2012-05運行節能技術講座-汽輪機及熱力系統部分西安熱工研究院有限公司付昶研究員

1.影響機組經濟性的主要因素及分析

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素3.運行節能技術案例分析4.運行節能的主要技術及措施5.結論及建議

1.影響機組經濟性的主要因素及分析

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素3.運行節能技術案例分析4.運行節能的主要技術及措施5.結論及建議1.1典型煤電機組主要能耗指標(能源局提供）1.影響機組經濟性的主要因素及分析機組類型冷卻方式生產供電煤耗平均水平

基準指導值先進水平

基準指導值1000MW級超超臨界濕冷290285直接空冷308303600MW級超超臨界濕冷298290間接空冷308303直接空冷316308600MW級超臨界濕冷306297直接空冷325317600MW級亞臨界濕冷320315間接空冷330325直接空冷338333350MW級超臨界濕冷318313直接空冷338335350MW級亞臨界（進口）濕冷318310350MW級亞臨界濕冷330320間接空冷340335直接空冷3483431.22011年華能機組能耗水平

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.22011年華能機組能耗水平

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.22011年華能機組能耗水平

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.22011年華能機組能耗水平

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.22011年華能機組能耗水平

1.影響機組經濟性的主要因素及分析我們與發達國家差距明顯2010年，我國全國火電供電煤耗335克／千瓦時。2009年，全國火電發電煤耗317.5克／千瓦時、供電煤耗340克／千瓦時、生產廠用電率為6.62%，全國輸電線損為6.72%。日本東京電力公司1999年的供電煤耗為320g/kWh，廠用電率為4%；法國電力公司1999年的供電煤耗為331.6g/kWh,廠用電率為4.47%；德國巴伐利亞電力公司1999年的供電煤耗為332.1g/kWh,廠用電率為5.42%（含脫硫裝置用電）。1.影響機組經濟性的主要因素及分析全國火電機組平均供電煤耗率及2020年目標

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.3影響機組節能的主要措施

第一種：從總體上看結構節能：調整電源結構，加大水電、核電、可再生能源和新能源的力度，優化火電結構，發展高效清潔煤發電技術、熱電聯產，淘汰能耗高的小火電。技術節能：應用節能技術、新工藝、新材料、新設備提高電廠整體效率和機組效率挖掘現有機組節能潛力：對老機組進行節能升級改造、對現有機組進行整體優化、提高現有機組運行經濟性節能管理：加強生產運行管理，燃料管理，設備維護管理和加強計量管理和檢測等

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.3影響機組節能的主要措施

第二種：從電廠局部分設備上來看（1）提高鍋爐效率（2）改善汽輪機及熱力系統要運行效率（降低熱耗率）（3）降低廠用電率（4）其他

（提高負荷率等）

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1.4影響機組煤耗率的主要因素（汽輪機及熱力系統部分）

1.影響機組經濟性的主要因素及分析1高壓缸效率13再熱蒸汽壓損2中壓缸效率14最終給水溫度3低壓缸效率15凝汽器壓力4主蒸汽壓力16再熱器減溫水流量5主蒸汽溫度17鍋爐吹灰蒸汽流量6再熱蒸汽溫度18小汽輪機進汽流量7機組補水率19加熱器疏水端差8調節閥運行方式及開度20凝汽器端差9給水泵焓升21凝汽器過冷度10凝結水泵焓升22閥門內漏11軸封漏汽量23設備散熱損失12加熱器給水端差

1.4影響機組煤耗率的主要因素（汽輪機及熱力系統部分）

1.影響機組經濟性的主要因素及分析本體及結構運行主參數熱力系統輔機工作狀態

1.影響機組經濟性的主要因素及分析

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素3.運行節能技術案例分析4.運行節能的主要技術及措施5.結論及建議2.1

火電廠主要熱經濟指標

發、供電煤耗率熱耗率（汽機及熱力系統）

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素2.2煤耗率、熱耗率、缸效率指標

（1）機組發、供電煤耗率2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素2.2煤耗率、熱耗率、缸效率指標

（2）機組熱耗率影響熱耗率的主要因素是:汽輪機高、中、低壓缸的效率熱力系統的完善程度機組冷端的工作狀況2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素和方向2.2煤耗率、熱耗率、缸效率指標

（3）缸效率

熱力學上，蒸汽做功遵循一個朗肯循環，朗肯循環提高熱經濟性的主要途徑有：提高循環的初參數降低循環的終參數提高蒸汽轉化過程的效率因此，對運行節能來說，也要遵循以上的原則

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素2.3主參數對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

運行要控制的主要參數：主蒸汽參數再熱蒸汽參數排汽參數給水參數（回熱系統的運行狀況）2.3.1主蒸汽溫度對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素序號機組型號變化幅度對熱耗率的影響對煤耗率的影響1300MW等級亞臨界10℃0.3384%約

25kJ/kW.h約1-1.1g/kW.h2600MW等級亞臨界10℃0.3096%約

24kJ/kW.h約1-1.1g/kW.h3600MW等級超臨界10℃約0.3252%約

25kJ/kW.h約0.9-1g/kW.h4600MW等級超、超臨界10℃約0.3435%約

26kJ/kW.h約0.9-1g/kW.h51000MW等級超、超臨界10℃約0.3180%約

23kJ/kW.h約0.9-0.95g/kW.h

影響主蒸汽溫度的原因

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素運行中可能造成主蒸汽溫度偏差的原因有：燃料量不足、過熱器噴水量大、過熱器積垢、水冷壁積垢、過剩空氣量較高、燃燒器傾角調整不到位、煙氣流量不合適、旁路擋板位置不當、溫度控制給定值漂移、過熱器管泄漏、過熱器受熱面面積不合理等。運行人員通常可采取吹灰、調整燃燒器擺角、調整旁路擋板設置、調整減溫煙氣流量擋板、控制過剩空氣量、手動控制過熱器噴水流量等措施來調整主蒸汽溫度。可以進行的維護有：重新設置溫度控制給定值、修理過熱器噴水控制閥、清洗鍋爐水冷壁、清洗過熱器管屏、消除過熱器管道泄漏、增加或減少過熱器受熱面等。2.3.2主蒸汽壓力對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素序號機組型號變化幅度對熱耗率的影響對煤耗率的影響1300MW等級亞臨界1MPa0.4518%約35kJ/kW.h約1．4-1.5g/kW.h2600MW等級亞臨界1MPa0.340%約26kJ/kW.h約1.0-1.1g/kW.h3600MW等級超臨界1MPa約0.322%約24kJ/kW.h約0.9-1g/kW.h4600MW等級超、超臨界1MPa約0.178%約14kJ/kW.h約0.5-0.6g/kW.h51000MW等級超、超臨界1MPa約0.207%約15kJ/kW.h約0.6-0.65g/kW.h

影響主蒸汽壓力低的原因

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素機組在運行過程中引起主蒸汽壓力偏低的主要原因是給水壓力低、主蒸汽流量大及燃燒調整不當，運行人員可采取措施提高給水流量和增大燃料量。2.3.3再熱蒸汽溫度對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素序號機組型號變化幅度對熱耗率的影響對煤耗率的影響1300MW等級亞臨界10℃0.287%約

23kJ/kW.h約0.9-1g/kW.h2600MW等級亞臨界10℃0.252%約19kJ/kW.h約0.8-0.9g/kW.h3600MW等級超臨界10℃約0.228%約17kJ/kW.h約0.7-0.8g/kW.h4600MW等級超、超臨界10℃約0.240%約18kJ/kW.h約0.7-0.8g/kW.h51000MW等級超、超臨界10℃約0.209%約15kJ/kW.h約0.6-0.65g/kW.h

影響再熱蒸汽溫度低的原因

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

再熱減溫水或燃燒器擺角自動失靈，造成再熱減溫水量增大或火焰中心下移。高旁減溫水故障或自動失靈。風量過小。燃料結構或燃燒工況變化。中壓聯合汽門或高壓缸排汽逆止門單側故障，造成蒸汽流量偏差時。再熱器出口安全門起座或出口段泄漏、爆破。2.3.4凝汽器壓力對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素序號機組型號（濕冷機組）變化幅度對熱耗率的影響對煤耗率的影響1300MW等級亞臨界1kPa0.8%約

60kJ/kW.h約2.6-3g/kW.h2600MW等級亞臨界1kPa0.76%約

58kJ/kW.h約2.3-2.8g/kW.h3600MW等級超臨界1kPa約0.7%約

55kJ/kW.h約2.0-2.5g/kW.h4600MW等級超、超臨界1kPa約0.76%約

58kJ/kW.h約2.0-2.5g/kW.h51000MW等級超、超臨界1kPa約0.54%約

40kJ/kW.h約1.5-1.8g/kW.h

運行中凝汽器壓力偏高的原因

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素空氣漏入、凝汽器負荷過大、凝汽器管積垢、循環水流量低，以及由于環境條件改變或冷卻塔性能變化造成的循環水入口溫度升高。運行人員可采取的措施有：增加循環水流量、投入備用真空泵、真空系統查漏、投入備用循環水泵、若有備用的冷卻塔小室則將其投入運行。檢修時可采用消除凝汽器漏真空、修理熱力系統隔離閥、清洗凝汽器、修理循環水出口控制閥、修理冷卻塔等維護措施來改善凝汽器真空。2.3.5給水溫度對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素序號機組型號變化幅度對熱耗率的影響對煤耗率的影響1300MW等級亞臨界2℃0.126%約11kJ/kW.h約0.4-0.45g/kW.h2600MW等級亞臨界2℃0.129%約10kJ/kW.h約0.4-0.45g/kW.h3600MW等級超臨界2℃約0.11%約8kJ/kW.h約0.3-0.35g/kW.h4600MW等級超、超臨界2℃約0.08%約6kJ/kW.h約0.22-0.26g/kW.h51000MW等級超、超臨界2℃約0.06%約5kJ/kW.h約0.12-0.18g/kW.h

給水溫度偏離的原因

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

其它條件不變的情況下，回熱級數越多，給水回熱溫度越高，則回熱循環效率也將越髙。但隨著回熱級數的增加，循環熱效率的增加值越來越小。影響給水溫度偏離的主要原因是高加的出口端差和疏水端差、高加抽汽壓力以及高加的整體工作狀態

2.4熱力系統對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

熱力系統對機組經濟性的影響主要體現在系統的內、外泄漏，不同部位泄漏對機組經濟性的影響差別較大

2.4.1熱力系統泄漏對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素泄漏部位某機組泄漏量1t/h泄漏量對熱耗率的影響熱耗率影響量發電煤耗影響量t/hkJ/(kW?h)/(t/h)kJ/(kW?h)g/(kW?h)主蒸汽母管疏水泄漏0.308.362.510.1冷再熱蒸汽母管疏水泄漏2.476.1015.050.6再熱蒸汽母管疏水泄漏4.607.6335.111.4再熱蒸汽支管疏水泄漏5.597.6342.631.7各加熱器危急疏水泄漏29.250.6017.550.7除氧器放水門泄漏5.650.442.510.1六段抽汽逆止閥后疏水泄漏3.191.896.020.24輔汽供軸封汽動閥前疏水泄漏1.335.267.020.28輔汽至除氧器疏水泄漏1.335.267.020.28高壓旁路泄漏0.758.366.270.25低壓旁路泄漏1.157.638.780.35軸封溢流量增大0.495.172.510.1合計1536.1

2.4.1熱力系統泄漏對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

消除熱力系統泄漏的唯一有效辦法是定期對熱力系統進行檢查，查明機組熱力循環中存在的泄漏部位，根據情況安排檢修處理或再運行中設法隔離或減小。

2.4.2再熱、過熱減溫水對機組經濟性的影響1t/h過熱熱減溫和再熱減溫水對機組經濟性的典型影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素機組容量(MW)影響熱耗率

(kJ/kW.h)影響發電煤耗

(g/kW.h)過熱器減溫水再熱器減溫水過熱器減溫水再熱器減溫水N300-16.7/537/5370.291.760.010.06N600-16.7/537/5370.592.050.020.07N600-24.2/566/5660.592.050.020.07N1000-26.25/600/6000.292.050.010.07

2.4.3補水率對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素300MW-600MW亞臨界機組：3%補水率對機組經濟性的影響大約為0.6-0.7%,對煤耗率的影響約為1.8-2g/kW.h。1000MW超超臨界機組3%補水率對機組熱耗率的影響約為0.4%,對煤耗率的影響約為0.7-0.8g/kW.h。

2.5主要輔機工作狀態對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

小汽輪機、泵、加熱器、凝汽器是汽輪機系統運行的主要輔機。

2.5.1小汽輪機汽耗率對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素300MW-600MW亞臨界機組：小汽輪機耗汽量增加1%熱耗率增加約0.59%，煤耗率增加約1.6-1.8g/kW.h。1000MW超超臨界機組3%補水率對機組熱耗率的影響約為0.4%,對煤耗率的影響約為0.7-0.8g/kW.h。

2.5.2加熱器端差對機組經濟性的影響國產典型機組加熱器上端差增加10℃對機組經濟性的典型影響（kJ/(kW.h)

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素機組類型N300-16.7/537/537N600-16.7/537/537N600-24.2/566/566N1000-26.25/600/600上端差1號高加13.5414.6018.5722.222號高加8.838.817.467.283號高加11.7210.959.2610.755號低加11.0411.0110.347.806號低加11.8011.4512.795.737號低加8.318.087.6213.558號低加9.249.448.448.15下端差1號高加0.770.750.540.472號高加2.322.111.662.373號高加2.933.202.762.915號低加0.720.670.982.256號低加0.840.810.90-7號低加1.371.391.40-8號低加2.422.031.78-造成加熱器端差偏離主要原因：加熱器水位變化、抽汽管道壓降變化、通過加熱器的凝結水或給水流量變化、加熱器導向板泄漏、加熱器內存在不凝結氣體、加熱器管子積垢。可采取的措施有：優化加熱器水位、改善和優化加熱器排氣、消除導向板泄漏、清洗加熱器管束。

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

2.6冷端系統對機組經濟性的影響

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

1.影響機組經濟性的主要因素及分析

2.汽輪機及熱力系統運行節能的主要因素

3.運行節能技術案例分析4.運行節能的主要技術及措施5.結論及建議3.1主要運行參數影響機組經濟性舉例

3.運行系統節能技術案例分析

運行常見主參數方面的問題主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度表盤顯示鍋爐出口溫度運行測試溫度偏離設計值機組真空值不能真實反映機組凝汽器壓力采用排汽溫度判斷機組真空運行狀態3.2熱力系統影響機組經濟性案例分析

3.運行系統節能技術案例分析

運行常見對經濟性影響較大的典型泄漏高、低壓旁路泄漏通風閥的泄漏給水大旁路的泄漏高壓輔汽泄漏高、低加危機疏水的泄漏除氧器水箱放水的泄漏各抽汽疏水的泄漏水側工質泄漏鍋爐側泄漏3.運行系統節能技術案例分析

3.3輔機工作狀態對機組經濟性影響舉例某600MW超超臨界給水泵再循環及小汽機進汽流量的運行數據

3.運行系統節能技術案例分析

試驗工況1號汽輪機（再循環嚴密）2號汽輪機（再循環未關）2號汽輪機（再循環關閉）單位機組負荷MW600.0599.3604.0汽泵A入口流量t/h886.3961.5896.3汽泵B入口流量t/h870.8963.9899.8給水流量t/h1812.91852.11822.0小機進汽流量t/h94.6120.0100.1某600MW超超臨界給水泵再循環對小汽機進汽流量的數據由于給水泵再循環不嚴密導致運行狀態下的機組熱耗率約增加56kJ/(kW.h)，機組經濟性下降約0.7%，煤耗率上升約1.9g/kW.h,。3.2冷端系統影響機組經濟性舉例