|
［前言］亚临界参数300MW级机组，经过升高主、再蒸汽温度改造后，汽轮机的热耗和机组供电煤耗“曰：可以超过所有超临界、超超临界机组水平。机组供电煤耗下降35g/kWh.......”。 假设果真是如此，那么研究、制造超临界或超超临界机组技术，则就是一个“伪命题”。国内乃至全世界的业内同仁为此日以继夜地进行研究，付出辛勤地劳动，岂不是为此枉费心机！国家再投入巨额资金进行建设，岂也是徒劳往返。 1.设计THA工况的低热耗值是如何得到的 依据相关理论，热耗与效率之间关系，改造前、后发电机效率、机械效率基本保持不变。设计THA工况的低热耗值，主要通过以下手段获得： 1）提高工质5主、再蒸汽温度至600℃，锅炉给水至294℃，对热耗贡献是确定的。 2）凝汽器压力，把基建时经电力设计院《可研》，设计确定的机组背压从5.4kPa，修改为4.9kPa。改造后，结果实践证明，在当地环境温度4℃，天气干燥的冬季气象条件下，额定功率时，实际背压却在5.4kPa及以上，从而虚假的降低设计热耗。 3）设计的缸效率虚高，从而计算得到的设计热耗值降低。汽轮机相对内效率设计90.78%，其中，高、中、低压缸效率分别为：89.26%、93.03%、90.87%，见文献附件截屏表1。 4）低压缸末级高度采用900mm等级叶片，其低压缸设计效率居然比末级高度采用1146mm叶片，设计效率 88.71%还高出+2.16个百分点，从而再次虚假的降低设计热耗。 而投产后的实际情况是： 1）采用1×6调节阀配置，喷嘴调节式汽轮机，改造后实际高、中缸效率值，居然与2012.09实施汽轮机第一次高、中压缸通流改造，机组已经运行五年之后，进行的改造前性能试验结果，相同工况五阀点同比，处于同一数量级水平，若不是阀点工况，其效率更差。 即使是五阀点额定工况，高缸效率只有84.22%（改造前84.65%）。绝非是由于“意外的原因”，高压缸效率低于设计值。这个“意外的原因”，笔者已撰写文章进行了分析（见截屏，附件：“为什么高中压缸效率达不到设计值及对机组性能危害性”）。之后已被事实所证明。 2）汽轮机相对内效率实际只能达到88.58%，比设计值低－2.20个百分点。 3）实际汽轮机热耗7706.1kJ/kWh，高出设计值+2.4%（+180.1 kJ/kWh）。
2.降低供电煤耗35 g/kWh果真如此吗 1）既然是讲供电煤耗，且相对比较，必须要注明二个要素： （1）是什么条件下，锅炉效率分别是多少? （2）厂用电率分别是多少? 2）机组改造后试验：入炉煤质发热量5400kcal/kg左右，环境温度4.2℃，排烟温度132℃，锅炉效率94.32%，厂用电率4.3%。据公开的文献，供电煤耗有以下版本：280g/kWh、282g/kWh、285g/kWh、287g/kWh、290g/kWh等。 3）用机组经过A修，并运行了五年的试验数据：入炉煤质发热量4400kcal/kg左右，环境温度32.3℃，排烟温度145℃，锅炉效率92%，厂用电率6%。供电煤耗318g/kWh进行相对比较，再据公开文献，供电煤耗下降有以下版本：36g/kWh、31g/kWh、35g/kWh等。 总之，企界关心此事的各个层面的职能部门与广大技术工作者，一直没有搞清楚：供电煤耗到底是多少g/kWh？ 3.所谓“广义回热”到底能不能再降低供电煤耗7g/kWh 改造后在试验热耗值的基础上，采用所谓“广义回热”，再降低热耗161 kJ/kWh，得出热耗7459.9 kJ/kWh的结果。 由于改造后的“试验”，并没有进行切除系统或投入系统的对比试验。就以曾采用所谓 “广义回热”，承担某超临界600MW机组A修过程中，实施改造该项目为例，说明实际试验情况： 1）项目投资7000余万元、试验费用报价500万元，承诺煤耗下降－5g/kWh。 2）改造完成之后，对比试验的方案、计算方法等由项目承担方提出。 3）对比试验由业主组织，项目改造承担方负责和开展试验，包括：提供试验仪器仪表、试验人员、数据的测量和记录，试验样品的采集和制备等。 4）系统投入与切除对比试验，若仅仅进行第二类参数修正后，热耗率二者之差为下降－23.89kJ/kWh。 5）若分别以设计，经过第一、二类修正和实际锅炉效率变化、厂用电率升高等，计算后相对比，含A修效果，系统投入后供电煤耗率则是上升 +0.58g/kWh。其中： （1）系统切除，空预器入/出口烟气温度为379.6℃/106.8℃； （2）系统投入，空预器入/出口烟气温度为378.1℃/94.6℃。 4.亚临界参数机组升温改造后供电煤耗到底能够降低多少 在2022.4.24全国煤电“三改联动”典型案例和技术推介会上，案例17：上海电气的介绍很实事求是，非常地客观地指出：部分优秀亚临界机组，常规通流改造也可使供电煤耗降低300g/kWh以下；西南地区烧无烟煤的机组，即使提温到600℃，也不一定满足规定要求。 燃煤机组实施降低供电煤耗，采用提高初、降低终参数，从理论上讲，无疑是降低供电煤耗，且下降量是确定的，不是什么“个人专利”。而汽轮机设计、安装工艺技术、运行与维护技术，却有许多的人为因素。我国地域辽阔，煤炭资源分布不均，煤种煤质差别很大，以设计煤种煤质选型的锅炉，实际不可能燃烧设计煤种煤质等等因素。故此，实际运行中，即使在额定工况下，锅炉效率难以达到设计值。如：云、贵、川等地区以及部分坑口电厂，实际锅炉效率只有85%及以下；厂用电率8%及以上，亦会导致厂用电率升高，是供电煤耗率达不到设计值，且实际运行供电煤耗率升高的主要矛盾的主要方面。 如果采取第1、2、3节中所述的等等方式与方法，将误导职能部门与企业。若果真是如此的话，云、贵、川等地企业热烈欢迎相关单位去承担该厂机组降供电煤耗300 g/kWh改造项目。并采用国际公认的“能源合同管理”方式，等投资费用收回之后，再以每年净收益按比例逐年付清工程费用。 5.保持汽轮机组持久安全经济运行 原电力工业部关于火电厂技术监督，主要只有三项，第一项是金属监督，第二项是汽、水品质监督，第三项是电气绝缘监督。 火电厂化学能转变为电能，完成热变功主要有三个热力过程，所对应的亦只有三类基本设备。提高三类设备性能和保持机组持久高效运行的关键点是：强化汽、水品质技术与监测仪器仪表管理，保持换热设备和汽轮机性能；消除热力系统和汽轮机内部工质的内漏；消除汽轮机结构设计和机组启、停过程，而产生的汽轮机汽缸温差。 以广西来宾B电厂1号、2号机组系GEC-ALSTHOM生产的N360-17.5/540/540亚临界、一次中间再热、两缸两排汽凝汽式汽轮机为例，来说明技术监督与日常技术管理的重要性。 机组分别于1999.09.02，2000.09.16投产。机组投产之后，考核试验由西安热工研究院与法方共同完成，通过性能验收，热耗达到7696.6 kJ/kWh（THA设计值7694.7 kJ/kWh）。机组投产之后，1号机组至2013年，2号机组至2014年，没有进行过A级检修，每台机组分别每年担负，两班制启、停调峰运行，年平均40余次。 根据中法协议，1号、2号机组拟于2015年移交广西壮族自治区人民政府。为此，自治区政府行文规定，在移交广西政府前，对机组进行一次A级检修，并要求机组应达到以下主要性能： 1) 机组连续经济功率为331.266MW； 2) 机组连续运行，上网功率331.266MW时，厂用电功率不超过29.09MW； 3) 发电机最大输出功率达到368.73MW； 4) 汽轮机在连续经济功率时，汽轮机组热耗率小于7848.9kJ/kWh。 为了掌握机组当前状态，广西来宾B电厂委托西安热工研究院对汽轮机组进行移交前、后性能试验。1号机组A修前性能试验于2013年5月21日~同年5月28日完成。 试验工况为：顺序阀、功率360.1MW，试验与修正后热耗率分别为7805.9kJ/kWh；7693.1kJ/kWh。机组运行了14年，没有经过A级检修，移交前性能试验，居然结果不做任何修正，试验热耗率竟然小于中方规定的移交要求7848.9kJ/kWh。鉴于1号机组A修前性能试验与投产后试验结果基本相当，并且已经达到文件规定，故取消2号机组A级检修前拟进行的性能试验项目。 两台机组分别于2013.09.07，2014.06.16进行投产后首次A级检修，机组检修过程中，为证实试验结果，掌握了解机组内部状态和技术管理经验，笔者在现场均参与汽轮机揭缸、发电机抽转子等工艺过程，与业主进行深入细致地技术交流，对汽轮机通流部分动、静叶栅表面逐级进行仔细检查，毫不夸张地讲，肉眼看根本找不到一个被固体颗粒侵蚀芝麻点小的痕迹和结垢，主汽门、再热汽门滤网非常干净，通流部分95%及以上的汽封齿尖没有受到丝毫地磨损痕迹，回装过程仍使用了原汽封。 机组能够长期持久保持如此好的性能，也并没有采用什么“个人专利”。机组运行14年，且平均每年启、停调峰40余次。14年之后，进行第一次A级检修，其性能与投产时考核试验结果仍然基本相当。若以机组使用寿命30年计，在使用寿命期内，仅进行一次A级检修即可。其技术管理水平，结合自身实际，值得业内深思与借鉴。 结束语 1）贯彻与落实“经济高质量发展”，并不是追求当前所使用的一切生产设备，时刻都处于世界当今最先进的水平。就火力发电机组而论，现运行在服役期内的亚临界机组，设计与制造仍然是世界较先进的水平，而实际运行的经济性较差，有主观与客观原因。 2）贯彻与落实“经济高质量发展”，科学技术来不得半点虚假，必须以严谨的态度、实事求是的作风，结合实际进行认真的分析和研究。热力学是传统学科，迄今为止，理论上仍无重大地突破。就理论与实践而言，提高汽轮机组初参数、降低终参数，是可以提高汽轮机组经济性，但改造方案技术经济性应可行。 3）据统计，国内1988年后投产的部分亚临界汽轮机组，10年~15年无A级检修，而A级检修前性能试验与投产后性能试验结果非常接近，且至今仍然基本保持原投产初期的运行主要经济指标，其经验值得学习借鉴。若结合自身的实际情况，通过技术经济性分析比较后，最终确定可行改造方案，采取措施完善设备，使机组在不同运行工况下，将其的性能发挥或者接近到相对应的设计工况水平，以最小的质量成本产出最大的质量效益，并不断提升可持续发展的能力，则更具有贯彻与落实“经济高质量发展” 3）据统计，国内1988年后投产的部分亚临界汽轮机组，10年~15年无A级检修，而A级检修前性能试验与投产后性能试验结果非常接近，且至今仍然基本保持原投产初期的运行主要经济指标，其经验值得学习借鉴。若结合自身的实际情况，通过技术经济性分析比较后，最终确定可行改造方案，采取措施完善设备，使机组在不同运行工况下，将其的性能发挥或者接近到相对应的设计工况水平，以最小的质量成本产出最大的质量效益，并不断提升可持续发展的能力，则更具有贯彻与落实“经济高质量发展”的实际意义。（作者：朱小令 原西安热工院研究员） |
|
|
