《直接空冷火電機(jī)組高背壓供熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行導(dǎo)則》

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DL

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/TXXX—2019

直接空冷火電機(jī)組高背壓供熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

導(dǎo)則

EconomicalOperationGuidelinesfor

DirectAir-cooledHighBackPressureHeat-supplyPowerUnits

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-

XX實(shí)施實(shí)施

國家能源局發(fā)布

目??次

前言……………………………..Ⅱ

1范圍...................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件..............................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義......................................................................................................................................................1

4總則...................................................................................................................................................................2

5高背壓供熱系統(tǒng)的投入及停運(yùn)......................................................................................................................2

6高背壓供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行..............................................................................................................................3

附錄A（資料性附錄）......................................................................................................................................7

1

II

直接空冷火電機(jī)組高背壓供熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了直接空冷火電機(jī)組高背壓供熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一般性原則和經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)。適用于機(jī)組容

量100MW及以上新建、改（擴(kuò)）建和在役直接空冷機(jī)組高背壓供熱經(jīng)濟(jì)運(yùn)行維護(hù)指導(dǎo)，適用于采用常

規(guī)高背壓供熱技術(shù)。超高背壓、通用轉(zhuǎn)子及互換轉(zhuǎn)子供熱技術(shù)可引為參考。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T2589-2008綜合能耗計(jì)算通則

GB/T1028-2000工業(yè)余熱術(shù)語、分類、等級及余熱資源量計(jì)算方法

DL/T904-2015火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法

3術(shù)語和定義

3.1

高背壓供熱（Highbackpressureheatsupply）

高背壓供熱是指通過提高直接空冷火電機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行背壓，利用換熱裝置加熱、提高熱網(wǎng)循環(huán)水

溫度，增加機(jī)組系統(tǒng)供熱能力，提高全廠熱效率的一種供熱方式。

3.2

汽輪機(jī)熱耗率（Steamturbineheatconsumptionrate）

汽輪機(jī)組熱耗率是指汽輪機(jī)組每生產(chǎn)1kWh電能所消耗的熱量。

3.3

機(jī)組供熱量（Unitheatsupply）

機(jī)組統(tǒng)計(jì)期內(nèi)用于供熱的熱量。

3.4

熱電比（Thermoelectricratio）

指統(tǒng)計(jì)期內(nèi)電廠向外供出的熱量與供電量的當(dāng)量熱量的百分比。

3.5

綜合熱效率（Comprehensivethermalefficiency）

綜合熱效率指統(tǒng)計(jì)期內(nèi)供熱量和供電量的當(dāng)量熱量之和與總標(biāo)準(zhǔn)煤耗量對應(yīng)熱量的百分比。

3.6

高背壓供熱比（Highbackpressureheatsupplyratio）

高背壓供熱比是指高背壓供熱量占總供熱量的百分比。

3.7

高背壓供熱折算電量（Highbackpressureheatsupplyelectricityconvertion）

高背壓供熱折算電量是指在主蒸汽流量和供熱量不變的情況下，由于直接空冷機(jī)組采用高背壓供熱

方式，替代了原抽汽供熱量，進(jìn)而相比原抽汽供熱方式機(jī)組發(fā)電量的變化量。

3.8

1

高背壓供熱折算煤耗（Highbackpressureheatsupplycoalconsumptionconvertion）

高背壓供熱折算電量是指在主蒸汽流量和供熱量不變的情況下，由于直接空冷機(jī)組采用高背壓供熱

方式，替代了原抽汽供熱量，進(jìn)而相比原抽汽供熱方式機(jī)組煤耗的變化量。

4總則

直接空冷高背壓供熱機(jī)組經(jīng)濟(jì)性與供熱總負(fù)荷、發(fā)電負(fù)荷、高背壓供熱占比和循環(huán)水回水溫度等因

素有關(guān)。機(jī)組可參照高背壓最佳供熱占比工況作為最佳運(yùn)行工況，此工況下高背壓折算電量最大，機(jī)組

供電煤耗收益最大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性最佳。機(jī)組運(yùn)行背壓可參照最佳背壓運(yùn)行曲線運(yùn)行。

5高背壓供熱系統(tǒng)的投入及停運(yùn)

5.1機(jī)組高背壓供熱系統(tǒng)投運(yùn)

5.1.1機(jī)組啟動(dòng)前，與供熱系統(tǒng)可靠隔離。機(jī)組啟動(dòng)后，保持正常運(yùn)行背壓。

5.1.2高背壓供熱系統(tǒng)啟動(dòng)前，確認(rèn)高背壓供熱凝汽器相關(guān)閥門及儀表狀態(tài)正常且可靠投入。高背壓供

熱凝汽器投入具體步驟：

a)高背壓供熱凝汽器投入運(yùn)行后，采用疏水泵變頻或者調(diào)整門調(diào)節(jié)供熱凝汽器正常液位，沖洗供熱凝

汽器以及疏水管道直至水質(zhì)合格，沖洗水外排；

b)系統(tǒng)沖洗結(jié)束后，逐步提高背壓到設(shè)計(jì)背壓，期間注意汽輪機(jī)振動(dòng)、脹差、及低壓缸末級溫度的變

化；

c)根據(jù)系統(tǒng)高背壓供熱負(fù)荷，可停用空冷系統(tǒng)部分列或全部列。

d)應(yīng)在逐漸提高背壓的過程中,隨時(shí)注意低壓轉(zhuǎn)子軸承瓦溫,當(dāng)溫度變化量突增時(shí),要及時(shí)降低背壓,待

瓦溫穩(wěn)定后,再緩慢提高背壓。

5.2機(jī)組高背壓供熱系統(tǒng)停運(yùn)

a)關(guān)閉抽真空系統(tǒng)至高背壓供熱凝汽器相關(guān)閥門；

b)打開高背壓供熱凝汽器循環(huán)水側(cè)旁路門，關(guān)閉水側(cè)進(jìn)回水閥門；

c)當(dāng)高背壓供熱凝汽器水位排至低水位后，停止疏水泵運(yùn)行；

d)長期停運(yùn)期間水側(cè)放水隔離，確保汽側(cè)相關(guān)閥門關(guān)閉，防止高背壓供熱凝汽器漏空氣影響機(jī)組真空。

5.3高背壓供熱系統(tǒng)應(yīng)配置的監(jiān)測系統(tǒng)

高背壓供熱系統(tǒng)應(yīng)配備運(yùn)行期間監(jiān)視及性能測試測點(diǎn)，包含真空、溫度、流量等。如表1所示。

·表1高背壓供熱系統(tǒng)監(jiān)視測點(diǎn)

序號測量項(xiàng)目單位儀表安裝位置儀表名稱測量精度

1熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)水溫度℃循環(huán)水進(jìn)水處雙金屬溫度計(jì)A

2熱網(wǎng)循環(huán)水出水溫度℃循環(huán)水出水處雙金屬溫度計(jì)A

3凝結(jié)水溫度℃凝結(jié)水泵之前或之后雙金屬溫度計(jì)A

4抽空氣溫度℃空氣抽出管道上雙金屬溫度計(jì)A

5凝結(jié)水流量t/h凝泵后管道上流量表1級

2

6熱網(wǎng)循環(huán)水流量t/h熱網(wǎng)供水母管流量表1級

7熱網(wǎng)循環(huán)水壓力MPa熱網(wǎng)供水母管壓力變送器0.1級

8真空Pa凝汽器喉部真空表0.1級

6高背壓供熱系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

6.1高背壓供熱期間經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算

6.1.1汽輪機(jī)組熱耗率

汽輪機(jī)熱耗率按照DL/T904-2015執(zhí)行，按下式計(jì)算：

（1）

?????g?

??

式中：?=?

——熱耗率，kJ/(kWh)；

——汽輪機(jī)熱耗量，kJ/h；

?

——機(jī)組供熱量，kJ/h；

???

——發(fā)電機(jī)出線端電功率，kW。

?g?

機(jī)組供熱量

6.1.2???

機(jī)組供熱量按照DL/T904-2015執(zhí)行，按下式計(jì)算:

（2）

式中:

??g=???(??????)×1000

——供熱量，kJ/h；

——供熱時(shí)蒸汽的疏水流量，t/h；

??g

——供熱時(shí)采用蒸汽的供汽焓值，kJ/kg；

???

——供熱時(shí)蒸汽的疏水焓值，kJ/kg。

??

6.1.3變工況計(jì)算

???

采用迭代的方式計(jì)算高背壓變工況下的汽輪機(jī)的熱力特性，采用弗留格爾公式對汽輪機(jī)組件進(jìn)行計(jì)

算。規(guī)定調(diào)節(jié)級規(guī)定為第0級。

對于調(diào)節(jié)級后到采暖抽汽之間抽汽壓力按照（3）計(jì)算：

（3）

2

2???022

采暖抽汽到凝汽器之間區(qū)?段?=的抽?汽0?壓力??按照×（?0?4×）計(jì)?0算??：???

（4）

??

式中：??=?????

——調(diào)節(jié)級壓力，MPa(a)；

——扣除第i級抽汽流量后，進(jìn)入到下一級的蒸汽量，t/h；

?0

——設(shè)計(jì)工況第i級進(jìn)入下一級的蒸汽量，t/h。

??

計(jì)算過程中認(rèn)定各級組效率基本不變，各級抽汽焓值按照等熵焓降進(jìn)行計(jì)算。利用迭代方法得到各

??

抽汽壓力、焓值、抽汽量。最終計(jì)算機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

3

6.1.4熱電比

熱電比按照DL/T904-2015執(zhí)行，按下式計(jì)算:

（5）

??g?

?6

?=3600?g×10×100（6）

式中:

?g=??????

——熱電比，%；

——電廠對外供出的熱量，GJ；

?

——供電量，kWh；

??g?

——發(fā)電量，kWh；

?g

——統(tǒng)計(jì)期內(nèi)廠用電量，kWh。

??

6.1.5綜合熱效率

???

綜合熱效率正平衡計(jì)算式為:

（）

?67

?g?+3600?g×10

?3

綜合熱效率反平衡計(jì)算式為:?0=7000??×??×10×100

（8）

?g?g?????

式中:?0=100×100×100+1?100100×100

——綜合熱效率，%；

熱功當(dāng)量值，根據(jù)，本標(biāo)準(zhǔn)??；

0——GB/T2589-20084.1868kJ/kcal

?統(tǒng)計(jì)期內(nèi)耗用標(biāo)準(zhǔn)煤量，；

?——t

?——標(biāo)準(zhǔn)煤熱量，kcal/kg；

?

?——鍋爐熱效率，%；

7000

管道效率，；

?g——%

——供熱比；

?g?

——汽輪機(jī)組發(fā)電熱效率，%。

?

6.2高?背?壓經(jīng)濟(jì)運(yùn)行準(zhǔn)則

6.2.1基本原則

6.2.1.1直接空冷火電機(jī)組高背壓余熱按照GB/T1028-2000規(guī)定，高背壓余熱屬于氣態(tài)載體余熱資源。

6.2.1.2在供熱初、末寒期時(shí)，系統(tǒng)供回水溫度較低的情況下，高背壓供熱熱負(fù)荷比例較高，承擔(dān)基礎(chǔ)熱

負(fù)荷，不足熱量由汽輪機(jī)中壓缸抽汽梯級補(bǔ)充；在供熱嚴(yán)寒期時(shí)，熱網(wǎng)供、回水溫度較高的情況下，高

背壓供熱所承擔(dān)系統(tǒng)熱負(fù)荷比例降低。

6.2.1.3深度調(diào)峰下降低了機(jī)組的供熱能力及高背壓供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，可利用臨機(jī)對熱網(wǎng)回水進(jìn)行預(yù)加

熱，提高本機(jī)低負(fù)荷下高背壓供熱的出力。提高了深度調(diào)峰下熱電的解耦能力。

6.2.1.4相比于抽汽供熱改造，高背壓供熱改造提高了機(jī)組的供熱能力，見附錄A算例中A.1.4.1所示，

降低了機(jī)組相同供熱負(fù)荷下的最小出力，提高了機(jī)組的調(diào)峰能力。見附錄A算例中A.1.4.3和A.1.4.4

所示。

6.2.1.5特定供熱負(fù)荷下，機(jī)組的最小出力由鍋爐最小蒸發(fā)量和低壓缸最小流量共同決定。如果鍋爐最小

蒸發(fā)量下的低壓缸入口流量大于低壓缸最小流量，最小出力由鍋爐最小蒸發(fā)量決定，反之則最小出力由

低壓缸最小流量決定，見附錄A算例中A.1.4.3所示。

6.2.2高背壓經(jīng)濟(jì)運(yùn)行比對方法

4

6.2.2.1供熱經(jīng)濟(jì)性的對比及優(yōu)化的基礎(chǔ)性原則是供熱方式變化前后全廠供熱負(fù)荷及鍋爐蒸發(fā)量維持不

變。

6.2.2.2正常情況下，高背壓供熱成本小于抽汽供熱成本，應(yīng)優(yōu)先保證高背壓供熱滿負(fù)荷出力，盡量避免

余熱進(jìn)入空冷系統(tǒng)。由于高背壓供熱設(shè)計(jì)背壓的限制，對應(yīng)固定熱負(fù)荷及鍋爐蒸發(fā)量條件下，存在實(shí)際

最佳高背壓供熱比，此供熱比下高背壓供熱折算電量最大。見附錄A算例中A.1.4.5所示。

6.2.2.3在相同熱負(fù)荷情況下，回水溫度越低，高背壓供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷越高，全廠經(jīng)濟(jì)性越高，反之，回

水越高，高背壓熱負(fù)荷越低，存在某一回水溫度，高背壓供熱系統(tǒng)綜合收益為零，即高背壓供熱折算電

量為零，見附錄A算例中A.1.4.6所示。此運(yùn)行條件下，由抽汽進(jìn)行供熱，高背壓供熱系統(tǒng)應(yīng)退出運(yùn)行。

6.2.2.4相同熱負(fù)荷下，循環(huán)水量越大，熱網(wǎng)回水溫度越低，高背壓供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷越大，供熱初期可采

用增大熱網(wǎng)循環(huán)水流量方式，提高高背壓供熱占比。

6.2.2.5空冷機(jī)組常規(guī)高背壓改造以30-35kPa為主，此改造下機(jī)組高背壓余熱可利用熱量有限，極寒天

氣下由于回水溫度升高導(dǎo)致高背壓供熱占比降低，可采用50-70kPa高背壓改造技術(shù)，提高高背壓供熱

占比，進(jìn)一步增加高背壓供熱折算電量。

6.2.2.6供熱系統(tǒng)熱負(fù)荷實(shí)時(shí)計(jì)算，應(yīng)分別計(jì)算機(jī)組實(shí)時(shí)總供熱量、高背壓供熱系統(tǒng)承擔(dān)熱負(fù)荷和抽汽承

擔(dān)熱負(fù)荷，并在線計(jì)算顯示高背壓供熱凝汽器實(shí)時(shí)運(yùn)行端差及全廠綜合熱效率。

6.2.2.7機(jī)組熱耗率收益、煤耗收益均以高背壓供熱折算電量作為基礎(chǔ)，按照電量比例進(jìn)行折算。

6.3高背壓經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)指標(biāo)

高背壓經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價(jià)指標(biāo)主要有高背壓供熱比、高背壓供熱折算電量和高背壓供熱折算煤耗三個(gè)指

標(biāo)。

6.3.1高背壓供熱比

高背壓供熱比按下式計(jì)算：

（9）

????

式中：β=???×100%

——高背壓供熱比，%；

——機(jī)組供熱量，kJ/h；

β

——高背壓供熱量，kJ/h。

???

6.3.2高背壓供熱折算電量

????

高背壓供熱折算電量按下式計(jì)算：

（）（10）

式中：??=????????=????????

——抽汽供熱量，kJ/h；

——中排抽汽的流量，t/h；

??

——中壓缸排汽焓，kJ/kg；

??

——熱網(wǎng)凝汽器的疏水焓，kJ/kg；

??

——進(jìn)入高背壓凝汽器的乏汽量，t/h；

???

——高背壓工況下低壓缸的排汽焓，kJ/kg；

??

——高背壓凝汽器的疏水焓，kJ/kg。

??

若循環(huán)水吸收相同的熱量需要中壓缸排汽量為：

???

????（11）

??

?

?=??????5

同樣熱量下，中排抽汽量和熱網(wǎng)凝汽器進(jìn)汽量的質(zhì)量比：

??（12）

????????

蒸汽在低壓缸做功：??=??=??????

（13）

???+

高背壓替代抽汽供熱導(dǎo)致的做工損失W-：

?+=???????3.6=?????????/3.6

（14）

式中：

??=(??1???)(?????1)/3.6

——中排供熱方式下機(jī)組的排汽焓，kJ/kg；

——低壓缸排汽量，t/h。

??1

（15）

??1

式中：

??=?+???

——高背壓供熱折算電量，kW。

6.3.3高背壓供熱折算煤耗

高背壓??供熱折算煤耗按下式計(jì)算：

b（16）

式中：??

?b=?

——供熱方式改變后，機(jī)組煤耗變化；

——高背壓供熱折算電量；

?—b—同樣供熱方式改變前，機(jī)組平均供電煤耗；

?P——機(jī)組供熱方式改變前平均電負(fù)荷。

b

w

6

附錄A（資料性附錄）

A.1算例模型：

A.1.1機(jī)組規(guī)范

本算例以某300MW空冷機(jī)組為例，研究不同工況下，機(jī)組的供熱能力及運(yùn)行優(yōu)化方式，基本參數(shù)

如附表A.1所示。

附表A.1機(jī)組規(guī)范

序號參數(shù)數(shù)值

1額定功率/MW300

2主汽壓力/MPa17

3主汽溫度/℃538

4額定工況主汽流量/(t/h)1067

5再熱壓力/MPa3.50

6再熱溫度/℃538

7額定再熱蒸汽流量/(t/h)738

8中排壓力/MPa0.8

9中排溫度/℃300

10額定抽汽流量/(t/h)500

11排汽壓力/kPa4.9

12低壓缸最小流量（t/h）140

13高背壓供熱壓力（kPa）35

14高背壓凝汽器上端差℃2

15高背壓凝汽器下端差℃4

A.1.2供熱邊界條件：

供熱季共為120天，分嚴(yán)寒期和非嚴(yán)寒期。其中嚴(yán)寒期為40天，非嚴(yán)寒期為80天。嚴(yán)寒期供、回

水溫度維持在100/45℃，非嚴(yán)寒期供熱溫度線性變化，即供、回水溫度在60/35℃至100/45℃之間均勻

變化；為計(jì)算方便，取非嚴(yán)寒供熱季平均供、回水溫度80/40℃。熱網(wǎng)水流量保持恒定，為5000t/h，設(shè)

計(jì)供熱水側(cè)壓力1.3/0.5MPa，供熱采用質(zhì)調(diào)節(jié)為主，量調(diào)節(jié)為輔的方式。

機(jī)組抽凝高背壓設(shè)計(jì)供熱工況，供熱量1200GJ/h，機(jī)組電負(fù)荷264.40MW，此工況為供熱設(shè)計(jì)工況。

供暖季總供熱負(fù)荷276萬GJ，其中嚴(yán)寒期供熱負(fù)荷為115萬GJ，平均熱負(fù)荷為1197GJ/h，高背壓

供熱熱負(fù)荷625GJ/h；非嚴(yán)寒期供熱負(fù)荷為161萬GJ，平均熱負(fù)荷為840GJ/h，高背壓供熱熱負(fù)荷520GJ/h。

A.1.3計(jì)算結(jié)果

A.1.3.1最大供熱能力：

抽凝高背壓供熱改造機(jī)組的供熱能力為1830GJ/h，對應(yīng)機(jī)組TMCR鍋爐蒸發(fā)量、汽輪機(jī)最大抽汽

量及高背壓余熱全部利用。純凝高背壓供熱改造機(jī)組最大供熱能力1667GJ/h，對應(yīng)機(jī)組高背壓工況余

熱全部利用。抽汽供熱改造機(jī)組最大供熱能力1502GJ/h，對應(yīng)機(jī)組TMCR鍋爐蒸發(fā)量及最大抽汽量。

A.1.3.2熱功率調(diào)節(jié)幅度

抽凝高背壓供熱機(jī)組供熱調(diào)節(jié)能力幅度0-1830GJ/h，純凝高背壓供熱機(jī)組供熱調(diào)節(jié)幅度0-1667GJ/h，

7

抽汽供熱機(jī)組供熱調(diào)節(jié)幅度0-1502GJ/h。

A.1.3.3最小技術(shù)出力

抽凝高背壓供熱機(jī)組最小電負(fù)荷如附表A.2所示。

附表A.2不同熱負(fù)荷下機(jī)組最小技術(shù)出力

供熱500GJ/h供熱700GJ/h供熱1000GJ/h供熱1200GJ/h供熱1500GJ/h

最小電負(fù)荷（MW）114.8112.1139.3168.5208.9

工況1、2屬于非嚴(yán)寒期工況，參照按照鍋爐最小蒸發(fā)量40%計(jì)算，機(jī)組高背壓余熱系統(tǒng)在非嚴(yán)寒

期熱網(wǎng)循環(huán)水最大提取熱量為625.20GJ/h，不足部分由抽汽梯級補(bǔ)充。工況3、4、5屬于嚴(yán)寒期工況，

參照低壓缸最小冷卻流量（140t/h）計(jì)算。熱網(wǎng)循環(huán)水全部吸收最小冷卻流量下的低壓缸排汽熱量，不

足部分由抽汽梯級補(bǔ)充。

A.1.3.4調(diào)峰能力

抽凝高背壓供熱機(jī)組調(diào)峰能力如附表A.3所示。

附表A.3不同熱負(fù)荷下機(jī)組調(diào)峰能力

供熱500GJ/h供熱700GJ/h供熱1000GJ/h供熱1200GJ/h供熱1500GJ/h

最小技術(shù)出力（MW）114.8112.1139.3168.5208.9

最大技術(shù)出力（MW）286.3282.7270.5264.4247.1

調(diào)峰能力（MW）171.5170.6131.295.938.2

A.