曹煉博，王凱，嚴(yán)志遠(yuǎn)，張濤

(國(guó)家能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，江蘇 南京 210023)

燃?xì)獍l(fā)電具備能源利用率高、運(yùn)行靈活、安全可靠、環(huán)境污染低、社會(huì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注和大力發(fā)展。2021年初，我國(guó)氣電裝機(jī)容量已突破1.0×108kW[1]。然而，受天然氣價(jià)格、發(fā)電成本及電網(wǎng)深度調(diào)峰政策等因素影響，我國(guó)多數(shù)燃?xì)鈾C(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行于部分負(fù)荷工況，燃?xì)獍l(fā)電效率降低，能源浪費(fèi)現(xiàn)象突出[2]。為有效解決燃?xì)獍l(fā)電當(dāng)前面臨的問(wèn)題，本文基于相關(guān)理論和經(jīng)驗(yàn)[3-4]，從進(jìn)氣溫控方面開(kāi)展研究，分析進(jìn)氣加熱對(duì)燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)行效率的影響，對(duì)采用低品位廢熱對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣進(jìn)行加熱的提效技術(shù)進(jìn)行評(píng)估。

針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)部分負(fù)荷工況運(yùn)行過(guò)程中普遍存在的效率下降、機(jī)組穩(wěn)定性降低的問(wèn)題，目前最廣泛的解決方案是優(yōu)化負(fù)荷調(diào)節(jié)策略，且以提升頂循環(huán)效率為主要目標(biāo)[5-6]。李永毅[7]指出降低燃?xì)廨啓C(jī)透平背壓有利于穩(wěn)定部分負(fù)荷工況下燃?xì)廨啓C(jī)的透平膨脹比，雖然底循環(huán)的性能會(huì)有所降低，但頂循環(huán)的效率提升幅度更大。衛(wèi)明等[8]提出可以通過(guò)優(yōu)化排氣溫度控制策略，適度提升透平排煙溫度的方式來(lái)提升燃?xì)鈾C(jī)組部分負(fù)荷下的聯(lián)合循環(huán)效率。Zuming等[9]提出了一種針對(duì)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的煙氣再循環(huán)運(yùn)行策略，該方法可提高聯(lián)合循環(huán)部分負(fù)荷效率，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行靈活性。以上研究雖然提供了提升聯(lián)合循環(huán)機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行效率的一些方法，但考慮的因素尚不全面，主要不足在于以被動(dòng)接受環(huán)境條件為前提，未開(kāi)展進(jìn)氣溫度控制策略和方案的研究。為完善燃?xì)鈾C(jī)組部分負(fù)荷性能優(yōu)化的研究體系，本文充分結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)改造成本低、性能效果顯著、系統(tǒng)整體簡(jiǎn)潔、適用范圍廣的特點(diǎn)[10-12]，對(duì)采用鍋爐余熱加熱燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣的聯(lián)合循環(huán)部分負(fù)荷工況提效技術(shù)進(jìn)行分析，并通過(guò)定量方法評(píng)估提效能力，相關(guān)研究填補(bǔ)了進(jìn)氣加熱技術(shù)領(lǐng)域的空白。

本文重點(diǎn)對(duì)利用低品位熱能的進(jìn)氣加熱技術(shù)進(jìn)行提效能力評(píng)估，首先開(kāi)展機(jī)理研究，建立燃?xì)廨啓C(jī)一維熱力循環(huán)仿真模型和聯(lián)合循環(huán)熱力性能仿真模型，分析進(jìn)氣溫度與壓氣機(jī)、透平、燃?xì)廨啓C(jī)和電廠性能之間的影響規(guī)律，隨后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)量化分析進(jìn)氣加熱前后的性能指標(biāo)，揭示進(jìn)氣加熱提效能力與聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷率之間的密切關(guān)系，為制訂進(jìn)氣溫控策略、優(yōu)化聯(lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行方案提供參考。

1 燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)熱力性能仿真

1.1 壓氣機(jī)和透平特性分析

1.1.1 燃?xì)廨啓C(jī)共同工作點(diǎn)計(jì)算

根據(jù)能量守恒原理及共同工作線(xiàn)理論，建立燃?xì)廨啓C(jī)一維熱力系統(tǒng)仿真模型。燃?xì)廨啓C(jī)建模所采用的原型機(jī)為美國(guó)通用公司生產(chǎn)的PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī)，額定輸出功率128.5 MW，設(shè)計(jì)工況燃?xì)廨啓C(jī)熱效率34.08%，燃?xì)廨啓C(jī)所采用燃料為天然氣，燃料低位熱值47 233 kJ/kg。

確定燃?xì)廨啓C(jī)共同工作點(diǎn)是該一維模型建模的基礎(chǔ)。共同工作點(diǎn)反映燃?xì)廨啓C(jī)各部件之間的匹配運(yùn)行模式，根據(jù)功率匹配、轉(zhuǎn)速匹配、流量匹配和壓力匹配原則，燃?xì)廨啓C(jī)各部件及負(fù)載形成了一個(gè)在各種工況下按照一定規(guī)律運(yùn)行的完整系統(tǒng)。燃?xì)廨啓C(jī)共同工作點(diǎn)計(jì)算流程如圖1所示。

圖1 燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)共同工作點(diǎn)計(jì)算流程

已知的壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)中包括折合流量MC、折合轉(zhuǎn)速NC、壓比πC和等熵效率ηC等相似參數(shù)，采用壓氣機(jī)折合流量MC、折合轉(zhuǎn)速NC計(jì)算共同工作點(diǎn)：

(1)

(2)

透平特性曲線(xiàn)與壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)相似，采用透平折合流量MT、折合轉(zhuǎn)速NT計(jì)算其共同工作點(diǎn)：

(3)

(4)

1.1.2 進(jìn)氣溫度對(duì)壓氣機(jī)的影響

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)是燃?xì)怆姀S最主要的輔助系統(tǒng)之一，通過(guò)過(guò)濾、除濕等方式為燃?xì)廨啓C(jī)提供清潔空氣，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)及電廠的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用[14-15]。進(jìn)氣系統(tǒng)投入的成本比例很低，但其發(fā)生故障后對(duì)電廠所造成的損失卻十分重大[16]。此外，燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)環(huán)境因素十分敏感，季節(jié)性的進(jìn)氣溫度變化對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)功率和效率有顯著影響[17]，因此有效控制進(jìn)氣溫度有利于提高燃?xì)鈾C(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

選取-15～62 ℃范圍內(nèi)的7個(gè)進(jìn)氣溫度點(diǎn)，分析進(jìn)氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)性能的影響。利用已知的壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)，可得到各進(jìn)氣溫度對(duì)應(yīng)的折合轉(zhuǎn)速線(xiàn)和壓氣機(jī)效率線(xiàn)，即仿真計(jì)算所需的7條進(jìn)氣溫度工況線(xiàn)。

分別在燃?xì)廨啓C(jī)90%、70%、50%負(fù)荷率3個(gè)部分負(fù)荷穩(wěn)定工況點(diǎn)上，計(jì)算壓氣機(jī)不同進(jìn)氣溫度下的共同工作點(diǎn)，并繪制在壓氣機(jī)特性線(xiàn)中，如圖2所示。其中，相對(duì)壓比為壓氣機(jī)實(shí)際壓比與額定壓比的比值，相對(duì)換算流量為壓氣機(jī)實(shí)際流量與額定流量的比值。從圖2可知，隨著進(jìn)氣溫度升高，壓氣機(jī)共同工作點(diǎn)位置向左移動(dòng)，壓氣機(jī)進(jìn)氣流量減小，壓氣機(jī)壓比先降后升，壓氣機(jī)效率先升后降，壓氣機(jī)工況點(diǎn)向喘振線(xiàn)靠近。

圖2 變負(fù)荷工況壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)

1.1.3 進(jìn)氣溫度對(duì)透平的影響

采用與壓氣機(jī)相同的共同工作線(xiàn)方法計(jì)算燃?xì)廨啓C(jī)透平變工況性能，所獲取的變工況透平特性曲線(xiàn)如圖3所示。其中，相對(duì)膨脹比為透平實(shí)際膨脹比與額定膨脹比的比值。隨著進(jìn)氣溫度升高，共同工作點(diǎn)向左移動(dòng)，透平折合轉(zhuǎn)速逐漸降低，透平前進(jìn)口溫度升高，透平膨脹比先降后升，透平效率逐漸增加，但隨著負(fù)荷的提高，透平效率增加的趨勢(shì)逐漸放緩。整體來(lái)看，進(jìn)氣溫度升高對(duì)各負(fù)荷工況透平前進(jìn)口溫度影響很大，透平效率也隨透平前溫度發(fā)生較大變化。

圖3 變負(fù)荷工況透平特性曲線(xiàn)

1.2 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱力性能仿真

1.2.1 聯(lián)合循環(huán)基本性能指標(biāo)

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)是以燃?xì)鉃楦邷毓べ|(zhì)、蒸汽為低溫工質(zhì)，由燃?xì)廨啓C(jī)排氣作為汽輪機(jī)進(jìn)熱加熱源的熱力循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)中所采用的余熱鍋爐主要承擔(dān)換熱作用。為全面分析進(jìn)氣溫度對(duì)電廠聯(lián)合循環(huán)性能的影響，本文以1套9E級(jí)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組為對(duì)象開(kāi)展相關(guān)研究，主要設(shè)備包括1臺(tái)GE公司生產(chǎn)的PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī)、1套杭州鍋爐廠生產(chǎn)的雙壓無(wú)補(bǔ)燃自然循環(huán)余熱鍋爐、1臺(tái)雙壓無(wú)再熱抽凝式汽輪機(jī)，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組基本負(fù)荷純凝工況下的基本性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組基本性能指標(biāo)

1.2.2 聯(lián)合循環(huán)進(jìn)氣加熱性能仿真

進(jìn)氣溫度控制技術(shù)包括進(jìn)氣冷卻和進(jìn)氣加熱。其中，進(jìn)氣冷卻技術(shù)重點(diǎn)致力于提高燃?xì)鈾C(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行工況下的最大負(fù)荷，這方面的研究成果已較為廣泛和深入[18-20]，在此不再展開(kāi)論述。以往的進(jìn)氣加熱技術(shù)通常指燃?xì)廨啓C(jī)本體配置的壓氣機(jī)抽氣加熱裝置，如美國(guó)通用公司的進(jìn)氣抽氣加熱系統(tǒng)(inlet bleed heating，IBH)，該系統(tǒng)的熱源來(lái)自壓氣機(jī)出口，加熱通道為燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣喉部，主要目的是防止進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉(inlet guide vane，IGV)結(jié)冰、增加壓氣機(jī)喘振裕度[21]。壓氣機(jī)抽氣加熱技術(shù)能一定程度調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度，但是由于消耗了高品位熱能，不可避免地降低了機(jī)組總體運(yùn)行效率。此外，由于加熱部位靠后，加熱過(guò)程并不惠及進(jìn)氣過(guò)濾單元，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過(guò)濾器的冰堵和濕堵問(wèn)題仍然存在[22-23]，我國(guó)北方諸多燃?xì)鈾C(jī)組都出現(xiàn)過(guò)極端天氣下被動(dòng)降負(fù)荷或跳機(jī)的情況。

本文研究的進(jìn)氣加熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)進(jìn)氣加熱系統(tǒng)主要在2個(gè)方面存在差異：一是加熱熱源，本研究采用的熱源為余熱鍋爐；二是受熱單元，本研究所指的受熱位置處于燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過(guò)濾器前端。進(jìn)氣加熱系統(tǒng)主要包括余熱鍋爐尾部換熱器換熱單元和燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)入口空氣換熱單元，進(jìn)氣加熱系統(tǒng)熱力循環(huán)模式如圖4所示。

圖4 進(jìn)氣加熱系統(tǒng)熱力循環(huán)模式

本研究項(xiàng)目的進(jìn)氣加熱系統(tǒng)所用換熱器為鋼鋁翅片管式換熱器，主要由基管(鋼管)和散熱鋁管組成，可根據(jù)冷、熱流體條件參數(shù)以及換熱器結(jié)構(gòu)類(lèi)型自由選擇基管材料和翅片材料，具備使用壽命長(zhǎng)、傳熱效率高等特點(diǎn)。以燃?xì)廨啓C(jī)基本負(fù)荷性能保證純凝工況作為換熱器參數(shù)的計(jì)算依據(jù)，根據(jù)能量守恒原理計(jì)算得到換熱器的邊界參數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 性能保證工況換熱器參數(shù)

為分析進(jìn)氣溫度對(duì)電廠機(jī)組整體性能的影響，以燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、汽輪機(jī)及換熱器等相關(guān)輔助設(shè)備性能參數(shù)作為聯(lián)合循環(huán)主要邊界條件，采用Thermoflex軟件建立聯(lián)合循環(huán)熱力模型(如圖5所示)，對(duì)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行熱平衡分析，并將分析結(jié)果與機(jī)組設(shè)計(jì)指標(biāo)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以確保仿真的準(zhǔn)確性和可靠性。Thermoflex軟件是美國(guó)Thermoflow公司開(kāi)發(fā)的一款電力熱平衡計(jì)算軟件，其燃?xì)廨啓C(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)十分準(zhǔn)確和齊全，而且有豐富的熱力模塊，可以模擬電廠熱力系統(tǒng)的各個(gè)部件，尤其適用于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的熱力系統(tǒng)性能仿真。

圖5 聯(lián)合循環(huán)熱力仿真模型

1.2.3 進(jìn)氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率的影響

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率的影響如圖6所示?？傮w而言，部分負(fù)荷工況燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度升高，燃?xì)廨啓C(jī)效率升高，且在進(jìn)氣溫度較低時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度與燃?xì)廨啓C(jī)效率呈近似線(xiàn)性關(guān)系，而在進(jìn)氣溫度較高時(shí)呈非線(xiàn)性關(guān)系。

圖6 燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率的影響

1.2.4 進(jìn)氣溫度對(duì)電廠效率的影響

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度對(duì)電廠效率的影響如圖7所示。在部分負(fù)荷的穩(wěn)定負(fù)荷工況下，電廠效率隨燃?xì)廨啓C(jī)入口空氣溫度的升高而逐漸提升。以聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷130 MW工況為例，燃?xì)廨啓C(jī)入口空氣溫度為45 ℃時(shí)，電廠效率為49.47%，比設(shè)計(jì)點(diǎn)的電廠效率提高1.71%，即熱耗率降低181 kJ/kWh。一定運(yùn)行負(fù)荷下，電廠效率和燃?xì)廨啓C(jī)入口空氣溫度的關(guān)系近似線(xiàn)性關(guān)系，如運(yùn)行負(fù)荷130 MW時(shí)，進(jìn)氣溫度從12.5 ℃提高到20 ℃，電廠效率提高約0.28%，熱耗率降低43 kJ/kWh，即在130 MW負(fù)荷工況，進(jìn)氣溫度每升高1 ℃，電廠效率提高0.037%，電廠熱耗率降低5.7 kJ/kWh。

圖7 燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度對(duì)電廠效率的影響

2 進(jìn)氣加熱系統(tǒng)性能試驗(yàn)

2.1 性能保證指標(biāo)及試驗(yàn)工況

2.1.1 進(jìn)氣加熱系統(tǒng)性能保證指標(biāo)

性能保證指標(biāo)用于考察進(jìn)氣加熱系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效性，主要包括3個(gè)指標(biāo)：進(jìn)氣溫度提升值、聯(lián)合循環(huán)熱耗率下降值、進(jìn)氣壓損升高值。主要的性能保證指標(biāo)及保證工況見(jiàn)表3。

表3 主要的性能保證指標(biāo)

2.1.2 試驗(yàn)工況的要求

采用前后對(duì)比分析方法，分別對(duì)進(jìn)氣加熱系統(tǒng)投入前后的燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電功率和熱耗率各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行比較。主要試驗(yàn)工況為聯(lián)合循環(huán)60%、65%、70%、80%負(fù)荷率純凝工況。

為減少試驗(yàn)過(guò)程中熱慣性及負(fù)荷波動(dòng)等原因引起的測(cè)量誤差，在負(fù)荷變動(dòng)或進(jìn)氣加熱系統(tǒng)投/切操作后，須待系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行1 h再開(kāi)始數(shù)據(jù)采集，試驗(yàn)工況下測(cè)量值的最大允許偏差按照表4執(zhí)行。此外，對(duì)試驗(yàn)各工況數(shù)據(jù)取平均值代入計(jì)算。

表4 試驗(yàn)工況下測(cè)量值的最大允許偏差

2.2 測(cè)點(diǎn)布置

試驗(yàn)測(cè)量的項(xiàng)目包括：燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)電功率，燃料流量，燃?xì)馓匦?，環(huán)境條件，電網(wǎng)頻率，凝結(jié)水流量，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，燃?xì)夤?yīng)壓力、溫度，燃?xì)廨啓C(jī)排氣總壓、溫度，汽輪機(jī)蒸汽流量、溫度和壓力，主凝結(jié)水流量，高、中壓給水流量，余熱鍋爐出口煙氣溫度，排放物含量，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣加熱器前后溫度、濕度。其中，進(jìn)氣溫度測(cè)點(diǎn)采用立體空間布局形式，以便更全面地掌握進(jìn)氣模塊各單元受熱情況。在空氣加熱器前后步道內(nèi)共安裝24個(gè)溫度熱電偶(如圖8所示)，即在初濾前和初濾后的不同層級(jí)間分別布置12個(gè)相互對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)點(diǎn)。

圖8 空氣加熱器位置及溫度測(cè)點(diǎn)布置

2.3 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組性能的計(jì)算與修正

參考ASME PTC46—2015《電廠整體性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組性能進(jìn)行計(jì)算和修正[24]。

2.3.1 聯(lián)合循環(huán)機(jī)組凈輸出功率的計(jì)算

試驗(yàn)條件下的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組凈輸出功率

Pgross=P′gross-P′L,Exc.

(5)

式中：P′gross為發(fā)電機(jī)出口測(cè)試功率；P′L,Exc為勵(lì)磁消耗功率。

2.3.2 天然氣帶入聯(lián)合循環(huán)熱量的計(jì)算

單位時(shí)間天然氣帶入聯(lián)合循環(huán)熱量(kJ/h)

(6)

式中：Lfuel為天然氣低位熱值，kJ/kg；mfuel,meas為天然氣流量，kg/h；S為天然氣顯熱，kJ/h；ht為運(yùn)行溫度下天然氣的比焓，kJ/kg；href為基準(zhǔn)溫度下天然氣的比焓。

2.3.3 聯(lián)合循環(huán)熱耗修正計(jì)算

聯(lián)合循環(huán)熱耗修正后熱耗(kJ/kWh)

(7)

式中：Rgross為聯(lián)合循環(huán)試驗(yàn)熱耗，kJ/kWh；β1為環(huán)境溫度對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱耗的修正因子；β2為大氣壓力對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱耗的修正因子；β3為相對(duì)濕度對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱耗的修正因子；β4為排氣壓損對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱耗的修正因子；β5為燃料溫度對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱耗的修正因子，β6為燃?xì)廨啓C(jī)入口壓力對(duì)聯(lián)合循環(huán)熱耗的修正因子。修正因子表示相關(guān)參數(shù)從試驗(yàn)工況到基準(zhǔn)工況對(duì)熱耗率的影響程度，量綱為1，其值可通過(guò)在不同參數(shù)性能修正曲線(xiàn)中對(duì)試驗(yàn)值進(jìn)行插值的方法得到。

3 進(jìn)氣加熱效果評(píng)估

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析120 MW、130 MW、140 MW、160 MW負(fù)荷階段聯(lián)合循環(huán)熱耗變化情況，如圖9所示。各聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷工況下，進(jìn)氣加熱系統(tǒng)的升溫能力和提效能力均滿(mǎn)足性能保證值要求。

圖9 投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)前后機(jī)組聯(lián)合循環(huán)熱耗變化

投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)前后機(jī)組聯(lián)合循環(huán)效率變化情況如圖10所示。在機(jī)組120～160 MW部分負(fù)荷工況，投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)熱效率的提升。但隨著負(fù)荷增加，聯(lián)合循環(huán)效率的提升效果減弱，在120 MW負(fù)荷時(shí)能提升聯(lián)合循環(huán)效率0.75%，而在160 MW負(fù)荷時(shí)僅能提升0.38%。

圖10 投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)前后聯(lián)合循環(huán)效率變化

投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率的影響如圖11所示。聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷達(dá)到140 MW時(shí)，投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率提高幅度最大，但此負(fù)荷并不對(duì)應(yīng)聯(lián)合循環(huán)效率提升效果最優(yōu)工況點(diǎn)。聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷160 MW時(shí)，投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)雖能使聯(lián)合循環(huán)效率提升0.38%，但是燃?xì)廨啓C(jī)效率已開(kāi)始下降，下降幅度為0.1%。

圖11 投用進(jìn)氣加熱系統(tǒng)前后燃?xì)廨啓C(jī)效率變化

綜上，進(jìn)氣加熱提效與聯(lián)合循環(huán)負(fù)荷率密切相關(guān)。部分負(fù)荷工況的負(fù)荷率越低，進(jìn)氣加熱對(duì)聯(lián)合循環(huán)效率的提升越明顯，而進(jìn)氣加熱對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率的提升存在拐點(diǎn)，拐點(diǎn)大致對(duì)應(yīng)聯(lián)合循環(huán)72%負(fù)荷率工況，即在該工況下燃?xì)廨啓C(jī)效率提升比例達(dá)到最大值。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文采用仿真方法對(duì)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)變工況下的燃?xì)廨啓C(jī)性能和聯(lián)合循環(huán)機(jī)組性能進(jìn)行理論研究，設(shè)計(jì)和實(shí)施了部分負(fù)荷工況下燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣加熱提效性能試驗(yàn)，分析不同負(fù)荷工況下燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)效率和聯(lián)合循環(huán)效率的影響規(guī)律，證實(shí)部分負(fù)荷進(jìn)氣加熱提效技術(shù)具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。但是，目前燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣加熱系統(tǒng)投用案例尚少，且存在進(jìn)氣加熱驗(yàn)收評(píng)價(jià)體系不完善、燃?xì)鈾C(jī)組部分負(fù)荷工況設(shè)計(jì)指標(biāo)不公開(kāi)、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒和控制核心技術(shù)未掌握等問(wèn)題，因此后期還需深入開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)研究，全面厘清進(jìn)氣加熱提效原理的實(shí)質(zhì)，以便更充分地發(fā)揮該技術(shù)優(yōu)勢(shì)。