福清2号汽轮发电机组出力改善的原因分析及建议

引言

2016年5月,福清2号汽轮发电机组在调阀全开的状态下,其出力与1号机组相比偏低约10MW。经大修后,2号机组在2017年出力有所改善。到2018年,2号机组已是福清4台机组中出力最好的一个机组。

本文通过比较2016一2018年2号机组相关参数的变化,分析2号机组出力得到改善的原因,可为其他机组出力的提升提供参考。

1 2018年1～3号机组出力修正计算

2018年福清1～3号机组出力对热功率及凝汽器背压进行修正,计算结果如表1所示。

表1 2018年福清1～3号机组出力参数对比

从表1可以看出,3号机组出力最差,2号机组出力状况是3台机组中最佳的。

2福清2号机组往年参数对比

通过纵向对比福清2号机组2016年夏季至2018年夏季近似海水温度下的出力参数,不仅可以了解2号机组夏季出力较往年提升的原因,还可以通过参数变化掌握影响机组出力的变化规律。

2.1福清2号机组主要参数对比和分析

比较2016一2018年满功率状态下2号机组出力的主要参数,机组出力对热功率及凝汽器背压进行了修正,结果如表2所示。

由表2可知,2号机组的实际出力从2016年起逐渐升高,于2018年出力达到最优。但机组修正后的电功率不符合此规律。2号机组满功率运行时,调阀开度均在61%以上,根据调阀性能曲线,当调阀开度达到58%以上时,基本失去了对机组出力的调节作用。而此时使用机组热功率对出力进行修

正,仅表明机组理论最大出力,并不表征当前设备状态下机组所能达到的实际最大出力。

从表2数据可知,福清2号机组在2016年、2017年调阀开度已经大于58%,但机组的热功率却低于2018年,说明调阀开度并非限制机组出力的原因。而机组的背压变化不大,说明凝汽器性能不是促使机组出力得到改善的原因。

2016年、2017年,2号机组热功率在调阀全开状态下无法进一步提升,远低于2018年热功率,说明机组热端传热性能可能存在缺陷,导致从一回路导出的热量受阻。而2018年机组热端传热性能改善,传导至二回路的能量提升,从而机组的实际出力得到了改善。

2.2机组级前压力的变化

表3为2016一2018年福清2号机组蒸发器出口压力至级前压力的对比。

从表3可知,从2016一2018年2号机组级前压力在不断提升,与实际出力变化趋势相同。2017年蒸发器出口压力及调阀前压力最高,但是级前压力却较2018年低,说明2017年调阀压损较大。

2.3凝汽器性能的变化

福清核电汽轮发电机组两台凝汽器由于现场仪表安装布置原因,测量值与实际值存在较大偏差,对比考核试验时试验仪表和在线仪表数据可明显看出此现象,如表4所示。

从表4可知,在线仪表的读数普遍小于试验仪表,最大相差1.47kPa左右,反映到机组出力修正上约为10MW,这对机组性能监督十分不利,故在对比历年机组性能时,背压采用凝汽器出口水温对应的饱和压力进行计算。2016一2018年2号机组凝汽器性能参数如表5所示。

2016—2018年相同水温下凝汽器背压稳定,凝汽器整体性能变化不大,不是机组出力得到改善的主要原因。

2.4机组回热、再热系统的变化

对机组出力影响最大的为末级7号高压加热器,历年7号高压加热器的性能如表6所示。

由表6可知,2016年给水温度略低,但整体性能相差不大,不是机组出力改善的主要原因。

调取再热系统部分参数进行对比,具体如表7所示。

由表7可知,再热系统各参数变化不大,再热蒸汽压力逐渐增加,对再热效率有一定影响,但并不是机组出力改善的主要因素。

3初步分析结论

通过上述参数对比可知,造成福清2号机组出力改善的直接且最主要因素为级前压力的回升。机组冷端、回热、再热等系统整体变化不大,对机组出力改善贡献较小。

而造成机组级前压力回升的因素是多样的,首先直接影响因素为蒸发器出口压力,当蒸发器出口压力回升后,级前压力会得到一定的提高。其次为管路及调阀的流阻性能,即蒸汽从蒸发器出口到级前压力的损失降低,对级前压力的提升有促进作用。

4结论

本文通过上述参数的对比分析,总结出如下经验和建议:

(1）在进行机组出力修正计算时,其结果并不一定代表目前实际状态下的机组性能优劣,需要实际考虑机组的设备及运行状态进行统筹分析:

(2）级前压力对机组出力影响巨大,新投产核电机组前几个循环内的级前压力变化十分明显,主要是因为蒸汽发生器出口压力变化和管路流阻变化,在最初几个循环需重点关注:

(3）蒸发器的换热能力也是直接影响机组出力的关键因素,在安装调试阶段选择蒸汽发生器的保养模式十分重要。