600MW汽轮机动态经济运行与降损分析

庞正斌

(华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司,内蒙古包头　014013)

600MW汽轮机动态经济运行与降损分析

庞正斌

(华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司,内蒙古包头014013)

随着我国电网容量的增大,电网运行的高峰期与低谷期间的差异也随之增大;随着电力结构的变化,大容量电机组参与调峰运行势在必行。本文针对600MW汽轮机经济运行与降损情况进行分析,并提出一些意见。

汽轮机经济运行降损

近年来，600MW及以上的大容量汽轮机组得到广泛应用，并大部分参与到调峰运行中来，往往伴随着安全隐患和降低运行经济性等问题。这类问题成为人们密切关注的对象，也成为相关专家致力研究的课题。对汽轮机热耗率造成影响的因素主要是通流部分特性、环境条件、高压条门特性与运行方式等。运行方式不同，致使机组各级压力、效率及各段抽汽量产生变化，导致辅助设备(锅炉、给水泵等)的工况也不同。在此环境下，汽轮机组的相对内效率、给水泵功耗不同，使各种运行方式下的热经济性产生差异。

1　影响机组效率的因素

1.1机组效率公式

机组效率(η)=循环效率(ηt)×节流效率(ηth)×相对内效率(ηi′)

1.2提高效率途径

提高机组效率的途径主要从循环效率、节流效率、相对内效率三方面着手。

(1)提高循环效率;通过对初终参数进行调整(如提高初参数、降低终参数)，来发展大容量机组，从而提高循环效率。例如:亚临界机组到超临界机组，初参数从16.67M Pa/538℃/538℃提高到24.1MPa/593℃/593℃，效率约提高了5%。(2)提高通流效率;节流效率是指全机扣除进汽机构节流损失后的理想比焓降:全机总的理想比焓降。相对内流相率是指汽机构外的通流部分相对内流效率，又称通流效率。引进最新科学技术，使通流部分的结构得到完善，从而提高通流效率。新型叶片技术与汽封技术能有效提高通流效率5%。例如:德国Boxberg电站的907MW引入最新3DSTM与3DVTM叶片技术后，成为通流效率世界之最。(3)优化负荷点;在固定的通流部分与运行参数下，对每一个负荷点进行优化，也有利于提高机组效率。目前，喷嘴配汽方式在大型机组中普遍应用，对其的调节有三种方案:喷嘴调节、节流调节和滑压调节。在流量、初参数、终参数都相同的情况下，中、低压缸的做功情况也相差无几，只需比较高压缸的做功差异。喷嘴调节、节流调节与滑压调节互相作用，对效率的影响却又各不相同。由于在进行节流调节时，阀门同时开启，致使部分负荷时，产生较大的节流损失;对于中间的再热机组，负荷每减少50%损失2%的节流。若不计温度的影响，高压缸理想焓降与相对内效率基本保持不变。喷嘴调节时，损失节流的只有部分开启的阀门，当机组负荷在30%以下时，节流的损失会增大一些，因此，喷嘴调节的效率高于节流调节效率。滑压调节时，初温不变，阀门全开或在损失节流最少的位置，通过改变锅炉燃烧工况从而降低出压，降低理想循环效率，减少节流损失。不同的运行方式，导致不确定的汽轮机效率。汽轮机组的定滑压运行曲线是由负荷下最佳点组成的，与主蒸汽压力相关。该曲线有利于机组经济运行并降低机组的热耗率。

2　研究方案

2.1试验方案

负荷降低时，喷嘴配汽汽轮机组可采用定压运行与滑压运行两种方式，但出于可靠与安全的考虑，可采用复合滑压运行方式。

(1)定压运行;在初压不变的情况下，采取单阀调节或顺序阀调节。由于单阀调节时，阀门全部开启，会产生较大的节流损失。因此为保证机组安全，单阀调节一般在机组开启、停止阶段或在低负荷情况下使用。使用顺序阀门调节时，初压保持不变，挨个关小阀门，使只有一个阀节流，从而降低流量与负荷。顺序阀门调节通常在高负荷的情况下使用。(2)滑压运行;滑压运行分为常规滑压和阀点滑压两种类型。常规滑压时，阀门全部开启或在损失节流最少的位置;阀点滑压因在滑压程度较深时，初压较大降低导致循环效率大幅度降低，从而分为2阀点滑压运行方式和3阀点滑压运行方式。定-滑-定模式是目前各机组最基本的运行模式。滑压运行曲线受热系统设备运行状况、冷热季水温变化与蒸汽的影响，导致汽轮机制造厂给出的滑压曲线与最优的滑压曲线出现偏差。因此，测试定滑压曲线成为选择最优滑压曲线的有效途径。目前国内进行滑压曲线的测试方式有两种:一种是在运行曲线上选取3个主蒸汽压力，一般情况下，中间的压力值最优，由于存在着较大的压力间隔，若得出的结果显示中间压力的热耗率不是最小，则寻优失败;另一种是认为在负荷相同的情况下，最低热耗会在阀点位置，通过定压、常规滑压和阀点滑压进行工况试验后，最低热耗点不一定只在阀点位置出现。两种测试方法的理论都建立在非调节级的内效率不受喷嘴部分进汽的影响。但其结果显示，部分进汽度对非调节级内效率是有影响的，它能降低非调节级相对内效率与机组效率，且进汽度越小造成的影响越大。(3)复合滑压;通过考虑操作的安全性，从而得出复合滑压运行方式。复合滑压主要以负荷与阀位联合使用为基础，在2阀与3阀、3阀与4阀之间运行。进行复合滑压时2阀或3阀全部开启，1个阀门节流。复合滑压运行方式将各测试工况修正后的热耗率与负荷的曲线分为定压运行曲线、常规滑压运行曲线、2阀/3阀点滑压工况曲线与复合滑压工况曲线五种。

2.2研究结果

测试结果显示当负荷为540-580MW时，应采用定压运行;当负荷为480-540MW时，应采用复合滑压运行;负荷为450-480MW时，应采用3阀点滑压运行;负荷为370-450MW时，应采用复合滑压运行;负荷为300-370时，应采用2阀点滑压运行。

3　结语

将复合滑压工况运用到优化定滑压运行方式中来，能够通过测试找出最佳滑压曲线。复合滑压运行方式实现了2阀点/3阀点到定压的顺序转变，有效使600MW汽轮机经济与安全运行。不过，在实际使用中，机组运行、锅炉燃烧等情况产生的影响也应考虑到，并适当修正压力曲线。

[1]李玲,胥建群,李刚,石永锋,郭其祥.喷嘴配汽方式600MW汽轮机组运行优化研究[J].汽轮机技术,2011(3):209-212+235.

[2]李玲,胥建群,石永锋.600MW汽轮机组运行方式优化研究[J].发电设备,2010(6):396-400.

[3]李勇,单丽清,卢丽坤.某600MW汽轮机配汽方式优化方法研究[J].汽轮机技术,2013(3):205-207+194.