1000MW汽轮机缸效率能耗敏度分析

第３２卷第２６期

２０１２年９月１５日

中国。电机工程学报

ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ

ｖ０１．３２Ｎｏ．２６

Ｓｅｐ、１５，２０１２

◎２０１２Ｃｈ证．Ｓｏｃ．ｆｏｒＥ１ｅｃ．Ｅｎｇ

文章编号：０２５８培０１３（２０１２）２６—０００１．０９

中图分类号：ＴＫ

２６７

文献标志码：Ａ

学科分类号：４７０?２０

１ｏＯＯ

ＭＷ汽轮机缸效率能耗敏度分析

杨志平，杨勇平，王宁玲

（华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，北京市昌平区１０２２０６）

ＳｅｎｓｉｔｉＶｉ够ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｆｏｒＣｙｌｉｎｄｅｒＥｍｃｉｅｎｃｙｏｆ

Ａ１

ＹＡＮＧ

０００ＭＷｓｔｅａｍ

ｒｎｌｒｂｉｎｅＵｎｉｔ

Ｎｉｎｇｌｉｎｇ

ｚｈｉｐｉｎｇ，Ｙ久ＮＧＹ６ｎｇｐｉｎｇ，Ⅵ叭ＮＧ

（Ｋ０ｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｎｄｉｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｄｎｇａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＰｏｗｅｒＰｌａｎｔＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｍｉｎｉｓ仃ｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｎｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃ

ＰｏｗｅｒＵｎｉＶｅｒｓｉ锣，Ｃｈａｎｇｐｉｎｇ

Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）

电煤耗率的影响规律。分析表明，缸效率的能耗敏度随缸效率变化基本呈线性关系；低压缸效率的能耗敏度最大，高压缸效率次之，中压缸效率较小；随机组负荷降低，高压缸效率的能耗敏度增加，中、低压缸效率的能耗敏度变化较小。在ＴＨＡ工况下低压缸效率下降１％，供电煤耗敏度绝对值增加１，２４６９／（ｋｗ．ｈ），相对值升高０．４３３％；高压缸效率下降１％，供电煤耗敏度的绝对值增加Ｏ．４４∥（ｋＷ．ｈ），相对值升高０．１５４％：中压缸效率下降１％，供电煤耗敏度的绝对值增加Ｏ．３５２∥（ｋｗ．ｈ），相对值升高０．１２２％。分析结果可对同类型机组进行节能诊断，进而指导杌组的优化运行。

关键词：１０００Ｍｗ汽轮机；汽缸效率；能耗敏度：耗差分析；节能诊断０

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｂａｓｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ

ｍｅｍｏｄ，

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ｔｈｅ

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ＭＷ

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ｏｆ

ｃｙｌｉｎｄｅｒｅｍｃｉｅｎｃＶｗａｓａｎａＩＶｚｅｄｆｏｒｌ０００

ａｔ

ｓ钯ａｍｔｕｒｂｉｎｅ

ｐｒｅｓｓｕｒｅ

ｏｎ

ＴＨＡ，７０％ＴＨＡ，５０％ＴＨＡａｎｄ４０％ＴＨＡｓｌｉｄｉｎｇ

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｒｅｓｐｅｃｔｉＶｅｌｙ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｅｎｅｒｇｙ—ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｐｅｒｆｂｎｎａｎｃｅｕｎｊｔ

ｈｅａｔ

ｒａｔｅ，

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ｒａｔｅ

ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｐｏｗｅｒｔｈａｔ

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ｒｅｓｕｌｔｓ

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ｅｎｅｒｇｙ—ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉＶｉｔｙｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｅｍｃｉｅｎｃｙｉｓｌｉｎｅａｒｗｉｔｈ

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ｉｓ

ＬＰ＞ＨＰ＞ＩＰ．Ｔｈｅｅｎｅｒｇｙ—ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆＨＰｃｙｌｉｎｄｅｒｅｆ五ｃｉｅｎｃｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｕｎｉｔｌｏａｄ，ｗｈｉｌｅｔｈａｔｏｆＩＰａｎｄＬＰｃｙｌｉｎｄｅｒｅ衔ｃｉｅｎｃｙｉｓｌｅｓｓｃｈａｎｇｅｄｉｎｍｉｓｃａｓｅ．Ｉｆｔ１１ｅＬＰｃｙｌｉｎｄｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｄｅｃｒｅａｓｅｓｃｏａｌｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ１．２４６ｐｏｗｅｒｃｏａｌｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ

ｂｙ１％，ｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｐｏｗｅｒ

引言

评价汽轮机本体的作功完善程度常采用汽轮

ｇ／（ｋＷ?ｈ），ａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｂｙＯ．４３３％．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ

ａｒｅ

ＶａｌｕｅｓｏｆＨＰａｎｄＩＰｃｙｌｉｎｄｅｒ

０．４４∥（ｋＷ?ｈ），Ｏ．１５４％，ａｎｄ

ｆｏｒ

ｔｈｅｏｆ

机内效率，大型汽轮机都为多缸结构，一般用汽缸

效率对各汽缸的热力性能进行评价。所谓汽缸效率是指蒸汽在汽缸中的实际焓降与理想焓降之比的

０．３５２∥（ｋ、＾，．ｈ），０．１２２％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎＴＨＡｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｓ

ｃａｎ

ｍａｋｅａｎｄ

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ｐｏｗｅｒ

ｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｐｅｔａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ

ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔｓ．ＫＥＹ

百分数，对应有高压缸（ｈｉ曲ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＨＰ）效率、中

ＷＯＲＤＳ：１

０００

ＭＷ

压缸（ｉｎｔｅ吼ｅｄｉａｔｅｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＩＰ）效率和低压缸（１０ｗ

ｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅ；ｃｙｌｉｎｄｅｒｅｍｃｉｅｎｃｙ；

ｅｎｅｒｇｙ－ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｓｅｎｓｉｔｉＶｉ移；ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｅｎｅ曙ｙ—ｓａｖｉｎｇｄｉａｇｎｏｓｉｓ

ｄｉ纯ｒｅｎｃｅ

ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＬＰ）效率，随机组负荷和调节方式不同高压缸和低压缸效率变化较大，而中压缸效率变化较小。文献［１］对火电机组节能潜力诊断的理论与方法

摘要：以东汽１０００ＭＷ汽轮机为研究对象，采用汽轮机组

定功率变工况计算方法，对汽轮机各汽缸效率在ＴＨＡ、

７０％ＴＨＡ、５０％ＴＨＡ、４０％ＴＨＡ滑压工况进行敏度分析，得到相应工况下各汽缸效率变化对汽轮机热耗率和机组发、供

基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（９７３项目）（２００９ｃＢ２１９８０１）；国家杰出青年科学基金（５１０２５６２４）：国家科技支撑计划项目

（２０１１ＢＡＡ０４８０３—２）。

ｎｌｅＮａｔｂｎａｌＢａｓｉｃ

（２００９ＣＢ２１９８叭）；Ｔｈｅ

进行了详细阐述，并以２００Ｍｗ机组进行案例分析，文献【２—５］对机组相对内效率的在线监测与准确计算进行较为深入研究，但尚未进行缸效率变化对机

组能耗的影响的定量计算，文献【６．１０】从火电机组热力系统性能评价方面对加热器端差、抽汽管道压降对机组热经济性影响进行分析，尚未对汽轮机效

ｋｓｅａｆｃｈＰｒｏ蓼孤ｏｆ

ｆＤｒＣｒｅａｔｉｖｅ

Ｃｈｉｎａ（９７３Ｐｆｏ寥ａｍ）

ｃｈｉｎａ

ＦｕｎｄｓＲｅｓｅａｒｃｈ

ＧｒＤｌｌｐｓｏｆ

率变化进行分析，文献【１１．１２］利用热耗率与内效率

的关系进行了对１２５，２００，３００Ｍｗ机组进行一个

（５１０２５６２４）；Ｃｈｉｎ６ｓｅＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲ＆ＤＰｒｏｇｍｍ（２０１ｌＢＡＡ０４８０３—２）．

万方数据

２

中国电机工程学报第３２卷

通常汽轮机通流部分的热力性能通过汽轮机热力

排汽参数等的热耗修正曲线，很少提供缸效率变化力试验或进行节能评价，需要汽轮机缸效率变化对

是高压缸、低压缸效率随负荷变化较大，对机组热经济性变化的影响也较大，因此准确定量评价不同

（即能耗敏度）对于火电厂汽轮机进行节能评价非常

台数不断增加，截至２０ｌＯ年底，３００ＭＷ及以上火１

０００Ｍｗ燃煤机组３１台［１３］。１０００Ｍｗ机组煤耗下降１ｇ／（ｋｗ．ｈ），按负荷率７５％计算年节约标准煤

６

５００ｔ，按标煤价格１０００元／ｔ计算，年节约人民币

进行热经济性能分析、评价，进一步指导其经济运

１

火电机组能耗敏度分析模型

所谓敏度分析是研究与分析一个系统的状态

度的方法，文献［１４】中，华北电力大学宋之平教授

在单耗分析理论中提出了设备单耗敏度的概念，定义为设备的结构参数或热工参数变化引起设备附一步推广为机组的热工参数或设备性能参数变化设备性能参数的变化量为能耗敏度，对应有热耗敏本体性能指标而言，对应高压缸效率、中压缸效率和低压缸效率的能耗敏度，如式（１）、（２）所示：

Ｊ峨Ｉ缸＝％ｋ一峨。

。

【△６Ｉ厶＝６Ｉ缸一６０

”７

｛

ｈ＝警圳。

…“川％。

（２）ｕ’

万方数据

式中：岛￡为机组热耗率，ｋＪ／（ｋＷ－ｈ）；６为标准煤耗

率，ｇ／（ｋＷ．ｈ）；血为汽轮机参数或性能指标的变化

（如高压缸效率、中压缸效率、低压缸效率），％；

△砾Ｉ蚧玛Ｉ血分别为机组热耗随汽轮机参数或性

能指标变化的敏度绝对值，ｋＪ／（ｋｗ．ｈ）、相对值，％；△６ｌ小品ｉ心分别为机组煤耗随汽轮机参数或性能指

标变化的敏度绝对值，ｇ／（ｋＷ．ｈ）、相对值，％。

可见能耗敏度分析的关键是确定热工参数或设备性能参数变化导致机组热耗和煤耗的变化量，

目前采用的方法主要是等效热降理论【１５１，以定流量计算为前提，而实际机组的运行负荷由调度分配，按照调度中心给定负荷调节机组的运行方式，多为

定功率运行，因此采用定功率变工况［１６．１９］计算，更加符合机组的实际运行状况，按照汽轮机厂提供的汽轮机不同工况的设计数据，采用机组的变工况计

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