大唐江山天然气热电联产工程_1机组联合循环热力性能验收试验报告1

密级16-130187检索号16-130187杭州意能电力技术有限公司科学技术文件浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告二〇一三年六月浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告编写者：审核者：审批者：批准者：目录1概述.......................................................................................................................12试验目的................................................................................................................23试验标准................................................................................................................24试验测点及测量仪表..............................................................................................25试验准备工作.........................................................................................................36试验的进行.............................................................................................................47试验结果计算方法..................................................................................................48试验计算结果.........................................................................................................69试验期间发现的问题..............................................................................................7附录1机组试验测点和测量仪表清单附录2燃机修正计算汇总表附录3#1燃机气样分析报告附录4燃机出力、热耗率修正曲线附录6（汽机热力试验）危险源预控措施表浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告第1页共38页摘要浙江大唐江山天然气热电联产工程＃1机组性能验收试验工作是应机组设备供货合同的要求而进行的。本报告介绍了#1机组燃机、汽机性能验收试验的大致试验情况，并给出了修正计算后的机组出力、热耗率等试验结果，为合同设备的验收提供技术依据。关键词浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能试验报告1概述浙江大唐江山天然气热电联产工程是由大唐国际发电股份有限公司出资建设的两台天然气热电联产机组。根据热力规划，确定主机配置及供热参数，主机采用哈尔滨/GE的100MW等级的燃气—蒸汽联合循环热电联产机组。燃气轮机为PG6111FA型，经齿轮箱与发电机连接，燃机配备干式低NOX的天然气燃烧器。汽轮机为哈尔滨汽轮机有限公司供货，型号为LC28/N38-5.20/0.55/1.60/537/254型，双压、单缸、冲动、调节抽汽凝汽式。余热锅炉岛由东方日立公司供货。＃1机组于2013年4月25日完成燃机并网发电，5月6日完成汽轮机并网发电，5月15日完成联合循环96小时满负荷试运后，交付商业运行。受业主方委托，杭州意能电力技术有限公司承担#1机组联合循环热力性能考核试验，以验证燃机、汽机性能是否达到合同规定的保证值。试验结果计算按照美国机械工程师协会《燃气轮机热力性能验收试验规程ASMEPTC-22》的要求进行，并参照了GE公司、哈汽公司提供的修正曲线。哈电集团派员见证了试验的全过程。现场试验结束后，燃机采样气送至广东惠州通标标准技术有限公司，进行天然气摩尔组分、热值、密度化验。1.1设备技术规范表一燃机设计规范型号PG6111FA制造厂GE公司额定功率（标准工况）77.06MW额定循环热耗率（标准工况）10140kJ/kWh本地保证功率（海拔125米,17℃，80%相对湿度）74.917MW本地保证循环热耗率（海拔125米,17℃，80%相对湿度）10294kJ/kWh压气机级数18级透平级数3级浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告第2页共38页透平排气流量（标准工况）761.6t/h透平排气温度（标准工况）598.3℃燃料种类天然气控制系统MarkVIe(TMR)燃烧系统DryLowNOx备注：标准工况指，1个标准大气压（1.013bar）、15℃、60%相对湿度。表二汽机设计规范名称联合循环双压抽凝式汽轮机型号LC28/N38-5.30/0.55/1.60/537/253型型式双压、单缸、冲动、抽汽、凝汽式汽轮机额定功率(纯凝)37.85MW额定纯凝(抽汽)28.15MW额定转速3000r/min制造商哈尔滨汽轮机有限公司2试验目的根据合同规定的机组设备性能考核要求，本次试验#1机组在100％额定负荷的燃气-汽机联合循环下运行，修正得出机组在规定运行条件下燃机的出力和热耗率以及汽轮机的出力，并与合同保证值进行比较，验证设备是否达到合同保证值。3试验标准本次燃机试验主要参照《燃气轮机性能试验规程》（ASMEPTC22-1997）进行。本次汽机试验主要参照《电站汽轮机热力性能试验验收规程》（GB8117.2-2008）进行。水和水蒸汽性质参数将采用工业用水和水蒸汽热力性质计算公式IAPWS-IF97计算得到。4试验测点及测量仪表在机组性能验收试验准备阶段，在电厂设备部、运行部的大力配合下，按照试验方案的要求，安装了有关的试验测量仪表，各试验测点信号接入数据采集前端，然后通过电缆将信号送至计算机数据采集装置进行巡测。在试验期间，也对机组运行数据编制报表进行采集，以供试验分析和比较。浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告第3页共38页4.1发电机电功率测量燃机、汽机发电机端电功率及功率因数采用YOKOGAWA的WT230数字功率表进行测量，并配置一台计算机记录其测量数据。。4.2燃气流量、压力和温度燃气流量采用随燃机一起提供的、布置在燃机入口的流量计测量。该流量测量装置即EMERSON公司生产的质量流量计，并已经过实验室校验。同时用运行表计测量记录燃气供气压力、温度。4.3大气压力测量在进气滤网附近安装两台试验专用高精度绝对压力变送器测量大气压力。4.4大气温度测量在压气机进气滤网附近安装四支K型热电偶测量大气温度。4.5大气湿度测量大气湿度采用数字式湿度计进行测量。4.6燃机进出口压损测量利用现场安装的ROSEMOUNT变送器测量燃机进口压损、排汽压损。4.7汽轮机进汽流量、温度、压力在汽轮机高压主蒸汽、低压主蒸汽进口流量孔板位置安装差压变送器，测量进口蒸汽流量，同时在高低压给水喷嘴位置安装差压变送器，测量高低压给水流量，与蒸汽流量进行比对。在高、低压主蒸汽管道安装压力变送器测量蒸汽压力，用运行铠装热电偶测量蒸汽温度。4.8汽轮机低压排汽压力采用网笼式探头和试验专用绝对压力变送器测量汽轮机低压排汽压力。4.9其它参数其它参数，如机组转速、运行小时数、燃机IGV角度等则使用运行表计进行测量。5试验准备工作5.1燃气轮机水洗和检查在＃1机组联合循环试验之前，进行了压气机和透平的离线水洗，利用停机间隙，电厂派人对压气机进气室、进口导叶（IGV）等进行了人工清洗，以保证燃机处于正常的运行状态。浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告第4页共38页5.2燃气轮机的稳定运行条件试验期间，＃1机组带基本负荷，汽机高低压主汽阀全开，在燃气—蒸汽联合循环条件下正常、稳定地运行。观察透平轮间温度在15分钟内变化不超过2℃，试验各方确认机组已满足试验开始的稳定运行条件。6试验的进行试验时热力系统与设计热平衡图所规定的热力循环相一致，任何与该热力循环无关的其它系统及进、出系统的流量都予以隔离。以下是试验时进行隔离的系统和管路：a）主汽阀、调节阀疏水管道b）高压蒸汽、低压蒸汽的疏水管道c）与邻机相联的管道d）旁路系统和启动辅助蒸汽系统e）供热采暖用汽f）补水g）锅炉排污7试验结果计算方法7.1燃机出力的计算与修正7.1.1燃机出力的计算EPCGTPOPPP式中，P—燃机输出功率，kW；PGTPO—燃机发电机出线端测得的输出功率，kW；PEPC—励磁系统消耗功率，kW。7.1.2燃机出力的修正DcorrFPP/Fi/)(p812式中，Pcorr—燃机的修正后出力，kW；△2—发电机功率因数对出力的修正量，kW；F1P—大气温度对燃机出力的修正系数；F2P—大气压力对燃机出力的修正系数；浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告第5页共38页F3P—大气湿度对燃机出力的修正系数；F4P—燃气温度对燃机出力的修正系数；F5P—进气压损对燃机出力的修正系数；F6P—排汽压损对燃机出力的修正系数F7P—发电机频率对燃机出力的修正系数；F8P—燃料成分对燃机出力的修正系数；FD—点火运行小时对燃机出力的修正系数。7.2燃机热耗率的计算与修正7.2.1燃机热耗量的计算由试验测量得到的燃机消耗天然气流量和由天然气组分计算得到的低位热值LHVP，可以计算得出燃机热耗量。PfLHVWHC式中，HC—燃机热耗量，kJ/h；Wf—天然气质量流量，kg/h；LHVP—天然气低位热值，kJ/kg；7.2.2燃机热耗率计算燃机单位出力所需消耗的燃料气热量，称为机组热耗率。PHCHR/式中，HR—燃机热耗率试验值，kJ/kWh。7.2.3燃机热耗率的修正DHRcorrGGiHRHR//51式中，HRcorr—修正后燃机热耗率，kJ/kWh；G1HR—大气温度对燃机热耗率的修正系数；G2HR—大气压力对燃机热耗率的修正系数；G3HR—大气湿度对燃机热耗率的修正系数；G4HR—燃气温度对燃机热耗率的修正系数；G5HR—燃气进气压损对燃机热耗率的修正系数；G6HR—燃机排汽压损对燃机热耗率的修正系数；G7HR—发电机频率对燃机热耗率的修正系数；G8HR—燃料成分对燃机热耗率的修正系数；浙江大唐江山天然气热电联产工程#1燃气机组联合循环热力性能验收试验报告第6页共38页GD—点火运行小时对燃机热耗率的修正系数7.3汽轮机出力的计算与修正p51EFi/P-）（PPcorrcorrP—修正后汽轮机出力，kW；P—汽轮发电机出线端测得的电功率，kW；PE—汽轮发电机励磁消耗的的电功率，kW；F1P—高压主蒸汽压力对汽轮机出力的修正系数；F2P—高压主蒸汽温度对汽轮机出力的修正系数；F3P—低压主蒸汽压力对汽轮机出力的修正系数；F4P—低压主蒸汽温度对汽轮机出力的修正系数；F5P—凝汽器排汽压力对汽轮机出力的修正系数。8试验计算结果燃机、汽机试验结果汇总如下表所示：表3燃机试验结果汇总表序号名称单位工况1工况21试验日期//2013-6-22013-6-22试验时间//19:30~20:3021:00~22:003燃机试验电功率kW73470735184电功率的总修正系数//0.96530.97115修正后的电功率kW76241758306修正后电功