影响机组经济性因素及对策

影响机组热经济性因素及对策浙江大学热工与动力系统研究所盛德仁教授E-mail:[e-mail]联系电话：[phone]浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity主要内容前言机组热经济性指标机组热经济性的影响因素降低机组热耗率的相应对策机组性能试验与性能实时计算影响热耗率实时计算准确性因素浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity前言上海交通大学112周年校庆前夕，江泽民在上海交通大学学报（自然科学版）2008年第3期发表题为《对中国能源问题的思考》的文章，详细阐明了能源问题的重要性，指出能源是我国经济社会发展的重要制约因素，事关经济安全和国家安全。从资源、生产、消费以及对环境和经济社会发展影响等方面，分析了世界能源基本状况和发展趋势，探讨了我国能源发展面临的机遇和挑战，回答了在经济全球化和中国现代化大背景下，中国如何认识能源发展趋势，选择什么样的能源发展道路等重大战略问题。浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity前言1.能源问题的重要性；•能源是现代经济社会发展的基础•能源是经济社会发展的重要制约因素•能源安全事关经济安全和国家安全•能源消耗对生态环境的影响日益突出2.国内外能源形势；3.能源发展的战略思路；（重点论述中国能源发展的战略思路）4.能源发展政策。提出走中国特色新型能源发展道路主要涵义是：坚持节约高效、多元发展、清洁环保、科技先行、国际合作，努力建设一个利用效率高、技术水平先进、污染排放低、生态环境影响小、供给稳定安全的能源生产流通消费体系。浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity前言电力在能源中具有特别重要的地位，通过应用电力技术，把各种化石能、核能、水能、风能等，转化为传输使用方便、高效清洁的二次能源。电力工业是国民经济的基础产业，是实现现代化的物质基础。2007年底全国发电装机总容量达7.13亿kW，其中：水电1.45亿kW；火电5.54亿kW；核电0.08亿kW；风电0.04亿kW浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity前言汽轮发电机组为核心的大型发电厂是能源转换的重要方式，又是消耗一次能源的大户。我国发电厂能耗偏高，污染排放比较严重。•新建机组（600MW，1000MW）效率、可靠性、环保性能，已达到发达国家水平（357g/(kWh)）；•总体火电厂供电煤耗率比发达国家高出50g/(kWh)以上。国家把电力工业列为节能减排的重点行业之一。电力企业应该是节能减排的主力军。浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标汽轮发电机组在能量转换过程中，由于存在着各种能量损失，燃料具有的能量不可能全部转变为发电机发出的电能，因此，通常用各种效率和热经济指标来衡量、评价机组中能量转换过程的完善程度。浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标衡量、评价机组热经济性指标主要有：汽轮机相对内效率（各缸焓降效率）循环热效率绝对电效率发电（供电）热耗率发电（供电）煤耗率汽耗率锅炉效率补给水率浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标汽轮机相对内效率shΔHihtcΔHthch000icrittcHhhHhh式中：ΔHt─新蒸汽具有的理想焓降，kJ/kgΔHi─汽轮机有效焓降，kJ/kgh0─新蒸汽焓值，kJ/kghtc─排汽理想焓值，kJ/kghc─排汽实际焓值，kJ/kgp0t0pc浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标对于多缸、多排汽口、中间再热汽轮机组，通常分别计算各汽缸的相对内效率，如高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率。浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标循环热效率定义为蒸汽具有的理想焓降ΔHt与在锅炉中吸收的热量Q0的比值。式中ΔHt─循环中蒸汽具有的理想焓降，kJ/kg；Q0─蒸汽在锅炉中吸收的热量，kJ/kg；h0─汽轮机新蒸汽的焓值，kJ/kg；hfw─末级高压加热器出口的给水焓值，kJ/kg。00tttfwHHQhh浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标绝对电效率蒸汽具有的理想比焓降ΔHt转换为电能的份额与蒸汽在锅炉中吸收的比热量Q0的之比。式中：ηri─汽轮机相对内效率；ηm─机械效率；ηel─发电机效率；ηt─循环热效率。,0trimelaelrimeltHQ浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity1.机组热经济性指标热耗率每生产1kW·h电能所消耗的热量，[kJ/(kW·h)]•无中间再热汽轮机组的热耗率•中间再热汽轮机组的热耗率式中：D0—主蒸汽流量,T/h；h0—主蒸汽焓值,kJ/kg；hfw—锅炉给水焓值,kJ/kg；Drh—再热蒸汽热端流量,T/h；hrh—再热蒸汽热端焓值,kJ/kg；Drc—再热蒸汽冷端流量,T/h；hrc—再热蒸汽冷端焓值,kJ/kg；Pel—发电机输出功率,kW。00,10003600fwelaelDhhqP001000[()]fwrhrhrcrcelDhhDhDhqP浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity2.机组热经济性的影响因素影响机组热经济性的因素很多，归纳为：①主要设备的内在性能②机组运行管理水平浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity2.机组热经济性的影响因素①主要设备的内在性能•汽轮机等主设备的“健康”状况•机组容量•机组参数•通流部分设计性能•机组变工况性能浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity①主要设备的内在性能汽轮机“健康”状况•汽轮机通流部分–叶片严重结垢–叶片磨损、水蚀–叶片断裂–安装、检修质量•泄漏–汽封片磨损–汽缸中分面内漏•机组振动–转子质量不平衡–汽流激振浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity①主要设备的内在性能机组容量额定功率MW相对内效率绝对电效率热耗率kJ/(kW·h)50~1000.85~0.870.37~0.399630~9210125~2000.87~0.880.42~0.438500~8370300~6000.885~0.900.44~0.468100~7810600~10000.900.467800浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity①主要设备的内在性能机组参数•根据卡诺循环、朗肯循环的基本原理，火电机组的循环热效率随主蒸汽压力和主蒸汽温度的上升而提高。–主蒸汽压力提高1MPa，机组热耗率就可下降0.13%～0.15%；–主蒸汽温度每提高10℃，机组热耗率就可下降0.25～0.30%；–再热蒸汽温度每提高10℃，机组热耗率就可下降0.15%～0.20%•亚临界机组：–主蒸汽压力16-18MPa，主蒸汽温度535℃，机组效率37~38％•超临界机组：–主蒸汽压力24MPa，主蒸汽温度538-560℃，机组效率40~41％•超超临界机组：–主蒸汽压力25-31MPa，主蒸汽温度580-610℃，机组效率44~45％浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity①主要设备的内在性能通流部分设计性能1.1970年前（传统设计），以实验气动力学为基础，动、静叶片叶型主要通过吹风实验来确定。汽轮机设计以平均截面上一维流动的手工计算为主，静、动叶片广泛采用直叶片和简单扭转叶片。2.1980年，二维流场计算，计算气动力学逐步代替传统设计。可控涡概念为代表的二维设计理论，叶片按较为复杂的造型规律扭转，汽轮机效率提高1.5%。3.90年代，完全三维设计概念开始应用，其突出代表是弯扭联合成型叶片，使汽轮机效率又提高1.5%。如125MW机组的通流部分改造。浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity①主要设备的内在性能直叶片扭叶片弯扭叶片浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity①主要设备的内在性能机组变工况性能•设计工况（额定负荷）•变工况（低负荷）浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity②机组的运行管理水平机组运行方式机组运行参数热力系统泄漏浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity机组运行方式①机组调峰运行定压调节滑压调节“定-滑-定”②调节汽阀（单阀调节与顺序阀调节）600MW机组，在400MW负荷时，单阀调节与顺序阀调节方式，其煤耗率相差6.6g/(kw.h)浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity机组运行方式③回热系统•高加切除运行–高加泄漏–高加疏水管道振动④循环水系统•循环水泵运行浙江大学热工与动系统研究所InstituteofThermalScienceandPowerSystems,ZhejiangUniversity机组运行参数机组运行参数直接影响机组的热经济性指标。可控参数：•主蒸汽压力•主蒸汽温度•再热蒸汽温度•汽机排汽压力•排烟温度•烟气含氧量•飞灰含碳量•给水温度•