基于汽轮发电机组热耗率的大修间隔预测方法

基于汽轮发电机组热耗率的大修间隔预测方法

程彪

新疆乌鲁木齐石化公司热电生产部 新疆乌鲁木齐 830019

摘要：本文根据汽轮发电机组运行状况，从经济性指标热耗率为切入点，定性分析汽轮机设备大修前后经济变化，计算汽轮发电机组大修间隔内检修成本和汽轮机设备的大修效益，通过汽轮机大修效益与检修成本相比较，得到了大修间隔的通用公式。该公式可根据汽轮发电机组实际运行工况参数，推算出可兼顾经济性且较为合理的大修间隔年限，来指导汽轮发电机组检修管理。

关键词：汽轮发电机组，大修间隔，热耗率

一、前言

火力发电厂机组设备的计划大修周期一般为3-4年，汽轮发电机组大修涉及到汽轮机揭缸、抽转子等大型项目，一旦揭缸，则至少需要30天的时间，检修工时长检修频率低，是决定计划检修周期的关键因素。随着近年来绿色发展要求，燃料煤炭消费实物量削减力度逐步增大，电厂设备的利用率逐渐下降，设备检维修策略也是逐步由计划检修向状态检修转变，以减少不必要的检修，节约工时和费用，使检修工作更加科学化。

以某热电厂50MW汽轮发电机组大修为例，机组发电全部供本单位自用，大修工期为35天，汽轮发电机组停开工用时5天，合计40天，购电单价以0.39元/度计算，粗略估算一次大修增加购电成本近860万元。如果机组热效率与上次大修后状态偏差不大，设备无影响安全运行的隐患，此时简单的按照一般计划大修周期4年来安排机组大修，无疑给企业增加运营成本。故本次拟根据汽轮发电机组经济性指标分析建立一个合理安排汽轮发电机组大修的状态模型，减小汽轮机设备过修或欠修，将经济损失降到最低。

二、建立模型

汽轮机发电机组经济性指标热耗率为每发1度电(1kW.h)所消耗的热量，单位kJ/kW.h，该指标取决于汽轮机进出口参数、汽缸效率以及损失。汽轮机进出口参数可以通过运行调整达到最佳值，而另外两个关键状态汽缸效率与损失需要通过汽轮发电机组大检修处理及汽轮机通流部分间隙的调整达到最佳值。

从经济效益分析，汽轮发电机组大修效益与检修成本相等时所对应的检修周期即为汽轮发电机组的极限大修周期。检修成本为检维修费用和检修工期内因机组停运造成发电损失之和。汽轮发电机组大修效益为机组大修后热耗下降，供电煤耗下降，相对大修前状态下节约燃煤成本的效益。

汽轮发电机组大修后，机组效率提高，机组热耗、供电煤耗下降，发电成本降低。大修后经济效益为热耗下降减少的燃煤量，机组出力不变，那么汽轮发电机组大修效益就等于供电煤耗下降节约的成本。

大修停机发电损失：

      （公式1）

其中：——少发电的损失，元；

——上网电价，元/kw·h；

29307——标煤热值，kJ/kg；

——进厂煤热值，kJ/kg；

——原煤进厂价，元/吨；

——发电标煤耗，g/kw·h；

——平均年发电量，kw·h；

——平均年运行小时数，h；

——大修工时（含机组开停工工时），天；

大修后机组效益：

（公式2）

其中：——大修后经济效益，元；

——大修间隔，年；

，kJ/kg；

引入常量c表示汽轮发电机组大修周期判断系数。当c＞1时，说明机组大修后效益大于大修损失，需进行安排机组大修；如c≤1时，机组仍可运行。

    （公式3）

其中：A为大修费用，元；

当c=1时，由公式3得

（公式4）

三、大修周期判断系数的应用实例

某热电厂4号机组，额定功率50MW，热耗保证值10087kJ/kW·h。近年来平均年发电量2.9亿kw·h，平均年运行小时数8400小时，发电标煤耗300g/kW·h，厂煤热值21000kJ/kg，原煤价格500元/吨，上网电价0.39元/kw·h，大修工时（含停开工）50天，大修费用200万元。

运用公式4，绘制该型汽轮发电机组实际运行热耗率对应的大修间隔曲线，如图1。

图1 大修间隔曲线

该热电厂运行工况稳定情况下，如该机组运行4年，热耗率上升到或者超过13287kJ/kg，建议安排该机组大修；如该机组运行4年，热耗率小于13000kJ/kg，建议该机组的大修延长1年，至第5年安排大修，延长检修间隔，增加效益近239万元。

四、结论

该汽轮发电机组大修间隔的通用公式，可以运用到汽轮机设备的状态评估中，指导汽轮机设备的检修技术管理，合理安排汽轮机设备检修间隔，并获得一定的效益。

参考文献：

[1]某型汽轮机热力特性 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 2009

[2]DLT 904-2015火力发电厂技术经济指标计算方法 2015