CN114088409A - 一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法 - Google Patents
一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114088409A CN114088409A CN202111410234.XA CN202111410234A CN114088409A CN 114088409 A CN114088409 A CN 114088409A CN 202111410234 A CN202111410234 A CN 202111410234A CN 114088409 A CN114088409 A CN 114088409A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- combined cycle
- correcting
- performance test
- output
- shaft unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000011056 performance test Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 54
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 30
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种燃气‑蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,采用“规定加法修正后联合循环出力”或“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”方法进行性能试验,采用“规定燃气轮机IGV开度”方法时,包括以下步骤:性能试验开始前,在控制系统中设定燃气轮机压气机进气可调导叶开度,并把出力设定为基本负荷出力值;当机组运行边界及运行参数满足标准中的热稳定要求时,性能试验开始并采集数据;待采集的数据满足性能试验标准要求时,试验停止;整理数据,计算得到联合循环出力,将联合循环出力修正至参考工况,且计算得到联合循环热耗率,将联合循环热耗率修正至参考工况。本发明能使联合循环单轴机组部分负荷性能试验具有工程操作性。
Description
技术领域
本发明属于联合循环单轴机组性能试验技术领域,具体涉及一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法。
背景技术
燃气-蒸汽联合循环单轴机组配置一台燃气轮机、一台汽轮机和一台发电机,燃气轮机和汽轮机共同驱动发电机发电,通常用于供热或电网调峰,联合循环单轴机组的运行负荷受供热量和用电量需求影响,大部分机组常年处于部分负荷运行,部分负荷工况性能对机组经济指标有较大影响,部分负荷性能也逐渐在合同中被列为性能保证值。联合循环单轴机组建成后,依据性能试验标准,在设备“新”和“净”的状态下进行性能试验,以验证联合循环单轴机组性能达到合同中的保证值。
目前,各主设备供应商和第三方试验单位对联合循环单轴机组部分负荷性能考核试验均没有工程经验。联合循环单轴机组性能试验通常基于ASME PTC46-2015标准进行,国内也使用“重新起草法”修改并采用ASME PTC46作为行业标准,即2021年2月1日实施的DL/T2156-2020《火力发电机组整体性能试验规程》。
在DL/T2156-2020中提到了“规定修正后功率”方法可用于部分负荷性能试验,其目的是在规定修正后净功率下来确定热耗率,那么当修正到基准参数条件后,机组净功率应尽可能调整到接近规定设计值,通过修正的方法把试验工况下的联合循环出力和热耗率修正至基准参考工况,该方法涉及到的计算过程过于繁琐;而“规定测量功率试验”方法适用于带补燃或利用其它增大发电功率的方式的机组性能试验,该方法未明确适用于联合循环单轴机组部分负荷性能试验。
联合循环单轴机组出力和热耗率受外界运行条件影响较大,特别是部分负荷工况,由燃气轮机排气温度、燃料量和压气机进气导叶协同控制联合循环负荷,性能试验时,控制联合循环单轴机组总出力为目标值时,汽轮机出力的波动影响压气机进气导叶开度和燃料流量,很难采用DL/T2156-2020中提到的“规定修正后功率”方法使修正后功率处于目标值附近,标准中没有明确规定试验如何进行。
发明内容
本发明提供一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,首先确定了联合循环单轴机组的运行方式,并在该运行方式下,确定联合循环单轴机组部分负荷性能试验流程,并提出了部分负荷工况联合循环热耗率的修正方法,优化了标准DL/T2156-2020中提到的“规定修正后功率”的方法,使联合循环单轴机组部分负荷性能试验具有工程操作性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,采用“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”方法进行性能试验,包括以下步骤:
S1、性能试验开始前,在控制系统中设定燃气轮机压气机进气可调导叶最大开度为目标开度,并将联合循环出力设定为基本负荷出力值;
S2、所述单轴机组在“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”下运行,等待所述单轴机组进入热稳定状态;
S3、当单轴机组的运行边界及运行参数满足标准中的热稳定要求时,性能试验开始,并采集数据;
S4、待采集的数据满足性能试验标准要求时,试验停止;
S5、整理数据,计算得到联合循环出力和联合循环热耗率,将联合循环出力和联合循环热耗率修正至参考工况。
进一步地,
在步骤S1中,性能试验开始前,针对需要进行联合循环部分负荷工况性能试验的单轴机组,收集所述单轴机组的运行数据,针对当前工况在控制系统中设定燃气轮机压气机进气可调导叶最大开度为目标开度;
在步骤S2中,所述单轴机组在“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”下运行,按照性能试验标准要求,对汽水系统进行隔离,并等待所述单轴机组进入热稳定状态;
在步骤S3中,采用精度符合性能试验标准的仪表测量进行数据采集,采集的所述数据包括发电机端功率、大气温度、大气压力、相对湿度、进气系统压损、天然气温度、天然气流量和汽轮机排汽背压。
进一步地,在步骤S5中,整理数据并采用公式(3)计算得到联合循环出力,进而将联合循环出力修正至参考工况,
式(3)中:Pcorr为修正后联合循环出力;Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Δ2为功率因数对联合循环出力的加法修正;Δ8为汽水泄漏量对联合循环出力的加法修正;Δ9为汽轮机排汽背压对联合循环出力的加法修正;α1为大气温度对联合循环出力的修正;α2为大气压力对联合循环出力的修正;α3为相对湿度对联合循环出力的修正;α4为天然气温度对联合循环出力的修正;α5为天然气碳氢比和低位热值对联合循环出力的修正;α6为进气系统压损对联合循环出力的修正;α7为透平转速对联合循环出力的修正;α8为燃气轮机压气机进气可调导叶开度偏离目标值对联合循环出力的修正;KP,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环出力的修正;
其中:Pgross=Pmeas.-PEXC.,式中:Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Pmeas.为联合循环发电机端实测出力;PEXC.为发电机的励磁功率。
进一步地,在步骤S5中,整理数据并采用公式(4)计算得到联合循环热耗率,进而将联合循环热耗率修正至参考工况,
式(4)中:Hcorr为修正后联合循环热耗率;Qmeas,GT为燃气轮机燃烧室输入热量;f1为大气温度对联合循环热耗率的修正;f2为大气压力对联合循环热耗率的修正;f3为相对湿度对联合循环热耗率的修正;f4为天然气温度对联合循环热耗率的修正;f5为天然气碳氢比和低位热值对联合循环热耗率的修正;f6为进气系统压损对联合循环热耗率的修正;f7为透平转速对联合循环热耗率的修正;f8为燃气轮机压气机进气可调导叶开度偏离目标值对联合循环热耗率的修正;KH,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环热耗率的修正。
进一步地,在步骤S5之后,还包括以下步骤:将修正后的所述联合循环出力和联合循环热耗率与合同中的性能保证值进行对比,如达到保证值要求,则性能试验结束,如达不到保证值要求,则再进行步骤S1-S5,对联合循环出力和联合循环热耗率再次进行修正。
一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,还采用“规定加法修正后联合循环出力”方法进行性能试验,包括以下步骤:
M1、性能试验开始前,在控制系统中设定联合循环出力为加法修正后的联合循环出力Pset,根据发电机的励磁功率和功率因数对联合循环出力目标值Prefer.进行修正,并得到出力设定值Pset;
M2、所述单轴机组在“规定加法修正后的联合循环出力”下运行,等待所述单轴机组进入热稳定状态;
M3、检查所述励磁功率和功率因数是否稳定,若不稳定,则对所述联合循环出力Pset进行调整;
M4、当所述单轴机组的运行边界及运行参数满足标准中的热稳定要求时,性能试验开始,并采集数据;
M5、待采集的数据满足性能试验标准要求时,试验停止;
M6、整理数据,并计算得到联合循环热耗率,将联合循环热耗率修正至参考工况。
进一步地,
在步骤M1中,性能试验开始前,针对需要进行联合循环部分负荷工况性能试验的单轴机组,收集所述单轴机组的运行数据,针对当前工况在控制系统中设定联合循环出力为加法修正后的联合循环出力Pset;
在步骤M4中,采用精度符合性能试验标准的仪表测量进行数据采集,采集的所述数据包括发电机端功率、大气温度、大气压力、相对湿度、进气系统压损、天然气温度、天然气流量和汽轮机排汽背压;
在步骤M6之后,还包括以下步骤:将修正后的所述联合循环热耗率与合同中的性能保证值进行对比,若达到保证值要求,则性能试验结束,则再进行步骤M1-M6,对联合循环热耗率再次进行修正。
进一步地,
在步骤M1中,根据发电机的励磁功率和功率因数对联合循环出力目标值Prefer.进行修正,得到出力设定值Pset,具体是采用公式(1),
Pset=Prefer.+PEXC.+PP.F. (1)
式(1)中:Pset为联合循环出力设定值,Prefer.为目标出力,PEXC.为发电机的励磁功率,PP.F.为功率因数对联合循环出力的修正;
在步骤M2中,所述单轴机组在“规定加法修正后的联合循环出力”下运行,按照性能试验标准要求,对汽水系统进行隔离,并等待所述单轴机组进入热稳定状态;
在步骤M3中,所述励磁功率和功率因数若不稳定,则根据励磁功率和功率因数再次对联合循环出力设定值Pset进行调整。
进一步地,在步骤M6中,整理数据并采用公式(2)计算得到联合循环热耗率,进而将联合循环热耗率修正至参考工况,
式(2)中:Hcorr为修正后联合循环热耗率;Qmeas,GT为燃气轮机燃烧室输入热量;Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Δ2为功率因数对联合循环出力的加法修正;f1为大气温度对联合循环热耗率的修正;f2为大气压力对联合循环热耗率的修正;f3为相对湿度对联合循环热耗率的修正;f4为天然气温度对联合循环热耗率的修正;f5为天然气碳氢比和低位热值对联合循环热耗率的修正;f6为进气系统压损对联合循环热耗率的修正;f7为透平转速对联合循环热耗率的修正;f8为联合循环出力偏离目标值对联合循环热耗率的修正;f9为汽水泄漏量对联合循环热耗率的修正;f10为汽轮机排汽背压对联合循环热耗率的修正;KH,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环热耗率的修正。
进一步地,所述燃气-蒸汽联合循环单轴机组的配置不含补燃装置和进气冷却装置,所述控制系统为DCS系统,所述标准为DL/T2156-2020。
本发明提出适用于燃气-蒸汽联合循环单轴机组的性能试验方法,即“规定加法修正后联合循环出力”和“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”,通过“规定加法修正后联合循环出力”来控制单轴机组运行,仅对联合循环热耗率进行修正;或通过“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”来控制单轴机组运行,对联合循环出力和联合循环热耗率进行修正。
相对于现有技术,本发明的有益效果为:
本发明提供的“规定加法修正后联合循环出力”和“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”的方法,能使联合循环单轴机组进行部分负荷性能试验具有工程操作性;
首先根据联合循环单轴机组的配置及运行特性,提出联合循环单轴机组部分负荷工况可采用“规定加法修正后联合循环出力”或“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”的方式控制机组运行,具有易控制、安全性高的特点,并在相应运行方式下,提出了联合循环单轴机组部分负荷性能试验流程及联合循环性能修正方法,采用“规定加法修正后联合循环出力”的方法时,仅对部分负荷联合循环热耗率进行修正,采用“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”的方法时,对部分负荷联合循环出力和联合循环热耗率同时修正,简化了试验的修正方法且提高了准确性;
本发明提出的燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,优化了标准DL/T2156中提到的“规定修正后功率”的方法,使联合循环单轴机组部分负荷性能试验更加准确和易操作。
附图说明
图1为本发明中联合循环单轴机组部分负荷性能试验边界;
图2为采用规定加法修正后联合循环出力方法进行联合循环单轴机组部分负荷性能试验的流程图;
图3为采用规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度方法进行联合循环单轴机组部分负荷性能试验的流程图。
具体实施方式
如图2所示,一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,采用“规定加法修正后联合循环出力”方法进行性能试验,包括以下步骤:
M1、性能试验开始前,针对需要进行联合循环部分负荷工况性能试验的单轴机组,收集单轴机组的运行数据,针对当前工况在DCS控制系统中设定联合循环出力为加法修正后的联合循环出力Pset,根据发电机的励磁功率和功率因数对联合循环出力目标值Prefer.进行修正,得到出力设定值Pset,具体是采用公式(1),
Pset=Prefer.+PEXC.+PP.F. (1)
式(1)中:Pset为联合循环出力设定值,Prefer.为目标出力,PEXC.为发电机的励磁功率,PP.F.为功率因数对联合循环出力的修正;
M2、单轴机组在“规定加法修正后的联合循环出力”下运行,按照性能试验标准要求,对汽水系统进行隔离,并等待单轴机组进入热稳定状态;
M3、根据标准DL/T2156-2020中规定,检查励磁功率和功率因数是否稳定,若不稳定,则根据励磁功率和功率因数再次对联合循环出力设定值Pset进行调整;
M4、当单轴机组的运行边界及运行参数满足标准DL/T2156-2020中的热稳定要求时,性能试验开始,采用精度符合性能试验标准的仪表测量进行数据采集,采集的数据包括发电机端功率、大气温度、大气压力、相对湿度、进气系统压损、天然气温度、天然气流量和汽轮机排汽背压;
M5、待采集的数据满足性能试验标准DL/T2156-2020中的要求时,试验停止;
M6、整理数据并采用公式(2)计算得到联合循环热耗率,进而将联合循环热耗率修正至参考工况,
式(2)中:Hcorr为修正后联合循环热耗率;Qmeas,GT为燃气轮机燃烧室输入热量;Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Δ2为功率因数对联合循环出力的加法修正;f1为大气温度对联合循环热耗率的修正;f2为大气压力对联合循环热耗率的修正;f3为相对湿度对联合循环热耗率的修正;f4为天然气温度对联合循环热耗率的修正;f5为天然气碳氢比C/H和低位热值LHV对联合循环热耗率的修正;f6为进气系统压损对联合循环热耗率的修正;f7为透平转速对联合循环热耗率的修正;f8为联合循环出力偏离目标值对联合循环热耗率的修正;f9为汽水泄漏量对联合循环热耗率的修正;f10为汽轮机排汽背压对联合循环热耗率的修正;KH,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环热耗率的修正;
M7、将修正后的联合循环热耗率与合同中的性能保证值进行对比,若达到保证值要求,则性能试验结束,若达不到要求,则再进行步骤M1-M6,对联合循环热耗率再次进行修正。
如图3所示,一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,还采用“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”方法进行性能试验,其中燃气轮机压气机进气可调导叶开度简称为燃气轮机IGV开度,包括以下步骤:
S1、性能试验开始前,针对需要进行联合循环部分负荷工况性能试验的单轴机组,收集单轴机组的运行数据,针对当前工况在控制系统中设定燃气轮机IGV最大开度为目标开度,并将联合循环出力设定为基本负荷出力值,保证整个试验过程中燃气轮机IGV均处于目标开度;
S2、单轴机组在“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”下运行,按照性能试验标准要求,对汽水系统进行隔离,并等待单轴机组进入热稳定状态;
S3、当单轴机组的运行边界及运行参数满足标准DL/T2156-2020中的热稳定要求时,性能试验开始,采用精度符合性能试验标准的仪表测量进行数据采集,采集的数据包括发电机端功率、大气温度、大气压力、相对湿度、进气系统压损、天然气温度、天然气流量和汽轮机排汽背压;
S4、待采集的数据满足性能试验标准DL/T2156-2020中的要求时,试验停止;
S5、整理数据,采用公式(3)计算得到联合循环出力,进而将联合循环出力修正至参考工况,
式(3)中:Pcorr为修正后联合循环出力;Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Δ2为功率因数对联合循环出力的加法修正;Δ8为汽水泄漏量对联合循环出力的加法修正;Δ9为汽轮机排汽背压对联合循环出力的加法修正;α1为大气温度对联合循环出力的修正;α2为大气压力对联合循环出力的修正;α3为相对湿度对联合循环出力的修正;α4为天然气温度对联合循环出力的修正;α5为天然气碳氢比C/H和低位热值LHV对联合循环出力的修正;α6为进气系统压损对联合循环出力的修正;α7为透平转速对联合循环出力的修正;α8为燃气轮机压气机进气可调导叶开度偏离目标值对联合循环出力的修正;KP,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环出力的修正,
其中:Pgross=Pmeas.-PEXC.,式中:Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Pmeas.为联合循环发电机端实测出力;PEXC.为发电机的励磁功率,
且采用公式(4)计算得到联合循环热耗率,进而将联合循环热耗率修正至参考工况,
式(4)中:Hcorr为修正后联合循环热耗率;Qmeas,GT为燃气轮机燃烧室输入热量;f1为大气温度对联合循环热耗率的修正;f2为大气压力对联合循环热耗率的修正;f3为相对湿度对联合循环热耗率的修正;f4为天然气温度对联合循环热耗率的修正;f5为天然气碳氢比C/H和低位热值LHV对联合循环热耗率的修正;f6为进气系统压损对联合循环热耗率的修正;f7为透平转速对联合循环热耗率的修正;f8为燃气轮机压气机进气可调导叶开度偏离目标值对联合循环热耗率的修正;KH,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环热耗率的修正;
S6、将修正后的联合循环出力和联合循环热耗率与合同中的性能保证值进行对比,如达到保证值要求,则性能试验结束,若达不到要求,则再进行步骤S1-S5,对联合循环出力和联合循环热耗率再次进行修正。
其中,燃气-蒸汽联合循环单轴机组的配置不含补燃、进气冷却等增加机组出力的装置,不考虑联合循环出力的修正,只需把联合循环热耗率从试验工况修正至参考工况。如图1为试验边界,不考虑凝汽器性能,采用汽轮机排汽背压对联合循环热耗率修正。
本发明中,燃气-蒸汽联合循环单轴机组配置一台燃气轮机、一台汽轮机、一台发电机和一台余热锅炉,燃气轮机、发电机和汽轮机的转动部分联在一起为一根轴,燃气轮机和汽轮机共同推动发电机发电。
燃气-蒸汽联合循环单轴机组的工作原理为:联合循环单轴机组的热力循环系统是燃气轮机的布雷顿循环和汽水系统的朗肯循环结合在一起的复杂循环系统,燃气轮机的压气机吸入空气,空气在压气机中被压缩,燃料喷入燃烧室内,压缩后的空气与燃料混合燃烧并生成高温高压的气体,高温高压的空气进入透平并推动透平做功,同时透平排出乏气,透平排出的乏气进入到余热锅炉中,作为热源把水加热成高温高压的蒸汽,蒸汽进入汽轮机中推动叶片做功,燃气轮机和汽轮机共同输入机械功推动发电机旋转并发电。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:采用“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”方法进行性能试验,包括以下步骤:
S1、性能试验开始前,在控制系统中设定燃气轮机压气机进气可调导叶最大开度为目标开度,并将联合循环出力设定为基本负荷出力值;
S2、所述单轴机组在“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”下运行,等待所述单轴机组进入热稳定状态;
S3、当单轴机组的运行边界及运行参数满足标准中的热稳定要求时,性能试验开始,并采集数据;
S4、待采集的数据满足性能试验标准要求时,试验停止;
S5、整理数据,计算得到联合循环出力和联合循环热耗率,将联合循环出力和联合循环热耗率修正至参考工况。
2.根据权利要求1所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:
在步骤S1中,性能试验开始前,针对需要进行联合循环部分负荷工况性能试验的单轴机组,收集所述单轴机组的运行数据,针对当前工况在控制系统中设定燃气轮机压气机进气可调导叶最大开度为目标开度;
在步骤S2中,所述单轴机组在“规定燃气轮机压气机进气可调导叶开度”下运行,按照性能试验标准要求,对汽水系统进行隔离,并等待所述单轴机组进入热稳定状态;
在步骤S3中,采用精度符合性能试验标准的仪表测量进行数据采集,采集的所述数据包括发电机端功率、大气温度、大气压力、相对湿度、进气系统压损、天然气温度、天然气流量和汽轮机排汽背压。
3.根据权利要求2所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:在步骤S5中,整理数据并采用公式(3)计算得到联合循环出力,进而将联合循环出力修正至参考工况,
式(3)中:Pcorr为修正后联合循环出力;Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Δ2为功率因数对联合循环出力的加法修正;Δ8为汽水泄漏量对联合循环出力的加法修正;Δ9为汽轮机排汽背压对联合循环出力的加法修正;α1为大气温度对联合循环出力的修正;α2为大气压力对联合循环出力的修正;α3为相对湿度对联合循环出力的修正;α4为天然气温度对联合循环出力的修正;α5为天然气碳氢比和低位热值对联合循环出力的修正;α6为进气系统压损对联合循环出力的修正;α7为透平转速对联合循环出力的修正;α8为燃气轮机压气机进气可调导叶开度偏离目标值对联合循环出力的修正;KP,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环出力的修正;
其中:Pgross=Pmeas.-PEXC.,式中:Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Pmeas.为联合循环发电机端实测出力;PEXC.为发电机的励磁功率。
4.根据权利要求3所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:在步骤S5中,整理数据并采用公式(4)计算得到联合循环热耗率,进而将联合循环热耗率修正至参考工况,
式(4)中:Hcorr为修正后联合循环热耗率;Qmeas,GT为燃气轮机燃烧室输入热量;f1为大气温度对联合循环热耗率的修正;f2为大气压力对联合循环热耗率的修正;f3为相对湿度对联合循环热耗率的修正;f4为天然气温度对联合循环热耗率的修正;f5为天然气碳氢比和低位热值对联合循环热耗率的修正;f6为进气系统压损对联合循环热耗率的修正;f7为透平转速对联合循环热耗率的修正;f8为燃气轮机压气机进气可调导叶开度偏离目标值对联合循环热耗率的修正;KH,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环热耗率的修正。
5.根据权利要求2所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:在步骤S5之后,还包括以下步骤:将修正后的所述联合循环出力和联合循环热耗率与合同中的性能保证值进行对比,如达到保证值要求,则性能试验结束,如达不到保证值要求,则再进行步骤S1-S5,对联合循环出力和联合循环热耗率再次进行修正。
6.一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:还采用“规定加法修正后联合循环出力”方法进行性能试验,包括以下步骤:
M1、性能试验开始前,在控制系统中设定联合循环出力为加法修正后的联合循环出力Pset,根据发电机的励磁功率和功率因数对联合循环出力目标值Prefer.进行修正,并得到出力设定值Pset;
M2、所述单轴机组在“规定加法修正后的联合循环出力”下运行,等待所述单轴机组进入热稳定状态;
M3、检查所述励磁功率和功率因数是否稳定,若不稳定,则对所述联合循环出力Pset设定值进行调整;
M4、当所述单轴机组的运行边界及运行参数满足标准中的热稳定要求时,性能试验开始,并采集数据;
M5、待采集的数据满足性能试验标准要求时,试验停止;
M6、整理数据,并计算得到联合循环热耗率,将联合循环热耗率修正至参考工况。
7.根据权利要求6所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:
在步骤M1中,性能试验开始前,针对需要进行联合循环部分负荷工况性能试验的单轴机组,收集所述单轴机组的运行数据,针对当前工况在控制系统中设定联合循环出力为加法修正后的联合循环出力Pset;
在步骤M4中,采用精度符合性能试验标准的仪表测量进行数据采集,采集的所述数据包括发电机端功率、大气温度、大气压力、相对湿度、进气系统压损、天然气温度、天然气流量和汽轮机排汽背压;
在步骤M6之后,还包括以下步骤:将修正后的所述联合循环热耗率与合同中的性能保证值进行对比,若达到保证值要求,则性能试验结束,则再进行步骤M1-M6,对联合循环热耗率再次进行修正。
8.根据权利要求7所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:
在步骤M1中,根据发电机的励磁功率和功率因数对联合循环出力目标值Prefer.进行修正,得到出力设定值Pset,具体是采用公式(1),
Pset=Prefer.+PEXC.+PP.F. (1)
式(1)中:Pset为联合循环出力设定值,Prefer.为目标出力,PEXC.为发电机的励磁功率,PP.F.为功率因数对联合循环出力的修正;
在步骤M2中,所述单轴机组在“规定加法修正后的联合循环出力”下运行,按照性能试验标准要求,对汽水系统进行隔离,并等待所述单轴机组进入热稳定状态;
在步骤M3中,所述励磁功率和功率因数若不稳定,则根据励磁功率和功率因数再次对联合循环出力设定值Pset进行调整。
9.根据权利要求8所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:在步骤M6中,整理数据并采用公式(2)计算得到联合循环热耗率,进而将联合循环热耗率修正至参考工况,
式(2)中:Hcorr为修正后联合循环热耗率;Qmeas,GT为燃气轮机燃烧室输入热量;Pgross为联合循环发电机端出力,且已扣除励磁功率;Δ2为功率因数对联合循环出力的加法修正;f1为大气温度对联合循环热耗率的修正;f2为大气压力对联合循环热耗率的修正;f3为相对湿度对联合循环热耗率的修正;f4为天然气温度对联合循环热耗率的修正;f5为天然气碳氢比和低位热值对联合循环热耗率的修正;f6为进气系统压损对联合循环热耗率的修正;f7为透平转速对联合循环热耗率的修正;f8为联合循环出力偏离目标值对联合循环热耗率的修正;f9为汽水泄漏量对联合循环热耗率的修正;f10为汽轮机排汽背压对联合循环热耗率的修正;KH,deg为联合循环单轴机组老化对联合循环热耗率的修正。
10.根据权利要求1或6所述的一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法,其特征在于:所述燃气-蒸汽联合循环单轴机组的配置不含补燃装置和进气冷却装置,所述控制系统为DCS系统,所述标准为DL/T2156-2020。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111410234.XA CN114088409B (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111410234.XA CN114088409B (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114088409A true CN114088409A (zh) | 2022-02-25 |
CN114088409B CN114088409B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=80304863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111410234.XA Active CN114088409B (zh) | 2021-11-23 | 2021-11-23 | 一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114088409B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114935917A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-23 | 深圳深南电燃机工程技术有限公司 | 基于dcs系统的燃气轮机联合循环电站性能试验装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5042246A (en) * | 1989-11-06 | 1991-08-27 | General Electric Company | Control system for single shaft combined cycle gas and steam turbine unit |
CN107035539A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-08-11 | 宝山钢铁股份有限公司 | 单烧低热值高炉煤气单轴联合循环机组一次调频方法 |
CN112685683A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种单轴联合循环机组燃机功率和汽机功率的计算方法 |
-
2021
- 2021-11-23 CN CN202111410234.XA patent/CN114088409B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5042246A (en) * | 1989-11-06 | 1991-08-27 | General Electric Company | Control system for single shaft combined cycle gas and steam turbine unit |
CN107035539A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-08-11 | 宝山钢铁股份有限公司 | 单烧低热值高炉煤气单轴联合循环机组一次调频方法 |
CN112685683A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 苏州西热节能环保技术有限公司 | 一种单轴联合循环机组燃机功率和汽机功率的计算方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
国家能源局: "《中华人民共和国电力行业标准DL/T2156-2020》", pages 1 - 101 * |
尚恒: ""大型单轴燃气-蒸汽联合循环机组性能试验的研究"", 设备与机组, no. 04, pages 32 - 34 * |
行新学: ""某分布式能源站燃气-蒸汽联合循环性能试验研究"", 科技创新与应用, no. 33, pages 33 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114935917A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-23 | 深圳深南电燃机工程技术有限公司 | 基于dcs系统的燃气轮机联合循环电站性能试验装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114088409B (zh) | 2024-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106844893B (zh) | 单轴燃气蒸汽联合循环机组汽轮机低压缸效率的计算方法 | |
US11525375B2 (en) | Modeling and control of gas cycle power plant operation with variant control profile | |
KR101619754B1 (ko) | 연도 가스 재순환을 갖는 가스 터빈 발전소에서의 가스 조성물의 제어 | |
KR100592143B1 (ko) | 가스 터빈 제어 방법 | |
US20060218930A1 (en) | Temperature measuring device and regulation of the temperature of hot gas of a gas turbine | |
CN114169084A (zh) | 基于核心机特性试验数据修正核心机性能数学模型的方法 | |
US20050182576A1 (en) | Methods of measuring steam turbine efficiency | |
CN111521430B (zh) | 一种余热锅炉性能试验方法 | |
Hao et al. | Off-design performance of 9F gas turbine based on gPROMs and BP neural network model | |
CN114088409B (zh) | 一种燃气-蒸汽联合循环单轴机组部分负荷性能试验方法 | |
Blinov et al. | Estimation of the driven gas turbine unit technical performance using the standard measuring systems | |
CN117892458B (zh) | 一种涡扇发动机涡轮前燃气温度正向设计及调试方法 | |
CN114112414B (zh) | 一种燃气-蒸汽联合循环分轴机组部分负荷性能试验方法 | |
Zaleta-Aguilar et al. | A Reconciliation Method Based on a Module Simulator-An Approach to the Diagnosis of Energy System Malfunctions | |
CN111611743A (zh) | 轴流式压气机特性线自适应方法 | |
Lee et al. | Quantification of variations in the compressor characteristics of power generation gas turbines at partial loads using actual operation data | |
CN116380474A (zh) | 一种基于能量平衡法的船用燃气轮机动力涡轮入口平均温度预测方法 | |
US10704427B2 (en) | Method to diagnose power plant degradation using efficiency models | |
Gao et al. | Modeling of combined cycle power plant based on a genetic algorithm parameter identification method | |
Petrovic et al. | New Method for Cycle Performance Prediction Based on Detailed Compressor and Gas Turbine Flow Calculations | |
US20240167425A1 (en) | Systems and methods for model-based control of gas turbine system considering fluid injection | |
Ricci et al. | Impact of compressor flexibility improvements on heavy-duty gas turbine for minimum and base load conditions | |
Cafaro et al. | Performance Monitoring of Gas Turbine Components: A Real Case Study Using a Micro Gas Turbine Test Rig | |
MUTO et al. | Kawasaki L30A gas turbine upgrade for improved CHP and CCPP efficiency | |
CN115758040A (zh) | 单轴联合循环发电机组蒸汽轮机与燃气轮机功率区分方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |