热电联产机组协同改造及其调峰与供热能力分析

通过对某电厂2台135 MW机组和2台330 MW机组进行高背压与低压缸切缸两种方式的协同改造，在多种供热模式下协同运行，由改造后的性能试验得到4台机组供热期的性能指标，分析得出供热期全厂机组的调峰能力为504.39 MW，比改造前提高了9.39 MW,而且最低电负荷降低了39.27 MW。供热能力增加的同时，调峰能力和低负荷的调度灵活性明显提升。针对电厂4台机组分别带东、西两个供热管网的情况，基于机组的运行特性和能耗指标，优化多种供热模式下的协同运行方式和电、热负荷分配。在全厂热负荷和机组总进汽量不变的条件下，4台机组带电负荷能力增加了25～40 MW。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

200 MW机组蒸汽旁路热电解耦能力评估

为解决机组供热需求和电网调峰之间的矛盾,对运行方式、设备改造、系统结构3种热电解耦方案进行了对比分析,对实际机组使用蒸汽旁路进行热电解耦推荐使用主蒸汽+再热蒸汽旁路方案。同时,针对热电解耦方案评估,提出以机组最大供热增容能力及最低电负荷作为定量评价指标。实际分析结果表明:某机组采用蒸汽旁路解耦方案后,供热能力增加119 MW,最低电负荷下降46 MW;采用蒸汽旁路扩容方案,供热能力增加180 MW,最低电负荷下降89 MW。     

天津地区300 MW供热机组调峰能力研究与分析

介绍了供热机组调峰能力试验和最大供热能力试验的试验原理、边界条件和注意事项;针对天津地区300 MW供热机组的供热情况进行了专项试验;通过分析供热期内不同供热量对应的发电负荷数据,找出供热负荷和发电负荷之间的关系,模拟发电负荷的变化曲线,为供热期间天津电网调控和电厂机组运行提供详实的数据支持和依据。     

热电联产机组电热煤特性研究

精确掌握热电联产机组电功率-热负荷-标准煤耗的关系特性,可以对机组进行精细化管理,实现运行成本最小化及盈利最大化。本文基于EBSILON软件建立热电联产机组电热煤关系评估模型,对采用连通管抽汽供热模式和低压缸零出力供热模式的亚临界300 MW热电联产机组,分别计算分析其电功率-热负荷-标准煤消耗量的关系特性。结果表明:标准煤消耗量随电功率呈线性增加趋势,相同电功率下低压缸零出力供热模式标准煤消耗量比连通管抽汽供热模式的最大供热工况高约5.4 t/h;标准煤消耗量随供热量呈线性增加趋势,相同供热量下低压缸零出力供热模式标准煤消耗量比连通管抽汽供热模式的最大供热工况低约13.2 t/h。建议热电联产机组以厂级能耗最低或盈利值最高为目标,进行厂级优化分析,实现智能优化控制。     

汽轮机高低旁路联合供热在超临界350 MW机组上的应用

针对供热机组热电耦合、对电网深度调峰适应性差的问题,在对比分析典型汽轮机旁路供热改造方案技术特点的基础上,以东北地区某超临界350 MW供热机组为研究对象,分析了汽轮机高低旁路联合供热方案对机组供热能力和电调峰能力的影响。结果表明:20%THA工况下,采用原高低旁路联合供热方案时汽轮机最大供热负荷为154.96 MW,扩容后汽轮机最大供热负荷为336.53 MW,较扩容前提升了117.2%,大幅提高机组的低负荷供热能力,满足机组深度调峰的改造要求;额定工况下,采用原高低旁路联合供热方案时汽轮机最大供热负荷为485.08 MW,扩容后汽轮机最大供热负荷为492.17 MW,说明高低旁路扩容对机组额定工况抽汽供热能力影响有限。     

低压缸“零出力”技术在抽凝供热机组上的应用

介绍了低压缸"零出力"改造的关键技术即低压缸运行监测系统、低压缸喷水系统、低压缸冷却蒸汽系统及热力系统的改造,分析了低压缸"零出力"改造对汽轮机安全性的影响。以某350 MW超临界供热机组为例,分析了应用低压缸"零出力"技术参与供暖期深度调峰所获得的经济收益,机组在一个供暖期内参与深度调峰所获得的调峰电量电价补贴约为2 175×10~4元。低压缸"零出力"技术的应用对北方热电联产机组而言既提高了机组的供热能力,同时又提高了机组冬季深度调峰的能力。     

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。     

660 MW梯级供热机组耦合电锅炉运行优化

基于对660 MW梯级供热机组耦合电锅炉运行特性分析,提出一种确定机组实时运行最佳经济背压的方法。试验表明控制机组主蒸汽流量和外界热负荷工况,参考最佳经济背压运行能有效增加机组的输出功率,可提高机组运行热经济性。机组梯级供热改造后,供热能力提升约440 GJ。在保证对外供热负荷不变时,梯级供热可降低发电机功率86 MW,提高机组调峰能力。在二档调峰工况对机组的经济性进行核算,发现相同热负荷下若采用电锅炉代替部分梯级供热量,电锅炉负荷每增加1 MW,机组折算标准煤耗升高约0.32 t/h。     

200 MW高背压循环水供热机组热力特性研究

通过对200MW机组高背压循环水供热改造后的系统进行热力计算分析发现:热网循环水流量及采暖抽汽流量的变化对机组热耗率、出力、对外热负荷、循环水出水温度等参数的影响相对较小,各种运行工况下燃料利用系数均可达到90%左右,能源综合利用效果好;但对机组背压的影响较大,机组运行调整灵活性差,改造工作量大,改造后需把握好更换转子时机,对外供热热负荷较小的机组不宜实施改造;200MW机组改造后低压缸做功量小,建议采用低压缸解列方案,以缩小改造范围和难度。     

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.     

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。     

"低压缸零功率"配套的热网加热器增容改造方案

针对国产200 MW火力发电机组低压缸零功率改造后,因采暖抽汽流量增加26.8％,导致原有加热器换热面积不足,在原位置加热器增容改造后又无法满足切缸调节蒸汽匹配的问题,对"低压缸零功率"配套的热网加热器进行换型增容改造,保证了低压缸零功率改造后供热输出最大,确保了热网系统的安全稳定运行,提高了机组的运行经济性.     

300 MW级热电联产机组调峰能力研究

北方采暖地区风电和热电联产联合运行矛盾凸显,为指导充分挖掘现有热电联产机组的调峰能力,增强电网调峰能力,为促进风电消纳提供支撑,通过组合运用简捷热平衡法、等效焓降法及弗留格尔公式,建立了大型热电联产机组调峰能力计算模型.运用计算模型研究了300 MW和350 MW热电联产机组在不同供热抽汽量、不同供热抽汽压力下的最大、最小发电功率,考虑全厂汽水损失对热电联产机组调峰能力的影响.计算结果为指导进一步挖掘北方采暖地区现有热电联产机组调峰能力,促进风电消纳提供了依据.