[0001]
本发明属于火电厂汽轮机运行领域，具体涉及一种性能试验与全面变工况计算相结合的汽轮机滑压优化方法。
背景技术：
[0002]
汽轮机滑压优化主要是指主蒸汽压力优化，当主蒸汽压力变化时，机组循环热效率变化与相对内效率变化、给水泵耗功变化对机组经济性的影响是相反的，在同一负荷工况下，当主蒸汽压力降低时，机组的循环热效率会降低，但同时主汽调门开度增大、主汽调门节流损失减小、汽轮机相对内效率升高，而且给水泵耗功也相应降低。因此在同一负荷工况下，当主蒸汽压力变化导致的汽轮机相对内效率提高量与给水泵耗功的变化量之和同机组循环热效率降低量之差为最大值时，对应的主蒸汽压力即为该负荷下的最经济压力。为实现机组经济运行，需要对不同负荷工况下机组主蒸汽压力进行优化寻优，找到经济性最好的主蒸汽压力。
[0003]
传统的滑压优化方法主要是通过性能试验进行比较分析，在同一负荷工况分别进行不同主蒸汽压力下的性能试验，测量并计算不同主蒸汽压力下汽轮机热耗率，并进行比较，寻找出汽轮机热耗率最低工况对应的主蒸汽压力即为最优主蒸汽压力。传统汽轮机性能试验方法的较大问题是性能试验存在较大的误差，根据汽轮机性能试验国家标准采用校验过的最准确的专用仪表并使用现有最好的测试方法，汽轮机热耗率试验结果的不确定度不大于0.3％(对应热耗值约21～24kj/(kw
·
h))，然而现场实际性能试验时往往受测量条件限制以及机组自有的不明泄漏率等问题影响，性能试验误差往往达到约0.5％(对应热耗值约35～40kj/(kw
·
h))甚至更高。在进行不同主蒸汽压力下汽轮机热耗率对比时，部分工况下两者的实际偏差约20kj/(kw
·
h)，实际偏差已经小于了试验误差，这样就无法用性能试验的方法准确的找到最优主蒸汽压力。同时电厂生产管理人员往往还比较关注最优主蒸汽压力工况对应的热耗率与机组实际运行主蒸汽压力工况的偏差，传统性能试验方法也很难准确的得出两者的偏差值，既很难评估优化效果。
技术实现要素：
[0004]
本发明的目的在提供性能试验与全面变工况计算相结合的汽轮机滑压优化方法，该方法能够准确的进行汽轮机滑压优化，寻找出各个负荷工况下最优主蒸汽压力，并准确的计算出优化效果。
[0005]
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006]
性能试验与全面变工况计算相结合的汽轮机滑压优化方法，包括以下步骤：
[0007]
1)在机组某一负荷工况下，选定某一主蒸汽压力为基准工况，进行汽轮机全面性热力性能试验，按照汽轮机性能试验方法，测量汽轮机及热力系统参数，计算汽轮机热耗率和高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率、给水泵驱动汽轮机进汽流量；
[0008]
2)保持机组发电负荷不变，调整主蒸汽压力，分别测量并计算不同主蒸汽压力工
况下主蒸汽压力、高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率和给水泵驱动汽轮机进汽流量，以汽轮机性能试验基准工况为基准，运用汽轮机全面变工况计算方法，将主蒸汽压力、高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率和给水泵驱动汽轮机进汽流量进行修正计算，得出不同主蒸汽压力工况对应的修正汽轮机热耗率；
[0009]
3)将步骤1)中的汽轮机热耗率与步骤2)中修正汽轮机热耗率比较，汽轮机热耗率最低工况为最优工况，对应主蒸汽压力为该负荷工况下的最优主蒸汽压力。
[0010]
本发明进一步的改进在于，某一主蒸汽压力为机组优化前实际运行设定压力。
[0011]
本发明进一步的改进在于，热力系统参数包括：各汽缸进排汽、各级抽汽、加热器进汽、加热器疏水、加热器进出水、给水泵进出水、凝结水泵进出水以及给水泵驱动汽轮机进排汽的压力、温度及流量。
[0012]
本发明进一步的改进在于，步骤1)中还计算以下性能指标：中压缸效率、低压缸效率、各级抽汽口效率、中低压缸连通管压损、再热系统压损、各级抽汽压损以及各级加热器性能。
[0013]
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，修正计算时，中压缸效率、低压缸效率、各级抽汽口效率、中低压缸连通管压损、再热系统压损、各级抽汽压损、各级加热器性能同基准工况保持不变。
[0014]
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，亚临界机组主蒸汽压力调整间隔为1mpa，超临界或超超机组主蒸汽压力调整间隔为1.5～2mpa。
[0015]
本发明进一步的改进在于，汽轮机实际运行设计压力对应的汽轮机热耗率与最优工况汽轮机热耗率的差值，为优化节能量。
[0016]
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：在同一负荷工况下汽轮机主蒸汽压力变化对机组热力系统影响的关键因素主要体现在主蒸汽压力变化、调节级效率变化、一段抽汽效率变化、高压缸效率变化以及给水泵耗功变化、给水泵驱动汽轮机进汽流量变化，此时汽轮机中压缸效率、低压缸效率、各级抽汽口效率、抽汽压损及其它主辅机性能基本不变，以某一主蒸汽压力工况性能试验为基准，将其它主蒸汽压力工况下对关键因素的影响用汽轮机全面变工况计算方法进行修正计算，可以得出不同主蒸汽压力工况下汽轮机热耗率，对比可找到最低汽轮机热耗率和最优主蒸汽压力。本发明可有效避免汽轮机性能试验误差对确定最优主蒸汽压力的影响，并可以准确的计算出不同主蒸汽压力下汽轮机热耗率偏差量，得出优化节能效果。本发明将传统汽轮机性能试验方法与汽轮机全面变工况计算方法相结合，全面变工况计算是以某一主蒸汽压力工况性能试验为基准，该基准工况受测量误差、机组不明泄漏率等影响其热耗率绝对值也存在相应的误差，但该误差并不影响不同主蒸汽压力工况下热耗率相比较时的相对偏差；在进行不同主蒸汽压力工况下关键因素修正计算时，主蒸汽压力、调节级效率、一段抽汽效率、高压缸效率、给水泵耗功虽然也受测量误差影响其准确性，但相比传统汽轮机性能试验，这几个关键因素涉及的测点非常少，而且优化对比修正后的汽轮机热耗均是受关键因素的相对变化的影响，可有效避免测量误差以及较多的不确定因素对汽轮机热耗的影响。
具体实施方式
[0017]
下面对本发明进行详细说明。
[0018]
汽轮机全面变工况计算主要是基于弗留格尔公式的变工况修正计算方法，可以分析计算出汽轮机热力系统某一参数变化对机组热力性能的影响，常用于汽轮机热力系统诊断分析、优化改造分析。
[0019]
在机组某一负荷工况下，选定某一主蒸汽压力(一般选机组优化前实际运行设定压力)为基准工况，进行汽轮机全面性热力性能试验，按照传统汽轮机性能试验方法，测量汽轮机及热力系统主要参数，包括各汽缸进排汽、各级抽汽、加热器进汽、加热器疏水、加热器进出水、给水泵进出水、凝结水泵进出水、给水泵驱动汽轮机进排汽等对应的压力、温度及流量，根据机组类型及现场测点安装情况部分测点可简化或省去。分析计算汽轮机热耗率和高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率、给水泵驱动汽轮机进汽流量以及其它主要性能指标(其它主要性能指标包括中压缸效率、低压缸效率、各级抽汽口效率、中低压缸连通管压损、再热系统压损、各级抽汽压损、各级加热器性能等参数)。
[0020]
保持机组发电负荷不变，调整主蒸汽压力(亚临界机组主蒸汽压力调整间隔约1mpa，超(超)临界机组主蒸汽压力调整间隔约1.5～2mpa，结合调门配置方式、开启顺序和机组允许的压力调整范围确定调整次数)，分别测量并计算不同主蒸汽压力工况下主蒸汽压力、高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率和给水泵驱动汽轮机进汽流量，以汽轮机性能试验基准工况为基准，运用汽轮机全面变工况计算方法，将主蒸汽压力、高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率和给水泵驱动汽轮机进汽流量等关键因素进行修正计算，此时其它主要性能指标(其它主要性能指标包括中压缸效率、低压缸效率、各级抽汽口效率、中低压缸连通管压损、再热系统压损、各级抽汽压损、各级加热器性能等参数)认为同基准工况保持不变，得出不同主蒸汽压力工况对应的修正汽轮机热耗率。
[0021]
本发明中主蒸汽压力的调整间隔仅供参考，实际是大一些、低一些都可以的，往往结合主汽调门配置方式初步定好最大值和最小值后根据调整次数确定间隔。
[0022]
将汽轮机性能试验基准工况得出的汽轮机热耗率同不同主蒸汽压力工况对应的修正汽轮机热耗率比较，汽轮机热耗率最低工况为最优工况，对应主蒸汽压力即为该负荷工况下的最优主蒸汽压力。汽轮机优化前实际运行设计压力对应的汽轮机热耗率与最优工况汽轮机热耗率的差值，即为优化节能量。
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应用效果
[0024]
运用性能试验与全面变工况计算相结合的汽轮机滑压优化方法，解决了传统方法中汽轮机性能试验误差大无法准确寻找最优主蒸汽压力的问题，以及无法准确得出优化节能量的问题。本发明思路清晰，找到主蒸汽压力变化对机组热力性能影响的关键因素所在，既能准确的找到最优主蒸汽压力，也能准确的计算出优化节能量，且该方法实用性强、可操作性强。
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实例分析
[0026]
以某600mw超临界机组420mw负荷工况为例，正常运行时运行人员为减少主汽调门节流损失，将主汽调门开度设置较大、主汽压力较低，对该负荷工况进行调门优化分析。
[0027]
在420mw负荷下电厂设定主汽压力为15.7mpa，以该工况为基准进行汽轮机全面热力性能试验，得出汽轮机热耗率为7796kj/kwh，同时得出高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率、给水泵驱动汽轮机进汽流量以及其它缸效率、抽汽效率、抽汽压损、加热器性能等热力性能指标。
[0028]
保持机组负荷为420mw基本不变，分别调整主蒸汽压力至16.8mpa、18.5mpa和19.7mpa，分别测量对应的高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率、给水泵驱动汽轮机进汽流量，其它性能指标同基准工况保持不变，运用全面性变工况计算方法，修正计算出主蒸汽压力、高压缸效率、调节级效率、一段抽汽效率和给水泵驱动汽轮机进汽流量变化对汽轮机热耗率的影响，得到对应的汽轮机热耗率分别为7800kj/kwh、7784kj/kwh和7766kj/kwh，最低汽轮机热耗率为7766kj/kwh，对应最优主蒸汽压力为19.7mpa，优化后较当前运行方式节能量为降低汽轮机热耗率30kj/kwh。