力決定公式：(1)-冷卻水進(jìn)口溫度-冷卻水溫升冷卻水量、熱負(fù)荷-端差空氣、冷卻管臟污、凝汽器面積冷卻水進(jìn)口溫度 凝汽器性能影響因素冷卻水進(jìn)口溫度 在凝汽器冷卻面積、結(jié)構(gòu)型式、熱負(fù)荷、冷卻水量、真空嚴(yán)密性、冷卻管臟污程度不變的情況下，冷卻水進(jìn)口溫度升高導(dǎo)致凝汽器壓力增高，同時(shí)對(duì)傳熱端差也產(chǎn)生影

3、響，冷卻水溫度升高使傳熱端差下降。 冷卻水進(jìn)口溫度與電廠所處地域和季節(jié)環(huán)境溫度變化有關(guān)，對(duì)于直流供水冷卻的機(jī)組，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮冷卻水取水口和回水口的位置等影響因素；對(duì)于循環(huán)供水冷卻的機(jī)組而言，除了氣候和環(huán)境影響因素外，冷卻塔的散熱性能是否正常起到至關(guān)重要的作用。 凝汽器性能影響因素冷卻水流量冷卻水流量的大小，直接影響冷卻水流經(jīng)凝汽器后獲得的溫升大小。大型發(fā)電機(jī)組凝汽器冷卻水溫升設(shè)計(jì)值一般為810左右，冷卻水流量減少10%，冷卻水溫升增加約1,凝汽器壓力上升約。 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣機(jī)組負(fù)荷不變時(shí)不同空氣流量對(duì)凝汽器性能影響 空氣流量與真空嚴(yán)密性的關(guān)系 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣穩(wěn)定

4、負(fù)荷下凝汽器壓力與真空嚴(yán)密性的關(guān)系 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣穩(wěn)定負(fù)荷下凝汽器壓力與真空嚴(yán)密性的關(guān)系 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣穩(wěn)定負(fù)荷下凝汽器壓力與空氣含量的關(guān)系 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣機(jī)組負(fù)荷不變時(shí)不同空氣流量對(duì)凝汽器性能影響 。國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組在300MW負(fù)荷下的真空嚴(yán)密性試驗(yàn)真空下降率每上升100Pa/min，凝汽器壓力將平均上升約，且隨著漏入空氣量的增加凝汽器壓力上升加快。 凝汽器壓力并不是隨著漏入空氣流量增大而線性升高，當(dāng)漏入的空氣流量較小(小于某一臨界值)時(shí)，空氣對(duì)凝汽器換熱影響較??；當(dāng)漏入空氣流量超過(guò)某一臨界值時(shí)，開(kāi)始明顯影響凝汽器換熱，凝汽器壓力開(kāi)始明顯升高?？諝饩奂?/p>

5、小，對(duì)凝汽器壓力影響可以忽略；空氣聚集量大，對(duì)凝汽器壓力產(chǎn)生明顯影響?？諝饩奂侩S著漏入空氣流量增加而增加，同時(shí)受抽氣設(shè)備性能變化影響。 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)空氣流量對(duì)凝汽器性能影響 。 凝汽器性能影響因素汽側(cè)空氣機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)空氣流量對(duì)凝汽器性能影響 。減少或杜絕空氣對(duì)凝汽器性能影響的關(guān)鍵是保證機(jī)組真空嚴(yán)密性達(dá)到良好的水平。不能僅滿足于機(jī)組負(fù)荷80%額定負(fù)荷以上時(shí)的真空嚴(yán)密性在合格范圍，追求機(jī)組負(fù)荷在40%100%額定負(fù)荷時(shí)的真空嚴(yán)密性在良好范圍，是確保冷端系統(tǒng)性能不受空氣影響的充足條件。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)定期做真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，保證真空嚴(yán)密性合格。嚴(yán)密性不合格應(yīng)通過(guò)氦質(zhì)譜

6、檢漏儀對(duì)真空負(fù)壓系統(tǒng)不嚴(yán)密的地方進(jìn)行查找，并及時(shí)處理。按照GB5578的要求，100MW以上級(jí)機(jī)組的真空下降率不大于400Pa/min為真空嚴(yán)密性合格。 凝汽器性能影響因素冷卻管清潔度 大型機(jī)組凝汽器設(shè)計(jì)清潔系數(shù)為。運(yùn)行清潔系數(shù)越低說(shuō)明冷卻管臟污越嚴(yán)重，清潔度低導(dǎo)致凝汽器冷卻水管傳熱熱阻增大，總體傳熱系數(shù)降低，凝汽器傳熱端差增大，引起凝汽器壓力升高。 凝汽器性能影響因素冷卻管清潔度 空氣和臟污共同影響凝汽器性能。 凝汽器性能影響因素?zé)嶝?fù)荷 凝汽器熱負(fù)荷包括低壓缸排汽、給水泵小汽輪機(jī)排汽以及其他各種進(jìn)入凝汽器的汽、疏水帶入的熱量。凝汽器熱負(fù)荷增加主要有兩種情況： 一是當(dāng)汽輪機(jī)和小汽輪機(jī)的內(nèi)效率下

7、降或初參數(shù)降低的情況下，機(jī)組又要保持相同的負(fù)荷，此時(shí)排入凝汽器的蒸汽流量增加，造成凝汽器熱負(fù)荷增大； 二是其他附加流體不正常地排入凝汽器，造成凝汽器熱負(fù)荷增大。 凝汽器性能影響因素?zé)嶝?fù)荷 凝汽器性能影響因素凝汽器面積國(guó)產(chǎn)300MW機(jī)組凝汽器面積從16000m2增加到19000m2，對(duì)應(yīng)300MW負(fù)荷時(shí)凝汽器壓力下降了。增加凝汽器換熱面積，就要對(duì)凝汽器實(shí)施改造，增加冷卻管數(shù)量和更改相應(yīng)的管板連接支撐等，有的甚至需要改變凝汽器外殼，投資和工程量較大，而得到的收益相對(duì)較小，在立項(xiàng)之前要充分考慮投入產(chǎn)出比。目前現(xiàn)役大型發(fā)電機(jī)組凝汽器冷卻面積完全可以滿足該型機(jī)組冷端系統(tǒng)性能的需求。雖然凝汽器冷卻面積較大

8、時(shí)，凝汽器壓力對(duì)熱負(fù)荷及清潔度的變化的敏感性有所降低，但是，造成現(xiàn)役機(jī)組真空降低，乃至機(jī)組出力減小的主要原因不是凝汽器冷卻面積偏小。 凝汽器性能影響因素6種影響因素按照對(duì)凝汽器性能影響程度由大到小排序?yàn)椋豪鋮s水進(jìn)口溫度冷卻水流量凝汽器熱負(fù)荷冷管臟污漏入空氣凝汽器冷卻面積。凝汽器熱負(fù)荷、冷管臟污、漏入空氣才是影響凝汽器運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素。 凝汽器性能影響因素 抽氣設(shè)備(水環(huán)真空泵)性能影響因素工作水進(jìn)口溫度進(jìn)口氣體壓力進(jìn)口氣體溫度真空泵實(shí)際轉(zhuǎn)速 (2) 抽氣設(shè)備(水環(huán)真空泵)性能影響因素工作水進(jìn)口溫度對(duì)于一個(gè)實(shí)際且完整的真空泵和凝汽器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，工作水進(jìn)口溫度改變影響真空泵抽吸能力的同時(shí)，真空泵吸

9、入口壓力、進(jìn)口汽氣混合物溫度也相應(yīng)改變。 抽氣設(shè)備(水環(huán)真空泵)性能影響因素其他抽氣設(shè)備機(jī)械離心式真空泵工作原理有別于水環(huán)真空泵，但對(duì)其性能產(chǎn)生影響的主要外部因素和水環(huán)泵一樣都是工作水進(jìn)口溫度。降低工作水溫度也是提高機(jī)械離心真空泵抽吸能力的主要舉措。射水抽汽器性能影響外部因素有工作水壓力和溫度，提高射水泵射水壓力和降低射水溫度是提高射水抽汽器抽吸性能的關(guān)鍵所在。射汽抽氣器的冷卻水溫度、進(jìn)汽壓力是影響其性能的外部因素，降低冷卻水溫度和提高射汽壓力能有效地提高射汽抽氣器的抽吸能力。4. 冷端系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化 （1） 主要內(nèi)容汽輪機(jī)出力和排汽壓力的關(guān)系 凝汽器變工況性能 凝汽器冷卻水流量與循環(huán)水泵耗功關(guān)系 抽氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)化調(diào)整 4. 冷端系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化 （2）冷端運(yùn)行優(yōu)化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法（模型） 機(jī)組凈出力(運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性)比較法 AGC模式下煤電經(jīng)濟(jì)性(最大利潤(rùn))比較法綜合煤價(jià)和電價(jià)比較法得出的機(jī)組最佳運(yùn)行背壓和循環(huán)水泵最佳運(yùn)行方式不僅與凈出力比較法得出的結(jié)果有關(guān)，還與燃煤價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)有關(guān)。 5 .冷端性能監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng) （1）凝汽器運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)模型 5 .冷端性能監(jiān)