一、標(biāo)桿機(jī)組概況

江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司3號(hào)機(jī)組為475MW級(jí)重型燃?xì)鈾C(jī)組，是由我國東方電氣集團(tuán)與日本三菱重工合作生產(chǎn)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，型號(hào)M701F4。該機(jī)組具有熱效率高、氮氧化物排放低、發(fā)電及綜合能力強(qiáng)等諸多優(yōu)特點(diǎn)。

機(jī)組為單軸重型燃機(jī)機(jī)組，軸系由壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等組成，整臺(tái)機(jī)組在同一軸系運(yùn)行，采用冷端驅(qū)動(dòng)方式。其中，燃機(jī)由一個(gè)17級(jí)的軸流式壓氣機(jī)、20個(gè)低NOx燃燒器和一個(gè)四級(jí)燃?xì)馔钙浇M成，透平葉片采用最新的冷卻技術(shù)和高強(qiáng)度翼材料，并采用三維氣動(dòng)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了透平葉片的冷卻效果，具備更高的燃燒溫度；預(yù)混燃燒器能有效降低NOx的生成，環(huán)保指標(biāo)全面優(yōu)于國家超低排放限值；蒸汽輪機(jī)為雙缸雙排氣、三壓、中間再熱、單軸、沖動(dòng)式無抽汽純凝式機(jī)組。高壓缸12級(jí)，中壓缸9個(gè)壓力機(jī)、低壓缸12級(jí)；發(fā)電機(jī)為全氫冷、自并勵(lì)靜態(tài)勵(lì)磁，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)可作為同步電動(dòng)機(jī)使用，配有靜態(tài)變頻啟動(dòng)裝置SFC；余熱鍋爐為杭州鍋爐有限公司生產(chǎn)的三壓、再熱、臥式、無補(bǔ)燃、自身除氧的自然循環(huán)鍋爐。該機(jī)組自投產(chǎn)以來，總體性能良好，設(shè)計(jì)工況下（大氣壓力101.63kPa，環(huán)境溫度15.5℃，相對(duì)濕度77%，燃料天然氣LHV 47823kJ/kg），機(jī)組額定出力為474.97MW，天然氣耗氣量為60.16t/h（合82430Nm3/h），聯(lián)合循環(huán)效率6058kJ/kWh（LHV），熱效率59.43%（LHV），各項(xiàng)指標(biāo)均全面優(yōu)于同類型機(jī)組。

3號(hào)機(jī)組自2015年10月正式投產(chǎn)運(yùn)行以來，歷經(jīng)D級(jí)、C級(jí)、B級(jí)檢修各一次，各類設(shè)計(jì)、施工缺陷不斷消除；通過改造TCA泵供冷卻水模式、壓縮空氣系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、燃燒調(diào)整試驗(yàn)、重要輔機(jī)變頻模式、優(yōu)化循泵運(yùn)行方式等，使各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)得到不斷優(yōu)化，設(shè)備可靠性大幅提高，從未出現(xiàn)人身傷亡及設(shè)備事故。

項(xiàng)目榮獲中電聯(lián)2018年度400-480MW“F”級(jí)改進(jìn)型純凝機(jī)組供電煤耗最優(yōu)機(jī)組；中電聯(lián)2019年度400-480MW“F”級(jí)改進(jìn)型純凝機(jī)組AAA級(jí)機(jī)組；2017、2018、2019年連續(xù)三年榮獲江蘇省火電企業(yè)能效對(duì)標(biāo)（燃機(jī)475MW）“標(biāo)桿機(jī)組”稱號(hào)。

二、機(jī)組主要指標(biāo)

3號(hào)機(jī)組自投產(chǎn)以來嚴(yán)格按照標(biāo)桿機(jī)組開展各項(xiàng)工作，主要指標(biāo)如下：

1.設(shè)計(jì)工況下機(jī)組額定出力為475.21MW，比設(shè)計(jì)工況增加0.24MW；聯(lián)合循環(huán)熱效率6047kJ/kWh，比設(shè)計(jì)值低11kJ/kWh；熱效率59.52%（LHV）比設(shè)計(jì)值增加0.09%。

2.發(fā)電機(jī)平均氣耗為0.1889Nm3/kWh，與國內(nèi)首批投產(chǎn)的GE 9FA燃機(jī)相比明顯領(lǐng)先。

3.發(fā)電平均廠用電率為1.73%，大幅優(yōu)于同時(shí)期國內(nèi)同類型F級(jí)機(jī)組。

4.真空嚴(yán)密性試驗(yàn)常年保持在0.1kPa/min以內(nèi)。

5.煙塵排放濃度始終保持0.5mg/Nm3以下；SO2排放濃度保持0.3mg/Nm3以下；NOx排放濃度在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)保持在50mg/Nm3以下，投用脫硝裝置后可減至10mg/Nm3以下，脫硝效率最大可達(dá)到75%以上；各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)均優(yōu)于國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

三、項(xiàng)目主要亮點(diǎn)

3號(hào)機(jī)組對(duì)標(biāo)國內(nèi)標(biāo)桿機(jī)組各項(xiàng)參數(shù)，連續(xù)多年榮獲火電企業(yè)能效對(duì)標(biāo)“標(biāo)桿機(jī)組”稱號(hào)，主要亮點(diǎn)如下：

1.本項(xiàng)目為“一拖一”單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，蒸汽輪機(jī)型式為高壓中間再熱雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)，具有高效率，高可靠性，良好的運(yùn)行適應(yīng)性，調(diào)峰性能好等特點(diǎn)。熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間從啟動(dòng)到滿負(fù)荷僅需1小時(shí)45分鐘，自投產(chǎn)以來，機(jī)組現(xiàn)已累計(jì)啟動(dòng)847次，啟動(dòng)成功率達(dá)100%，從未發(fā)生非正常停運(yùn)情況。

2.作為F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)，壓氣機(jī)壓比達(dá)到17，透平進(jìn)口溫1400℃，設(shè)計(jì)工況熱效率達(dá)到59.43%，遠(yuǎn)超同類型F級(jí)機(jī)組。3號(hào)機(jī)投產(chǎn)后先后進(jìn)行4次燃燒調(diào)整試驗(yàn)，通過改善不同負(fù)荷、環(huán)境溫度下燃燒工況，提高排氣溫度，達(dá)到進(jìn)一步降低氣耗，提高熱效率目的。主蒸汽溫度由563℃提升至567℃，再熱蒸汽溫度由564℃提升至567℃，瞬時(shí)氣耗由0.1862降低至0.1850Nm3/kWh；同時(shí)機(jī)組采用了燃燒自動(dòng)微調(diào)控制系統(tǒng)，在不同環(huán)境溫度下始終保持較高的排氣溫度和較好的效率。

3.熱力系統(tǒng)安全系數(shù)明顯提升。3號(hào)機(jī)透平冷卻空氣采用了更為安全的TCA泵供冷卻水模式，通過設(shè)置獨(dú)立的兩臺(tái)TCA泵，為TCA冷卻器供水，大大提升了低負(fù)荷時(shí)，機(jī)組TCA透平冷卻的安全裕度，與同類型機(jī)組反復(fù)出現(xiàn)TCA冷卻水流量不足，造成機(jī)組跳閘相比，安全系數(shù)明顯提升，投產(chǎn)以來未有TCA系統(tǒng)異常導(dǎo)致的機(jī)組故障發(fā)生。

4.勵(lì)磁系統(tǒng)采用自并勵(lì)、全靜態(tài)勵(lì)磁方式，正常運(yùn)行勵(lì)磁電流由連接在發(fā)電機(jī)出線上的勵(lì)磁變獲取，機(jī)組啟動(dòng)過程中使用啟勵(lì)變供電，大大降低啟勵(lì)裝置容量，同時(shí)穩(wěn)定性強(qiáng)，安全系數(shù)明顯增加。

5.采用獨(dú)立的密封油系統(tǒng)。兩臺(tái)交流密封油泵和一臺(tái)直流密封油泵，正常運(yùn)行時(shí)密封油可形成閉式循環(huán)，潤滑油系統(tǒng)停運(yùn)狀態(tài)下繼續(xù)維持運(yùn)行，發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)安全性明顯提升；在機(jī)組長期停運(yùn)時(shí)，停運(yùn)盤車頂軸油泵、潤滑油泵，封油系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，每日單臺(tái)機(jī)組下網(wǎng)電量由2萬千瓦時(shí)降低至1.58萬kWh，綜合廠用電率可下降0.12%；通過改造壓縮空氣系統(tǒng)，每日可節(jié)約下網(wǎng)電量0.32萬kWh，綜合廠用電率可下降0.09%。

6.采用循泵高低速循泵并列運(yùn)行模式，可根據(jù)機(jī)組運(yùn)行方式和環(huán)境溫度自由搭配調(diào)整。通過確定不同環(huán)境溫度、不同負(fù)荷下循泵啟動(dòng)運(yùn)行搭配方式和對(duì)應(yīng)的最優(yōu)真空度，全年機(jī)組在循泵最優(yōu)節(jié)電方式的情況下真空比最初提升0.25kPa，循泵單耗降低0.03。

7.重要輔機(jī)如高壓給水泵、凝泵、脫硝高溫風(fēng)機(jī)均采用變頻模式，高壓給水泵變頻模式與工頻相比電流降低12%，凝泵降低7%，高溫風(fēng)機(jī)降低15%。

8.改進(jìn)壓氣機(jī)濾網(wǎng)，提升壓氣機(jī)效率。通過將壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)由普通濾網(wǎng)改為布袋式濾網(wǎng)。改造后，除塵效果更佳，壓氣機(jī)效率下降速度明顯變慢，同等運(yùn)行時(shí)間下壓氣機(jī)效率下降率降低36.79%。

9.在2017年C級(jí)檢修和2021年B級(jí)檢修后實(shí)現(xiàn)機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行，至2022年9月，安全運(yùn)行天數(shù)2550天，實(shí)現(xiàn)機(jī)組連續(xù)長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。