第19卷第3期电力技术
V01.19No.320lO年2月
ElectricPowerTechnology
Feb.2010
影响600MWe等级机组供电煤耗的因素
全国发电机组技术协作会
。,,~。
。,
,
1。’
。。、≯。。L÷。。’’
’、,,1,1
7。
’・‘。。
。’,7,~.
【摘要l我霹投运的600MWe亚,临界参数以上等级机组近350台,占火电机组装机容量的37%。除了趋超临界机
纽的供电煤耗比较接近设计值以外,其它机组距离设计值均有109ce/kWh供,电煤耗之差。影响600Mwe等级燃煤枫组供
一电煤耗因素很多,有设计、制造因素,也有管理上的因素,深八分析这些因素对提高机组的经济性有一定借鉴意义。
【关键词l影响;600MWe机组;供电煤耗;因素
7.
【中豳分类号lTM621
【文献标识码l
B
【文章编号1
1674-4586(2010)03-0001-03
0概述
是具有成熟经验、经过多年运行经验验证并且技术上先进,实践上可行,在保证设备及系统安全性、影响600Mwe等级燃煤机组供电煤耗因素有很可靠性的基础上经济性最佳的一种具有创新思想的多,主要因素有优化设计程度、汽轮机与锅炉设计设计方案。优化设计与传统的常规设计相比,可以热耗率、设计厂用电率、制造工艺水平与质量等。使供电煤耗下降109ce/kWh。
这些设计、制造条件基本上决定了单元机组的煤耗德国尼德豪森电厂(Niederaussem)1000MWe的K水平。在机组实际运行中,过低的负荷率、燃煤偏号机组(27.5MPa/580℃/600。C)是世界上最早采取优离设计煤种的程度以及地域气候条件等原因也影响化设计的机组,通过优化设计使该机组的净效率由了单元机组的煤耗水平。表l为600MWe级机组能效33.5%提高至1]45.2%,提高了9.7%百分点,供电煤耗指标,表2为国内外典型机组的供电煤耗、厂用电达到了2869ce/kWh。
率、负荷率、运行小时的对比指标。
我国上海外高桥第三发电厂的两台1000MWe表1投运机组数量及能效指标
超超临界机组(27MPa/600℃/600℃)由于采取了多种深度集成优化设计方案,从2008年3月、6月投产以来,在70%左右负荷率的情况下,实现了供电煤耗2839ce/kWh,超过了德国尼德豪森电厂(Niederaussem)2869ce/kWh火电机组供电煤耗的世界水平。
从2009年1月份开始,无论是我国电力设计院还
1优化设计对供电煤耗的影响
是投资主体的业主都开始重视600MWe超临界以上等级新建火电机组的优化设计方案,并开始逐步实在常规的火力发电机组设计基础上,优化设计
施。
表2国内外典型机组技术经济指标
・2・
电力技术
第19卷
2负荷率对供电煤耗的影响
理论上负荷率对供电煤耗的影响主要体现在机组空载煤耗率上。汽轮发电机组空载煤耗率是指机组维持在3000rpm运行、不带负荷时的煤耗水平。机组在不同的负荷率下形成了不同的供电煤耗率相应的基数值。
600MWe级汽轮发电机组在额定负荷时的发电空载煤耗率约15~239ce/kWh。在负荷率为70%时供电空载煤耗率比额定负荷时要升高6.7 ̄8.89ce/kWh左右。在70~80%负荷率之间,负荷率每变化1%,影响供电煤耗
0.69ce/kWh。
计算、参考,不适宜做考核依据。
4厂用电率对供电煤耗的影响
降低厂用电率是降低供电煤耗最直接的手段之一。600MWe级单元机组厂用电率变化1%影响供电煤耗在49ce/kWh左右,影响值的大小与供电煤耗水平、厂用电率水平有关。超临界单元机组厂用电率设计值为4.0~5.0%,影响供电煤耗约14.Ogce/kWh。亚临界机组厂用电率设计值为5.2~5.7%、影响供电煤耗约17.Ogce/kWh。空冷机组厂用电率设计值为8.35%,影响供电煤耗约289ee/kWh。
如果负荷率降至50%,供电空载煤耗率比额定负荷时要升高15.6~20.59ce/kWh。供电空载煤耗率的变化决定了负荷率对供电煤耗率的影响。
5汽轮机背压对供电煤耗的影响
目前我国汽轮机低压缸设计均为两缸四排汽双背压4.9kPa/5.1kPa设计方案(除单缸两排汽及个别机组背压设计到11.4kPa以外)。除南方地区以外,在华北、华东、华中、东北、西北五个地区闭式循环冷却与开式直流冷却机组设计背压区别很小。但从机组实际运行指标上看,开式直流冷却机组的经济性远远高于闭式循环冷却。
南方地区600MWe亚临界机组闭式循环冷却与开式直流冷却机组设计背压为5.9~6.1kPa,比其它五个地区标准的4.9kPa高出lkPa,影响供电煤耗1.59ce/kWh左右。
空冷机组设计背压为15~16kPa,比湿冷机组汽轮机背压要高出lOkPa,约使供电煤耗高出159ce/kWh。
大部分运行机组达不到设计真空主要原因是循环倍率没有达到设计要求,真空严密性不好以及凝汽器结垢等缺陷造成的。
3煤炭质量对供电煤耗的影响
由于电煤价格的大幅度上涨,在运机组大多都偏离了设计煤种。煤炭质量对单元机组供电煤耗的影响是指煤炭的收到基热值、收到基水分、收到基灰分三个主要煤炭质量指标。这三个指标变化对锅炉效率、供电煤耗的影响,目前还没有完整的数学模型。根据相关资料、计算结果值和实践经验,分析、估算如下:
收到基水分变化l%,煤炭热值变fJ6251-335kJ/kg;收到基灰分变化1%,煤炭热值变化376--418kJ/kg;收到基热值变化1000kJ/kg,影响供电煤耗变化
0.8~1.19ce/kWh。
由此推算出:
收到基水分变化1%,0.25,4).349ce/kWh;
收到基灰分变化l%,
0.38,-,0.429ee/kWh。
可影响供电煤耗变化可影响供电煤耗变化
6锅炉效率对供电煤耗的影响
锅炉效率受偏离设计煤种影响较大,同等级参数锅炉主蒸汽温度还与锅炉设备选用金属材质有关。锅炉效率主要体现在锅炉设备散热损失对供电
以上收到基热值、收到基水分、收到基灰分等三个煤炭质量指标对供电煤耗的影响可以供指标分析、
第3期
影响600MWe等级机组供电煤耗的因素
・3。
煤耗的影响。
锅炉设备的散热损失有两部分组成:一是锅炉本体设备的辐射散热损失,是制造厂用来检验、衡量锅炉设备是否达到设计要求的指标,2008t/h锅炉的辐射散热损失为0.2%。二是锅炉整体设备(包括系统)的散热损失,是用来计算,衡量锅炉设备在正常运行中q,散热损失值的大小,也是计算锅炉效率的依据。2008t/h锅炉系统散热损失为0.32%。2008t/h锅炉额定负荷下的散热损失q;值见表3。
锅炉设备的散热损失与锅炉设备保温有关。在保温达到标准的情况下,锅炉设备在额定负荷下的散热损失q,对某一定容量锅炉设备来讲是固定不变的。锅炉设备正常运行中散热损失q,是随着负荷的降低而相应增加的。
600MWe锅炉设备蒸汽负荷降低到70%运行时,供电煤耗要升高0.479ce/kWh左右;锅炉设备蒸汽负荷降低茔fJ50%运行时,则供电煤耗要升高1.09ce/kWh左右。
表3
2008ffh锅炉额定负荷下的散热损失q,值
7设备缺陷对供电煤耗的影响
设备缺陷导致运行参数达不到设计值有两种情况:一是设备设计、选型、制造的先天不足;二是后天产生的设备缺陷,其中包括管理上的因素。两种情况对单元机组供电煤耗的影响结果是一致的。现场常见的设备缺陷使机组运行参数达不到设计值有以下几种情况:
(1)凝汽器结垢,凝汽器端差高于设计值,(2)锅炉炉膛出口烟气中的氧含量偏低;(3)锅炉排烟温度高于设计值;(4)减温水量;
(5)高压加热器出口给水温度低于设计值。机组设备缺陷不同,影响供电煤耗的程度也不一样。
8结论
在影响600Mwe级单元机组供电煤耗的众多因素中,最主要因素是优化设计109ce/kWh,负荷率89ce/kWh,飞灰可燃物79ce/kWh。其它影响因素如排烟温度、空预器漏风、汽轮机缸效率、热力系统漏泄、真空系统等可达59ce/kWh。作为发电企业来讲,节能降耗是发电企业提高效益最直接、最有效的途径。树立节能意识,加强节能管理,可以将600MWe级单元机组供电煤耗提高到一个新水平。
InfluenceFactors
on
NetCoalConsumptionRateof
600MWe
Units
NationalCoal.FiredUnitsTechnicalAssociation
Abstract:There
are
abotit350units
of600M腑above
subcriticalparameterinoperationin
our
country,whichis37%
oftotalinstalledcapacityofwholethermalpowerunits.OnlYthenetCOalconsumptionrateofultra.criticalclosetothedesignedvalue,theothersarealllessthanthedesignedvaluebyabout109ce/kWh.Thereinfluencing
on
are
units
is
manyfactors
thenetcoalconsumptionrateof600MWeunits,whichmaybecausedbydesignandmanufactttring,
andalsobymanagement.Analyzingthesefactorsindepthcouldprovidesomereferenceforenhancingtheeconomical
e伍ciencyoftheunits.
Keywords:influence;unit;netcoalconsumptionrate;factor
第19卷第3期电力技术
V01.19No.320lO年2月
ElectricPowerTechnology
Feb.2010
影响600MWe等级机组供电煤耗的因素
全国发电机组技术协作会
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。。、≯。。L÷。。’’
’、,,1,1
7。
’・‘。。
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【摘要l我霹投运的600MWe亚,临界参数以上等级机组近350台,占火电机组装机容量的37%。除了趋超临界机
纽的供电煤耗比较接近设计值以外,其它机组距离设计值均有109ce/kWh供,电煤耗之差。影响600Mwe等级燃煤枫组供
一电煤耗因素很多,有设计、制造因素,也有管理上的因素,深八分析这些因素对提高机组的经济性有一定借鉴意义。
【关键词l影响;600MWe机组;供电煤耗;因素
7.
【中豳分类号lTM621
【文献标识码l
B
【文章编号1
1674-4586(2010)03-0001-03
0概述
是具有成熟经验、经过多年运行经验验证并且技术上先进,实践上可行,在保证设备及系统安全性、影响600Mwe等级燃煤机组供电煤耗因素有很可靠性的基础上经济性最佳的一种具有创新思想的多,主要因素有优化设计程度、汽轮机与锅炉设计设计方案。优化设计与传统的常规设计相比,可以热耗率、设计厂用电率、制造工艺水平与质量等。使供电煤耗下降109ce/kWh。
这些设计、制造条件基本上决定了单元机组的煤耗德国尼德豪森电厂(Niederaussem)1000MWe的K水平。在机组实际运行中,过低的负荷率、燃煤偏号机组(27.5MPa/580℃/600。C)是世界上最早采取优离设计煤种的程度以及地域气候条件等原因也影响化设计的机组,通过优化设计使该机组的净效率由了单元机组的煤耗水平。表l为600MWe级机组能效33.5%提高至1]45.2%,提高了9.7%百分点,供电煤耗指标,表2为国内外典型机组的供电煤耗、厂用电达到了2869ce/kWh。
率、负荷率、运行小时的对比指标。
我国上海外高桥第三发电厂的两台1000MWe表1投运机组数量及能效指标
超超临界机组(27MPa/600℃/600℃)由于采取了多种深度集成优化设计方案,从2008年3月、6月投产以来,在70%左右负荷率的情况下,实现了供电煤耗2839ce/kWh,超过了德国尼德豪森电厂(Niederaussem)2869ce/kWh火电机组供电煤耗的世界水平。
从2009年1月份开始,无论是我国电力设计院还
1优化设计对供电煤耗的影响
是投资主体的业主都开始重视600MWe超临界以上等级新建火电机组的优化设计方案,并开始逐步实在常规的火力发电机组设计基础上,优化设计
施。
表2国内外典型机组技术经济指标
・2・
电力技术
第19卷
2负荷率对供电煤耗的影响
理论上负荷率对供电煤耗的影响主要体现在机组空载煤耗率上。汽轮发电机组空载煤耗率是指机组维持在3000rpm运行、不带负荷时的煤耗水平。机组在不同的负荷率下形成了不同的供电煤耗率相应的基数值。
600MWe级汽轮发电机组在额定负荷时的发电空载煤耗率约15~239ce/kWh。在负荷率为70%时供电空载煤耗率比额定负荷时要升高6.7 ̄8.89ce/kWh左右。在70~80%负荷率之间,负荷率每变化1%,影响供电煤耗
0.69ce/kWh。
计算、参考,不适宜做考核依据。
4厂用电率对供电煤耗的影响
降低厂用电率是降低供电煤耗最直接的手段之一。600MWe级单元机组厂用电率变化1%影响供电煤耗在49ce/kWh左右,影响值的大小与供电煤耗水平、厂用电率水平有关。超临界单元机组厂用电率设计值为4.0~5.0%,影响供电煤耗约14.Ogce/kWh。亚临界机组厂用电率设计值为5.2~5.7%、影响供电煤耗约17.Ogce/kWh。空冷机组厂用电率设计值为8.35%,影响供电煤耗约289ee/kWh。
如果负荷率降至50%,供电空载煤耗率比额定负荷时要升高15.6~20.59ce/kWh。供电空载煤耗率的变化决定了负荷率对供电煤耗率的影响。
5汽轮机背压对供电煤耗的影响
目前我国汽轮机低压缸设计均为两缸四排汽双背压4.9kPa/5.1kPa设计方案(除单缸两排汽及个别机组背压设计到11.4kPa以外)。除南方地区以外,在华北、华东、华中、东北、西北五个地区闭式循环冷却与开式直流冷却机组设计背压区别很小。但从机组实际运行指标上看,开式直流冷却机组的经济性远远高于闭式循环冷却。
南方地区600MWe亚临界机组闭式循环冷却与开式直流冷却机组设计背压为5.9~6.1kPa,比其它五个地区标准的4.9kPa高出lkPa,影响供电煤耗1.59ce/kWh左右。
空冷机组设计背压为15~16kPa,比湿冷机组汽轮机背压要高出lOkPa,约使供电煤耗高出159ce/kWh。
大部分运行机组达不到设计真空主要原因是循环倍率没有达到设计要求,真空严密性不好以及凝汽器结垢等缺陷造成的。
3煤炭质量对供电煤耗的影响
由于电煤价格的大幅度上涨,在运机组大多都偏离了设计煤种。煤炭质量对单元机组供电煤耗的影响是指煤炭的收到基热值、收到基水分、收到基灰分三个主要煤炭质量指标。这三个指标变化对锅炉效率、供电煤耗的影响,目前还没有完整的数学模型。根据相关资料、计算结果值和实践经验,分析、估算如下:
收到基水分变化l%,煤炭热值变fJ6251-335kJ/kg;收到基灰分变化1%,煤炭热值变化376--418kJ/kg;收到基热值变化1000kJ/kg,影响供电煤耗变化
0.8~1.19ce/kWh。
由此推算出:
收到基水分变化1%,0.25,4).349ce/kWh;
收到基灰分变化l%,
0.38,-,0.429ee/kWh。
可影响供电煤耗变化可影响供电煤耗变化
6锅炉效率对供电煤耗的影响
锅炉效率受偏离设计煤种影响较大,同等级参数锅炉主蒸汽温度还与锅炉设备选用金属材质有关。锅炉效率主要体现在锅炉设备散热损失对供电
以上收到基热值、收到基水分、收到基灰分等三个煤炭质量指标对供电煤耗的影响可以供指标分析、
第3期
影响600MWe等级机组供电煤耗的因素
・3。
煤耗的影响。
锅炉设备的散热损失有两部分组成:一是锅炉本体设备的辐射散热损失,是制造厂用来检验、衡量锅炉设备是否达到设计要求的指标,2008t/h锅炉的辐射散热损失为0.2%。二是锅炉整体设备(包括系统)的散热损失,是用来计算,衡量锅炉设备在正常运行中q,散热损失值的大小,也是计算锅炉效率的依据。2008t/h锅炉系统散热损失为0.32%。2008t/h锅炉额定负荷下的散热损失q;值见表3。
锅炉设备的散热损失与锅炉设备保温有关。在保温达到标准的情况下,锅炉设备在额定负荷下的散热损失q,对某一定容量锅炉设备来讲是固定不变的。锅炉设备正常运行中散热损失q,是随着负荷的降低而相应增加的。
600MWe锅炉设备蒸汽负荷降低到70%运行时,供电煤耗要升高0.479ce/kWh左右;锅炉设备蒸汽负荷降低茔fJ50%运行时,则供电煤耗要升高1.09ce/kWh左右。
表3
2008ffh锅炉额定负荷下的散热损失q,值
7设备缺陷对供电煤耗的影响
设备缺陷导致运行参数达不到设计值有两种情况:一是设备设计、选型、制造的先天不足;二是后天产生的设备缺陷,其中包括管理上的因素。两种情况对单元机组供电煤耗的影响结果是一致的。现场常见的设备缺陷使机组运行参数达不到设计值有以下几种情况:
(1)凝汽器结垢,凝汽器端差高于设计值,(2)锅炉炉膛出口烟气中的氧含量偏低;(3)锅炉排烟温度高于设计值;(4)减温水量;
(5)高压加热器出口给水温度低于设计值。机组设备缺陷不同,影响供电煤耗的程度也不一样。
8结论
在影响600Mwe级单元机组供电煤耗的众多因素中,最主要因素是优化设计109ce/kWh,负荷率89ce/kWh,飞灰可燃物79ce/kWh。其它影响因素如排烟温度、空预器漏风、汽轮机缸效率、热力系统漏泄、真空系统等可达59ce/kWh。作为发电企业来讲,节能降耗是发电企业提高效益最直接、最有效的途径。树立节能意识,加强节能管理,可以将600MWe级单元机组供电煤耗提高到一个新水平。
InfluenceFactors
on
NetCoalConsumptionRateof
600MWe
Units
NationalCoal.FiredUnitsTechnicalAssociation
Abstract:There
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abotit350units
of600M腑above
subcriticalparameterinoperationin
our
country,whichis37%
oftotalinstalledcapacityofwholethermalpowerunits.OnlYthenetCOalconsumptionrateofultra.criticalclosetothedesignedvalue,theothersarealllessthanthedesignedvaluebyabout109ce/kWh.Thereinfluencing
on
are
units
is
manyfactors
thenetcoalconsumptionrateof600MWeunits,whichmaybecausedbydesignandmanufactttring,
andalsobymanagement.Analyzingthesefactorsindepthcouldprovidesomereferenceforenhancingtheeconomical
e伍ciencyoftheunits.
Keywords:influence;unit;netcoalconsumptionrate;factor