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《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》行业标准

编辑:   发布时间:2019-01-10

一、项目概况

     我国对生产和管理标准化要求不断提高,在燃气发电产业,随着燃气发电装机容量越来越大,燃气发电设备的可靠性管理及评价工作日益引起电力行业各相关单位的重视。为进一步探讨和研究更精细的燃气发电专业标准管理体系,在《发电设备可靠性评价规程》(DL/T793-2012)修订各个专业评价规程基础上,提出并制定了电力行业标准《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》。该标准对简单循环机组、不同类型燃气-蒸汽联合循环机组以及重要辅机设备建立可靠性评价管理体系,对燃气发电设备可靠性状态进行准确划分归类、对可靠性指标进行计算统计分析,为燃气发电对电网的安全可靠性运行评价提供依据,为燃气发电设备可靠性管理及各燃气发电主机厂家设备评价提供支撑,为后期新上燃机主机设备选型提供方向。

     本标准规定了燃气轮发电设备可靠性的统计、分析及评价办法,适用于燃气轮发电企业发电能力的可靠性评价。

二、项目的先进性

     电力行业燃气发电板块相关标准《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》填补了国内燃气机组可靠性评价方法行业标准的空白,对国内燃气发电设备可靠性评价管理系统进行了规范,在电力行业管理标准方面具有一定的先进性。

     2002年,我国进行了第一次燃机打捆招标,之后又进行了三次打捆招标,燃气发电机组开始出现在我国发电装备的序列。为确保燃机设备运行的可靠性,电力可靠性管理中心在2004年编制了《燃气轮机发电设备可靠性评价规程(试行)》,我国燃气发电设备可靠性评价指标主要由等效可用系数、非计划停运次数和小时、强迫停运系数和启停可靠度等四个方面组成,其指标计算方法均参考此规程。随着该办法的深入实施,燃机设备可靠性的管理工作得到一定发展。但一直未正式发布,其中的指标计算方法大部分参考煤机,没有突出燃气发电的特性。

     2017年能源大转型高层论坛上国家战略委副主任,国家能源局局长努尔·白克力指出,天然气是我国推进能源生产和消费革命实现主体能源绿色低碳更替的重要基础。2016年印发的能源生产和消费革命战略,天然气发展“十三五”规划明确提出了力争2020年,2030年天然气占一次能源消费比重分别达到10%左右和15%左右的目标。《中国天然气发展报告2016》指出天然气发电成为电源结构的重要组成部分,也是天然气市场发展的主要驱动力,预计到2020年,天然气发电装机占中国发电总装机的5%以上,到2030年力争将该比例提高到10%左右。

     随着燃气发电技术和装备能力的升级、管理理念的提升以及信息技术的发展,新投产大量高参数大容量燃气发电机组,同时也涌现出一批燃气分布式发电站。设备厂家的不断增加、技术参数的不断提高、布置型式的灵活多样性,致使原试行版评价规程已不能满足现役燃气轮机发电设备可靠性管理工作要求,迫切需要提出适用性更强的燃气轮机发电设备可靠性评价规程,为我国燃气轮机发电设备的可靠性评价工作提供抓手和依据,为新建燃机电厂设备选型奠定基础,为电网合理调度和规划提供可靠性主要指标参考依据。

     从国家能源结构和电源结构的双调整方向看,天然气发电将迎来发展的春天,燃气发电设备可靠性评价规程标准的编写顺势而为,因需而作,体现了燃气发电行业管理的先进性。

三、项目的创新性

     该标准是国内燃气发电机组可靠性评价方法的首次正式发布的标准,区别于传统的燃煤发电机组可靠性评价具有一定的创新性,标准规定了燃气发电设备特有的可靠性评价指标,为进一步对燃气发电设备可靠性指标数据进行挖掘、引导设备的检修和运行、降低发电设备检修费用、降低机组非停和降出力次数、提高发电设备可靠性性能奠定基础。

     随着燃气轮机发电装机容量不断提高,其对电网的影响越来越大,加强和完善燃气轮机发电设备的可靠性管理及评价的需求愈加迫切。特别是在燃气轮机发电设备产品等级不断丰富,结构型式日益复杂多变的情况下,研究燃气轮机发电设备的可靠性问题及评价方法是一项非常有意义的工作。之前,我国对发电设备可靠性的管理评价主要参考《DL/T 793-2012,发电设备可靠性评价规程》,该规程未对煤机和燃机区分,部分指标不适用于燃气发电机组。《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气机组》本标准的印发,标志着燃气轮机发电设备可靠性评价从无到有,逐渐步入评价规范化、标准化。一方面随着燃气轮机发电设备从单台/套最大装机容量200MW,迅速发展为单台/套最大装机容量600MW;另一方面机组布置型式也从一拖一单轴、一拖一分轴发展到二拖一多轴、三拖一多轴等,燃气轮机型号的多样性以及燃机布置方式的复杂性对于燃气轮机发电设备可靠性评价提出了更高的要求。

     《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》该标准明确规定了单台/套燃气发电机组的定义,理清了一拖一分轴、二拖一多轴等联合循环发电机组非计划停运、非计划降低出力等事件的状态划分与次数统计;首次提出联合循环机组按照整套及主机分别统计方法;明确规定整套联合循环机组总容量计算、可靠性评价指标计算方法;明确了状态填报中机组计划或非计划降低出力量范围的界定值;明确了新建燃气机组记录时间;丰富了燃气发电可靠性评价指标,针对联合循环机组增加了反映联合发电耦合度的可靠性指标燃机-汽机启动间隔。

四、项目的可推广性

     《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》本标准规定适用于燃气轮发电企业发电能力的可靠性评价。隶属于电力行业标准,在燃气发电企业均有一定的适用性和推广性。

     在本标准完成之前华电电力科学研究院汽机及燃机技术部开展了燃气轮机发电设备可靠性管理评价专项研究,调研了华电系统上海奉贤、浙江半山、浙江江东、浙江下沙、江苏戚墅堰、江苏望亭、北京二热、天津福源等燃气电厂,对燃气轮机发电设备可靠性管理现状进行了摸底和综合评估,同时了解燃气电厂对可靠性评价管理标准化和系统化的需求,形成了《燃气轮机发电设备可靠性管理评价专项研究报告》。标准定稿前期,组织燃气发电企业可靠性管理专家进行了多次研讨会,形成《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》(征求意见稿),并由电力行业可靠性管理中心下发到全国进行征求意见,搜集并汇总了包括华能、大唐、国家电投、神华(国华)、粤电、深圳能源、晋能等拥有燃气发电机组企业的各大发电集团的意见和建议,并由专家讨论修改,企业试行,编制形成了该标准的定稿,因此在全国燃气发电企业均有一定的适用性和推广性。

五、项目的经济社会效益

     本标准为电力行业标准,属于管理创新的方式方法类,行业内推广应用后没有直接的经济效益凸显,但随着时间的推移,可靠性大数据的统计分析评估,会为燃气发电行业带来很大的间接经济效益。

     首先,电网侧可以对可靠性程度高的燃气机组进行优化调度,提高经济运行度和电网安全可靠度,降低电网维护成本和社会用电成本。将全国燃气发电机组的设备基础数据及运行数据汇集成燃气发电大数据,通过对每年燃气机组可靠性发电大数据的统计分析,可以对可靠性性能较佳调峰燃气机组进行优先调度,减少因机组非计划停运或非计划降低出力等事件对电网不可靠性的冲击,提高电网的稳定性,有利于用电企业稳定生产,产生积极的社会效益。

     其次,在运电厂侧可以通过对机组可靠性数据评价分析,既可以对机组优化调度,又可以延长设备使用寿命,降低维护检修成本。由于可靠性管理系统平台可以对余热锅炉、汽轮机、发电机、凝结水泵、给水泵、循环水泵等电厂各个设备进行可靠性管理,因此这些设备的运行状况将可以被准确的评估和预测,进而对设备运行检修提供优化,提供燃气发电设备可靠性水平。按照每年平均减少1次非计划停运事件,恢复生产按48小时计算,一台F级燃气机组容量39万千瓦,可以直接避免减少的电量约为1872万千瓦时,按照平均电价0.520元计算,直接的年经济产值就达973.4万元,全国若每年降低10次左右非计划停运事件,由此产生的经济效益将达到上亿元。

再者,新建燃气机组可以优化设备选型,通过燃机可靠性大数据挖掘,对比分析,对目前几大燃机厂家(GE、SIEMENS、MHPS等)主机设备运行情况进行评估,优选可靠性较高的设备组合,降低新建燃气发电机组单位容量成本,提高电厂净资产收益率。

六、推动社会进步方面

     本项目建立完整的可靠性评价指标体系,补充完善了我国发电设备可靠性评价规程中燃气轮机发电设备部分的规定。同时通过信息化技术手段搭建可靠性管理系统平台改变了传统产业设备可靠性管理模式,增强企业管理水平,缩短维修时间、延长检修周期、减少起动失败的次数、提高工程分析效率、降低生产成本、提高系统可靠性,形成在华电集团系统乃至全国燃气发电采用技术手段促进发电设备可靠性指标提升的示范作用,成为能源行业、电力系统的一个创新亮点,对于传统行业中大数据开发挖掘工作的推广与应用产生深远的推动作用。

     发电行业始终被视为传统产业,随着国家对传统产业环保要求的提高,对能源利用结构的调整,及向工业4.0和互联网+的转型,燃气发电作为新型的传统行业,要及时跟上时代的步伐,燃气发电设备可靠性评价专项标准的制定将为这一时代的到来奠定基础,后续可制定一系列的燃气发电生产管理标准,为中国燃气发电高效生产标准化、系统化、智能化甚至模块化提供科学理论支撑,迎来中国燃气发电现代化标准化生产管理巅峰时代。

七、实施应用情况

     《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》本标准适用于燃气轮发电企业发电能力的可靠性评价,适用于国内简单循环、一拖一单轴、一拖一分轴、二拖一多轴等多种布置形式的燃气轮发电机组。

     《发电设备可靠性评价规程第5部分:燃气轮发电机组》(征求意见稿)下发到了国内拥有燃气发电机组企业的各大发电集团,并在燃气发电企业进行了初步应用,广泛征求了应用过程中出现的问题以及意见和建议,最终形成了覆盖国内燃气发电机组可靠性管理的通用标准。

     通过本标准的实施,燃气发电企业规范了对燃气轮发电机组可靠性管理工作,结束了以前燃气发电企业可靠性工作无标准可依的现状。过本标准的应用,部分燃气发电企业开始对发电设备可靠性评价指标进行计算和分析,进而了解机组运行状况以及系统、设备健康状况,从而找出影响机组可靠性的薄弱环节;另,部分燃气发电企业通过本标准对机组历史指标数据进行整理收集,以及进一步对可靠性指标数据进行预测,及时提出减少非计划停运、非计划降出力等事件以及提高可靠性评价指标的合理化建议,从而引导运行和检修工作,最终实现提高机组可靠性和经济性指标的目的。

     同时基于该标准,杭州华电下沙热电有限企业已向华电集团申请并开展《二拖一分轴206FA燃气发电机组可靠性评价指标的研究与应用》科技项目。

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