深度调峰模式下多供热机组协同优化性能分析

以内蒙古某电厂2×200 MW、2×350 MW四台供热机组为研究对象，从厂级经济性和调峰性能角度出发，分析低压缸零出力、光轴、高背压改造三种供热技术对厂级净效益及调峰性能的影响。基于Ebsilon软件搭建四台供热机组改造前后的数学模型，分析低压缸零出力技术、高背压改造技术对单台机组经济性能和调峰性能的影响。在四种厂级供热方式下分析厂级的经济性能和调峰能力及机组背压、疏水温度、供热压力对各机组最小出力负荷的影响。研究得出，供热量相同时，低压缸零出力改造可使机组最小出力下降33 MW，高背压改造可使机组最小出力降低80 MW；四台机组供热改造后（1、3号机组切缸改造、2号机组光轴改造、4号机组高背压改造）厂级深度调峰能力最优；厂级供热负荷低于1000 MW时，四台机组经供热改造后运行经济性最优，供热负荷高于1000 MW时，四台机组按原抽凝供热运行经济性最优；供热压力对各机组调峰性能影响最大。     

汽轮机排汽供热改造三种典型技术研究及性能分析

高背压改造、低压缸光轴改造、低压缸零出力改造是三种典型的汽轮机排汽供热改造方式。文中给出三种典型改造实施案例的技术内容和技术特征。由性能试验得到三台实施典型改造机组改造后的最大出力和最大供热能力,以及排汽供热工况下的调峰能力。光轴改造和低压缸零出力改造对机组发电出力的影响大于高背压改造,机组热耗率高于高背压改造的机组,热化发电率小于高背压改造的机组。相同容量条件下,光轴改造和低压缸零出力改造机组的最大供热量大于高背压改造机组。改造后,由于机组最大发电出力降低,高背压和光轴改造机组的调峰能力降低,但低压缸零出力改造的机组能够灵活切换运行方式,其调峰能力大幅度提升。     

350 MW导管抽汽供热机组灵活性改造探索及实践

为深度挖掘火电机组参与深度调峰的能力,在确保机组参与深度调峰的同时,又能有效解决机组在低负荷运行时无法满足采暖供热抽汽的需要,对辽宁东方发电有限公司1号机组进行切缸改造,在校核低压缸长叶片达到运行安全性的前提下,将原不能完全密封的供热蝶阀更换为可完全密封的液压蝶阀,新增加低压缸通流部分冷却蒸汽系统,对低压缸喷水减温系统进行改造,配套自动控制系统。经过切缸改造,机组参与深度调峰能力和在低负荷运行时的供热抽汽能力得到全面提升,投资小且改造工期短,节能效果明显,实用性较强且操作简单。     

135MW机组供热系统改造

为提升热电联产机组的综合性能,对某电厂135 MW机组供热系统进行改造。对比分析了光轴与低压缸零出力(切缸)2种改造方案的经济性、可靠性及灵活性,最终选择低压缸零出力(切缸)改造方案,对中低压连通管、供热蝶阀、低压缸喷水减温系统等进行了优化改造。改造后,在保证机组安全运行的前提下,提高了机组的供热能力及运行灵活性,降低了机组煤耗,从而提升了机组运行的经济性。     

300 MW机组汽轮机低压缸零出力技术

为缓解热电之间的矛盾,进一步提升机组灵活性,以国内某发电公司供热改造为例,对低压缸零出力技术在300 MW机组上的应用进行了探讨;分析了低压缸零出力运行后低压缸末级叶片安全性,并制定出完善低压缸运行监视测点、末级叶片金属喷涂、设置低压通流冷却蒸汽系统以及维持低压缸高真空等技术措施;对改造后的供热与调峰能力进行了分析并核算改造后的经济收益。结果表明,在保证机组安全运行的前提下,低压缸零出力技术不但实现了热电解耦,还进一步减少了汽轮机冷源损失,提高了机组运行经济性。     

350 MW机组低压缸零出力运行应用研究

自2017年国内首台汽轮机低压缸零出力运行试验成功后,其供暖期调峰灵活、改造工程量小、投资少、回报高等优点让热电联产企业获得了增加效益的新途径。但引起更多关注的是低压缸零出力运行对汽轮机振动、轴串、瓦温和末级叶片等设备的影响情况。通过阐述350MW机组低压缸零出力改造过程和运行实践,论述了低压缸零出力运行灵活实现热电解耦,满足供热期间深度调峰需求。通过运行中主机振动、轴串、瓦温等参数和运行后对低压转子末级叶片的检查情况,给其他电厂低压缸零出力改造提供参考。     

基于低压转子光轴技术及蓄热技术的300MW机组灵活性改造

火电机组灵活性改造可提升机组的供热能力,提高机组深度调峰和快速启停能力,降低机组的发电煤耗。低压转子光轴改造和蓄热技术作为灵活性改造的重要手段被推广。对东北地区某亚临界300 MW机组低压转子光轴技术改造、蓄热技术改造进行了研究,研究表明:对300 MW机组进行低压缸光轴技术改造和蓄热技术改造是可行的,可大大提高机组供热能力和调峰能力,降低机组运行煤耗。     

火电汽轮机组热电解耦技术研究

针对供热机组受传统"以热定电"运行模式限制,单机调峰能力低(最大仅有50%),无法满足深度调峰的问题,以国电集团西北地区所辖火电供热机组的实际运行情况为出发点,结合汽轮机组节能诊断及机组改造经验,提出了高、低压旁路联合供热,低压缸切缸运行两种热电解耦技术方案,通过比选得出两种技术方案的优缺点及适用范围。     

山东省煤电机组“三改联动”相互关系研究

在未来相当长时间内，山东省仍然是以煤为主的能源消费结构，燃煤过程产生的CO2总量仍然维持在较高水平。煤电机组节能降碳改造、供热改造和灵活性改造（简称“三改联动”）实施有利于在全省范围内推动煤电低碳化高质量发展，提高供热能力和灵活调节能力。节能降碳、供热和灵活性改造之间存在相互影响关系。煤电机组节能降碳改造与供热改造深度关联，煤电机组节能降碳的一种技术途径就是供热改造。供热改造后机组在供热季灵活调节能力都较差，推荐中低压连通管打孔抽汽、低压缸零出力（切缸）等改造后机组供热季灵活性水平较高的改造技术。煤电机组灵活性改造后，机组的深度调峰能力得到增强，有利于新能源消纳，但是煤电机组在深度调峰过程中会显著提高机组的供电煤耗。因此，在开展煤电机组“三改联动”工作时要统筹规划，制定科学合理的实施方案。     

320 MW机组低压缸零出力性能分析及应用研究

低压缸零出力技术可有效提升机组供热能力和调峰能力。针对某320 MW供热机组,采用Ebsilon软件计算分析了低压缸零出力方式供热性能,结果表明,采用低压缸零出力方式供热,机组最大供热抽汽量提升97%,在250 MW供热负荷下,供电煤耗可降低61 g/（kW·h）;试验研究了机组低压缸零出力方式供热能力工况,实测得出,机组最大供热负荷可达到476 MW,最小电负荷可降至79.5 MW;基于上一年度供热期运行数据,对低压缸零出力方式供热的经济性进行了分析,结果显示,采用低压缸零出力方式供热可节约标准煤5 581 t。     

300MW级供热机组多模式深度调峰协同运行技术路线研究

为进一步提高火电企业灵活性调峰力度,最大限度实现热电解耦,提升供热机组的调峰能力和供热能力,针对东北地区某300 MW级供热机组,对比分析了高背压、低压缸切缸、抽汽+热泵、高低旁路+抽汽、低压缸切缸+热泵、抽汽+余热回收等多种调峰模式对机组性能和供热能力的影响,提出了最佳的协同运行技术路线.综合考虑机组调峰能力、发电煤耗和供热能力等因素,切缸+200 MW热泵的协同调峰模式是最优调峰方案.该方案在大幅提高机组供热能力和调峰能力的同时,降低了机组能耗,最大限度地实现热电解耦,提高机组经济性.在机组主蒸汽流量相同的条件下,切缸+200 MW热泵协同调峰模式下的机组供热能力最大,发电煤耗最低,而高低旁深度调峰方式下机组供热能力和发电煤耗最差.     

燃气机组热调峰性能及经济性分析

通常,许多燃气热电机组采用低压缸空载供热改造以保障冬季供热。为分析在有限天然气量、不同背压下低压缸空载的供热性能,以某燃气-蒸汽联合循环直接空冷机组为例,通过计算不同背压下低压缸的最小进汽量,确定空载供热的安全调节范围;并建立包含供热量、低压缸功量、冷源损失及辅助设备耗电量的能量系统㶲分析模型,评价低压缸空载工况的供热经济性。结果表明,降低背压有利于增加燃气机组的最大供热出力、低电负荷下的热调峰能力及低压缸能量系统的㶲效率。     

330 MW汽轮机组切除低压缸运行的供热能力和调峰能力分析

介绍某330 MW机组切除低压缸运行的技术改造内容和改造后的设计性能。通过改造后的性能试验,验证机组切除低压缸运行的性能指标,并比较改造前后机组供热能力和调峰能力的变化。在锅炉最低稳燃负荷条件下,机组切缸运行的最低试验负荷为102 MW,比改造前降低63 MW;改造后,机组调峰区间为102~335 MW,调峰能力为233 MW,比改造前的170 MW增大63 MW;机组最大采暖抽汽量为653 t/h,最大采暖供热量为476.2 MW,均超过设计值。机组切除低压缸运行的改造方式有利于低负荷调峰,并维持较大的供热能力,或在相同电负荷工况下,增大机组供热量,提高全厂供热安全系数。     

350 MW超临界汽轮机灵活性调峰技术的经济性分析

阐述了东北地区冬季调峰困难问题,对应用较为广泛的两种灵活性调峰改造技术做了基本介绍。以某电厂350 MW超临界供热机组灵活性调峰改造为例,针对其拥有的旁路改造及低压缸少蒸汽两种不同调峰技术进行了综合计算,分别对旁路改造、低压缸少蒸汽及改造前五抽供热三种供热方式进行了经济性分析和比较,得出了低压缸少蒸汽供热方式经济性最优的结论。     

高低压旁路改造技术在热电联产机组灵活性改造中的应用实践

为主动适应促进清洁能源消纳政策,提高机组供热期深度调峰能力和供热能力,某区域电网对某公司热电联产机组开展了高低压旁路技术改造。旁路技术改造的应用,彻底解决了该公司机组“以热定电”传统运行方式造成的供暖期调峰能力不足的难题,保证了机组全采暖期、全时域参与电网深度调峰,提高了调峰辅助服务补偿收益。     

低压缸零出力改造机组汽轮机及其调节系统参数实测建模

为提高机组供热能力和运行灵活性,火电机组低压缸零出力技术改造在北方地区得到推广。根据低压缸零出力改造机组涉网特性,针对机组低压缸零出力工况开展了汽轮机及其调节系统参数实测建模;并通过与纯凝工况模型、参数进行对比分析,认为机组以低压缸零出力工况运行时,电力系统仿真计算若沿用原有基于80%纯凝工况一次调频试验获得的汽轮机及其调节系统模型及参数,得到的结果会与实际特性存在较大偏差,因此改造后机组需要重新开展实测建模工作。     

高低压旁路改造技术在热电联产机组灵活性改造中的应用实践

为主动适应促进清洁能源消纳政策,提高机组供热期深度调峰能力和供热能力,某区域电网对某公司热电联产机组开展了高低压旁路技术改造。旁路技术改造的应用,彻底解决了该公司机组“以热定电”传统运行方式造成的供暖期调峰能力不足的难题,保证了机组全采暖期、全时域参与电网深度调峰,提高了调峰辅助服务补偿收益。     

低压缸零出力改造分析

低压缸零出力运行方式成功地实现了热电解偶,满足电网对热电联产企业深度调峰的要求,能够灵活增、减负荷,提升单机供热能力。通过实践总结出低压缸零出力改造准备阶段、施工阶段与调试阶段的经验,缩短了改造工期,降低费用投入,提高了低压缸零出力施工调试过程的安全性。     

浅析335 MW机组低压缸切缸改造

以某公司3号机组低压缸切缸改造为例,通过切低压缸改造增大机组供热抽汽量,从而提高了机组供热能力,增加了机组调节灵活性.新型汽轮机凝抽背供热技术是机组在采暖期切除低压缸进汽,使低压缸空转运行,有效扩大了机组的供热能力.该项目对各单位供热机组技术改造具有一定的可推广性.     

350MW间接空冷机组小排汽量深度调峰技术分析

热电联产机组参与深度调峰将成为新常态,选取合理的热电解耦技术对于热电联产机组适应电力市场需要是十分重要的。通过研究空冷机组末级叶片设计性能及变工况计算,确定对超临界间接空冷350MW机组实施了低压缸小排汽量、低背压运行技术使350MW机组具备了30%额定负荷运行的深度调峰能力。与原抽汽供热方式相比,同等最小电负荷下,可增加供热负荷90 MW,同等供热量(300 t/h)下,可增加调峰能力60 MW。经过两个供热期的运行证明:间接空冷机组能够安全稳定适应低压缸小排汽量、低背压运行技术。